BMP文件解析

目录

• BMP文件简介
• BMP文件格式
  • 位图头
  • 位图信息
  • 调色板
  • 位图数据
• C语言代码
  • 获取文件大小
  • 获取文件尺寸
  • 获取文件偏移量
  • 读取文件数据示例
• 一个问题
• 完整程序

BMP文件简介

BMP（全称Bitmap）是Windows操作系统中的标准图像文件格式，可以分成两类：设备有向量相关位图（DDB）和设备无向量相关位图（DIB），使用非常广。它采用位映射存储格式，除了图像深度可选以外，不采用其他任何压缩，因此，BMP文件所占用的空间很大。BMP文件的图像深度可选lbit、4bit、8bit及24bit。BMP文件存储数据时，图像的扫描方式是按从左到右、从下到上的顺序。由于BMP文件格式是Windows环境中交换与图有关的数据的一种标准，因此在Windows环境中运行的图形图像软件都支持BMP图像格式。

BMP文件格式

BMP文件主要有四部分组成，位图头、位图信息、调色板、位图数据。

位图头

保存文件的总体信息

• 字节 #0-1 保存位图文件的标识符，用于标识BMP和DIB文件的魔数，一般为0x42 0x4D，即ASCII的BM。以下为可能的取值：
  
  BM – Windows 3.1x, 95, NT, … etc.
  
  BA – OS/2 struct Bitmap Array
  
  CI – OS/2 struct Color Icon
  
  CP – OS/2 const Color Pointer
  
  IC – OS/2 struct Icon
  
  PT – OS/2 Pointer
• 字节 #2-5 使用一个dword保存位图文件大小。
• 字节 #6-9 是保留部分，留做以后的扩展使用,对实际的解码格式没有影响。
• 字节 #10-13 保存位图数据位置的地址偏移，也就是起始地址。

位图信息

这部分告诉应用程序图像的详细信息，在屏幕上显示图像将会使用这些信息

• 字节 #14-17 定义以下用来描述影像的区块（BitmapInfoHeader）的大小。
• 字节 #18-21 保存位图宽度（以像素个数表示）。
• 字节 #22-25 保存位图高度（以像素个数表示）。
• 字节 #26-27 保存所用彩色位面的个数。不经常使用。
• 字节 #28-29 保存每个像素的位数，它是图像的颜色深度。常用值是1、4、8（灰阶）和24（彩色）。
• 字节 #30-33 定义所用的压缩算法。允许的值是0、1、2、3、4、5。
  
  0 - 没有压缩（也用BI_RGB表示）
  
  1 - 行程长度编码 8位/像素（也用BI_RLE8表示）
  
  2 - 行程长度编码4位/像素（也用BI_RLE4表示）
  
  3 - Bit field（也用BI_BITFIELDS表示）
  
  4 - JPEG图像（也用BI_JPEG表示）
  
  5 - PNG图像（也用BI_PNG表示）

调色板

暂时不做介绍

位图数据

在典型的24位位图下，一个像素由24bit，即3个字节（R\G\B）组成。

C语言代码

获取文件大小

int getBmpFileSize(FILE * fpbmp)
{
	int size = 0;

    fseek(fpbmp, 2, SEEK_SET);
    fread(&size, sizeof(char), 4, fpbmp);

    return size;
}

获取文件尺寸

int getBmpWidth(FILE* fpbmp)
{
    int width = 0;

    fseek(fpbmp, 18L, SEEK_SET);
    fread(&width, sizeof(char), 4, fpbmp);

    return width;
}

int getBmpHeight( FILE* fpbmp )
{
    int height = 0;

    fseek(fpbmp, 22L, SEEK_SET);
    fread(&height, sizeof(char), 4, fpbmp);

    return height;
}

获取文件偏移量

int getOffset(FILE * fpbmp)
{
	int offset = 0;

    fseek(fpbmp, 10L, SEEK_SET);
    fread(&offset, sizeof(char), 4, fpbmp);

    return offset;
}

读取文件数据示例

对于一个3*3的BMP文件，三行分别是纯色的RGB分量

int readBmpData( FILE* fpbmp )
{
    int i = 0, j = 0;

    int offset = getOffset(fpbmp);
    int width = getBmpWidth(fpbmp);
    int height = getBmpHeight(fpbmp);

    unsigned char * pix = NULL;

    //one pix have 3 byte data( R G B )
    pix = malloc( 4 * sizeof( unsigned char ) );

    fseek(fpbmp, offset, SEEK_SET); // Jump to data part

    for( i = 0; i < height; i++ )
    {
        for( j = 0; j < width; j++ )
        {
            fread(pix, 3, 1, fpbmp);
            printf("(%3d,%3d,%3d)  ",pix[0],pix[1],pix[2]);
        }

        /*printf(",");
        for(;(j)%4!=0;j++)
        {
			fread(pix, 3, 1, fpbmp);
            printf("(%3d,%3d,%3d) ",pix[0],pix[1],pix[2]);
		}*/
        printf("\n");
    }
    return 0;
}

一个问题

等等，头部54字节，图像9个像素=27字节，加起来一共81字节，可是文件有90字节啊！剩下的4个字节呢？

不妨把注释部分取消注释试一下！

原来，windows里每行不足4字节的整数倍，会自动补0！所以三行多出了3个像素=9字节

完整程序

#include <stdio.h>

int getBmpWidth(FILE* fpbmp);
int getBmpHeight( FILE* fpbmp );
int getBmpFileSize(FILE * fpbmp);
int getBmpPixBits(FILE * fpbmp);
int getOffset(FILE * fpbmp);
int readBmpData( FILE* fpbmp );

int main()
{
	FILE * fp_read ;

	fp_read = fopen("test.bmp","rb");

	if(fp_read == NULL)
	{
		printf("文件打开失败\r\n");
		return 0;
	}

	printf("图像宽度：%d\n",getBmpWidth(fp_read));
	printf("图像高度：%d\n",getBmpHeight(fp_read));
	printf("文件大小：%d字节\n",getBmpFileSize(fp_read));
	printf("像素位数：%d\n",getBmpPixBits(fp_read));
	printf("偏移：%d\n",getOffset(fp_read));

	readBmpData(fp_read);

	return 0;
}

int readBmpData( FILE* fpbmp )
{
    int i = 0, j = 0;

    int offset = getOffset(fpbmp);
    int width = getBmpWidth(fpbmp);
    int height = getBmpHeight(fpbmp);

    unsigned char * pix = NULL;

    //one pix have 3 byte data( R G B )
    pix = malloc( 4 * sizeof( unsigned char ) );

    fseek(fpbmp, offset, SEEK_SET); // Jump to data part

    for( i = 0; i < height; i++ )
    {
        for( j = 0; j < width; j++ )
        {
            fread(pix, 3, 1, fpbmp);
            printf("(%3d,%3d,%3d)  ",pix[0],pix[1],pix[2]);
        }

        printf(",");
        for(;(j)%4!=0;j++)
        {
			fread(pix, 3, 1, fpbmp);
            printf("(%3d,%3d,%3d) ",pix[0],pix[1],pix[2]);
		}
        printf("\n");
    }
    return 0;
}

//获取像素位数
int getBmpPixBits(FILE * fpbmp)
{
	int bits = 0;

    fseek(fpbmp, 28, SEEK_SET);
    fread(&bits, sizeof(char), 2, fpbmp);

    return bits;
} 

int getBmpFileSize(FILE * fpbmp)
{
	int size = 0;

    fseek(fpbmp, 2, SEEK_SET);
    fread(&size, sizeof(char), 4, fpbmp);

    return size;
} 

int getBmpWidth(FILE* fpbmp)
{
    int width = 0;

    fseek(fpbmp, 18L, SEEK_SET);
    fread(&width, sizeof(char), 4, fpbmp);

    return width;
}

int getBmpHeight( FILE* fpbmp )
{
    int height = 0;

    fseek(fpbmp, 22L, SEEK_SET);
    fread(&height, sizeof(char), 4, fpbmp);

    return height;
}

int getOffset(FILE * fpbmp)
{
	int offset = 0;

    fseek(fpbmp, 10L, SEEK_SET);
    fread(&offset, sizeof(char), 4, fpbmp);

    return offset;
}