bmp（全稱bitmap）是windows操作系統(tǒng)中的標(biāo)準(zhǔn)圖像文件格式，廣泛應(yīng)用于圖像數(shù)據(jù)的存儲和交換。本文將詳細(xì)解析bmp文件格式的結(jié)構(gòu)，幫助讀者深入理解這一位圖格式的內(nèi)部機制。
bmp文件，又稱位圖文件，使用像素陣列來表示圖像。每個像素點有特定的位置和顏色值，顏色由rgb組合或灰度值表示。bmp文件以其無損壓縮和獨立于設(shè)備的特點，成為windows環(huán)境下圖像處理軟件的基礎(chǔ)格式。
典型的bmp圖像文件由四部分組成：位圖文件頭、位圖信息頭、調(diào)色板（可選）和位圖數(shù)據(jù)。
位圖文件頭提供了文件的格式、大小等基本信息。其結(jié)構(gòu)定義如下：
- bftype：2個字節(jié)，表示文件的類型，通常為“bm”（0x4d42）。
- bfsize：4個字節(jié)，表示文件的大小，以字節(jié)為單位。
- bfreserved1和bfreserved2：各2個字節(jié)，保留數(shù)據(jù)，通常為0。
- bfoffbits：4個字節(jié)，表示從文件頭到像素數(shù)據(jù)之間的字節(jié)偏移量，用于定位像素數(shù)據(jù)。
位圖信息頭包含了圖像的尺寸、位平面數(shù)、壓縮方式、顏色索引等關(guān)鍵信息。其結(jié)構(gòu)定義如下：
- bisize：4個字節(jié)，表示bitmapinfoheader結(jié)構(gòu)所需的字節(jié)數(shù)，通常為40字節(jié)。
- biwidth和biheight：各4個字節(jié)，分別表示圖像的寬度和高度，以像素為單位。圖像高度值還可指示圖像的方向，正數(shù)表示圖像倒向，負(fù)數(shù)表示圖像正向。
- biplanes：2個字節(jié)，目標(biāo)設(shè)備的級別，通常為1。
- bibitcount：2個字節(jié)，表示每個像素所具有的比特數(shù)，可選值為1、4、8、16、24、32。
- bicompression：4個字節(jié)，表示圖像數(shù)據(jù)的壓縮類型，如bi_rgb表示無壓縮。
- bisizeimage：4個字節(jié)，表示圖像的大小，以字節(jié)為單位，必須是4的倍數(shù)。
- bixpelspermeter和biypelspermeter：各4個字節(jié)，分別表示水平分辨率和垂直分辨率，用像素/米表示。
- biclrused和biclrimportant：各4個字節(jié)，分別表示位圖實際使用的顏色表中的顏色索引數(shù)和圖像顯示過程中重要的顏色索引數(shù)。
調(diào)色板用于建立顏色索引，從而節(jié)省存儲空間。它保存了位圖用到的所有顏色，而位圖數(shù)據(jù)部分存儲的是顏色的索引。調(diào)色板在單色位圖、16色位圖、256色位圖中存在，即位圖深度為1bit、4bit、8bit的位圖才有調(diào)色板。對于16位、24位和32位的位圖，由于顏色過多，不適宜使用調(diào)色板。
調(diào)色板由rgbquad結(jié)構(gòu)體數(shù)組組成，每個rgbquad結(jié)構(gòu)體占用4個字節(jié)，分別表示藍、綠、紅三個顏色分量和一個保留項。
位圖數(shù)據(jù)記錄了圖像的每一個像素值。像素值的存儲方式取決于位圖深度：
- 對于1bit位圖，8個像素占1個字節(jié)。
- 對于4bit位圖，2個像素占1個字節(jié)。
- 對于8bit位圖，1個像素占1個字節(jié)。
- 對于24bit位圖，1個像素占3個字節(jié)，分別是r、g、b。
windows規(guī)定一個掃描行所占的字節(jié)數(shù)必須是4的倍數(shù)，不足部分以0填充。
- 無損壓縮：bmp文件不采用其他任何壓縮方式，除了可選的rle（行程長度編碼）壓縮，保證了圖像數(shù)據(jù)的完整性。
- 獨立于設(shè)備：bmp文件與設(shè)備無關(guān)，可以在不同的顯示設(shè)備上保持一致的顯示效果。
- 顏色深度可選：bmp文件的圖像深度可選1bit、4bit、8bit、16bit、24bit或32bit，滿足了不同應(yīng)用場景的需求。
bmp文件格式以其無損壓縮、獨立于設(shè)備和顏色深度可選的特點，在windows環(huán)境下得到了廣泛應(yīng)用。通過深入了解bmp文件的結(jié)構(gòu)，我們可以更好地理解和處理這一位圖格式，為圖像處理和應(yīng)用開發(fā)提供有力支持。
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