BMP位图浅析

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BMP文件相关的技术文档，网上可以找到太多了，但这些文档都只适合专业的人去看，所以我写了这篇貌似菜鸟能看懂的文章，但愿它不只是貌似而已。阅读本文前最好先看看《颜色的RGB数字表示方法》。

什么是位图

计算机能以位图和矢量图格式显示图像。

位图(Bitmap)图像又称点阵图或光栅图，它使用我们称为像素(象素，Pixel)的一格一格的小点来描述图像。计算机屏幕其实就是一张包含大量像素点的网格。当我们把位图放大时，每一个像素小点看上去就像是一个个马赛克色块。

矢量图(Vector)使用直线和曲线来描述图形，这些图形的元素是一些点、线、矩形、多边形、圆和弧线等等，它们都是通过数学公式计算获得的。

位图和矢量图最简单的区别就是：矢量图可以无限放大，而且不会失真；而位图则不能。

像Photoshop(PS)这样主要用于处理位图的软件，我们称之为图像处理软件；专门处理矢量图的软件，我们称之为图形设计软件，例如Adobe Illustrator，CorelDRAW，Flash MX等。

BMP位图文件

常见的图像文件格式有：BMP、JPG(JPE,JPEG)、GIF等。

BMP图像文件(Bitmap-File)格式是Windows采用的图像文件存储格式，在Windows环境下运行的所有图像处理软件都支持这种格式。Windows 3.0以后的BMP文件都是指设备无关位图(DIB，device-independent bitmap)。BMP位图文件默认的文件扩展名是.BMP，有时它也会以.DIB或.RLE作扩展名。

创建BMP文件

打开Photoshop，新建一个尺寸为2*3像素的文件。

放大图片到最大（1600%），然后用铅笔工具对每个像素都点一个不同颜色的点，如下图所示。

储存这个文件为BMP格式，文件名为“MyBmp.bmp”，在BMP选项中选择Windows，24位。

BMP文件结构

BMP文件由4部分组成：

1. 位图文件头(bitmap-file header)

2. 位图信息头(bitmap-information header)

3. 颜色表(color table)

4. 颜色点阵数据(bits data)

24位真彩色位图没有颜色表，所以只有1、2、4这三部分。

用UltraEdit打开MyBmp.bmp，可以看到这个文件的全部数据如下图所示：

位图文件头

位图文件头分4部分，共14字节：

名称	占用空间	内容	实际数据
bfType	2字节	标识，就是“BM”二字	BM
bfSize	4字节	整个BMP文件的大小	0x50(80)
bfReserved1/2	4字节	保留字，没用	0
bfOffBits	4字节	偏移数，即 位图文件头+位图信息头+调色板 的大小	0x36(54)

注意，Windows的数据是倒着念的，这是PC电脑的特色。如果一段数据为50 1A 25 3C，倒着念就是3C 25 1A 50，即0x3C251A50。因此，如果bfSize的数据为50 00 00 00，实际上就成了0x00000050，也就是0x50。

位图信息头

位图信息头共40字节：

名称	占用空间	内容	实际数据
biSize	4字节	位图信息头的大小，为40	0x28(40)
biWidth	4字节	位图的宽度，单位是像素	2
biHeight	4字节	位图的高度，单位是像素	3
biPlanes	2字节	固定值1	1
biBitCount	2字节	每个像素的位数 1-黑白图，4-16色，8-256色，24-真彩色	0x18(24)
biCompression	4字节	压缩方式，BI_RGB(0)为不压缩	0
biSizeImage	4字节	位图全部像素占用的字节数，BI_RGB时可设为0	0x1A
biXPelsPerMeter	4字节	水平分辨率(像素/米)	0xB12(2834)
biYPelsPerMeter	4字节	垂直分辨率(像素/米)	0xB12(2834)
biClrUsed	4字节	位图使用的颜色数 如果为0，则颜色数为2的biBitCount次方	0
biClrImportant	4字节	重要的颜色数，0代表所有颜色都重要	0

作为真彩色位图，我们主要关心的是biWidth和biHeight这两个数值，两个数值告诉我们图像的尺寸。biSize，biPlanes，biBitCount这几个数值是固定的。想偷懒的话，其它的数值可以一律用0来填充。

颜色表

24位真彩色位图没有颜色表。要想在Photoshop中创建有颜色表的BMP图像，选择图像>模式>索引颜色；要想查看颜色表，选择图像>模式>颜色表。本文为了简化，只讨论24位真彩色位图。

颜色点阵数据

位图全部的像素，是按照自下向上，自左向右的顺序排列的。

RGB数据也是倒着念的，原始数据是按B、G、R的顺序排列的。

你应该注意到图中用黑色框起来的00 00了，在每行颜色的末尾添加的两个0字节，是为了行补位。为什么要行补位呢？因为32位的Windows操作系统处理4个字节(32位)的速度比较快，所以BMP的每一行颜色占用的字节数规定为4的整数倍。MyBmp.bmp中一行颜色有两个像素，共占用6字节，如果要补齐4*2=8字节，就要再加两个0字节。

行补位的公式为：widthBytes = (width*biBitCount+31)/32*4

Phtoshop在文件的末尾还补充了两个0字节，好像是要整体补位。不过我看过的BMP资料中都没有提到还要整体补位的，其它软件生成的BMP文件也没有整体补位的，这看起来像是Adobe的独创，不知道目的何在。

Photoshop和Windows的BMP文件比较

用Photoshop保存的MyBmp.bmp：

经Windows画图转存过的BMP文件：

可以看出Windows的BMP文件最后少了两个0字节，没有整体补位。bfSize(文件大小)，biSizeImage(全部像素大小)也相应地减去2。

相关资料

BMP文件格式分析 http://wwcz898.blogchina.com/blog/1451283.html

MSDN 


http://blog.sina.com.cn/s/blog_6f6dfec701012qxf.html