DIB位图文件的格式、读取、保存和显示（转载）

一、位图文件结构

位图文件由三部分组成：文件头 + 位图信息 + 位图像素数据

1、位图文件头:BitMapFileHeader。位图文件头主要用于识别位图文件。以下是位图文件头结构的定义：

typedef struct tagBITMAPFILEHEADER { // bmfh    

         WORD    bfType;                   //bfType指定文件类型。其值必须是0x4d42，即字符串“MB”，也就是说所有“.bmp”文件的头两个字节都是”MB“，标志该文件是位图文件。

         DWORD   bfSize;                  //bfSize的值是位图文件的大小，包括4个字节。

         WORD    bfReserved1;  

         WORD    bfReserved2;         //bfReserved1,bfReserved2为保留字，不用考虑。

         DWORD   bfOffBits;        //为从文件头到实际的位图数据的偏移字节数，

} BITMAPFILEHEADER

该结构的长度是固定的，为14个字节（WORD 为无符号16位整数，DWORD为无符号32位整数）。

2、位图信息:BitMapInfo。位图信息中所记录的值用于分配内存，设置调色板信息，读取像素值等。
以下是位图信息结构的定义：

typedef struct tagBITMAPINFO {
    BITMAPINFOHEADER    bmiHeader;     //位图信息头
    RGBQUAD             bmiColors[1];       //颜色表
} BITMAPINFO;

可见位图信息也是由两部分组成的：位图信息头 + 颜色表/调色板（Palette）

2.1 、位图信息头:BitMapInfoHeader。

     位图信息头包含了单个像素所用字节数以及描述颜色的格式，此外还包括位图的宽度、高度、目标设备的位平面数、图像的压缩格式。以下是位图信息头结构的定义：

typedef struct tagBITMAPINFOHEADER{ // bmih
    DWORD  biSize;              //指定结构BITMAPINFOHEADER的字节数，为40个字节，即sizeof(BITMAPINFOHEADER)*
    LONG   biWidth;               //以像素为单位的图像宽度*
    LONG   biHeight;              // 以像素为单位的图像长度*
    WORD   biPlanes;             //目标设备的位平面数，必须是1，不用考虑。
    WORD   biBitCount           //指定表示颜色时每个像素的位数，常用的值为1（黑白二色图）、4（16色图）、8（256色）、24（真彩色）、*（1）
    DWORD  biCompression;   //图像的压缩格式（这个值几乎总是为0），有效地值为BI_RGB,BI_RLE8,BI_RLE4,BI_BITFIELDS(这些都是Windows定义好的常量)
    DWORD  biSizeImage;       //以字节为单位的图像数据的大小（对BI_RGB压缩方式而言）
    LONG   biXPelsPerMeter;    //指定目标设备的水平分辨率，单位是像素/米。
    LONG   biYPelsPerMeter;    //指定目标设备的垂直分辨率，单位是像素/米。
    DWORD  biClrUsed;          //指定本图像实际用到的颜色数，如果该值为零，则用到的颜色数为2的biBitCount次幂。（2）
    DWORD  biClrImportant;   //指定本图像中重要的颜色数，如果该值为零，则认为所有的颜色都是重要的。（3）
} BITMAPINFOHEADER;

说明：*是需要加以注意的部分，因为它们是我们在进行位图操作时经常参考的变量
（1）对于每个像素的字节数，分别有一下意义：
          0，用在JPEG格式中
         1，单色图，调色板中含有两种颜色，也就是我们通常说的黑白图片
         4，16色图
         8，256色图，通常说的灰度图
         16，64K图，一般没有调色板，图像数据中每两个字节表示一个像素，5个或6个位表示一个RGB分量
         24，16M真彩色图，一般没有调色板，图像数据中每3个字节表示一个像素，每个字节表示一个RGB分量
         32，4G真彩色，一般没有调色板，每4个字节表示一个像素，相对24位真彩图而言，加入了一个透明度，即RGBA模式

（2）这个值通常为0，表示使用biBitCount确定的全部颜色，例外是使用的颜色数目小于制定的颜色深度的颜色数目的最大值。

（3）这个值通常为0，表示所有的颜色都是必需的。

位图信息头结构的长度也是固定的，为40个字节（LONG为32位整数）。

2.2、颜色表/调色板：RGBQuad/Palette。

调色板一般是针对16位以下的图像而设置的，对于16位和16位以上的图像，由于其位图像素数据中直接对对应像素的RGB(A)颜色进行描述，因而省却了调色板，他们的BITMAPINFOHEADER后面直接是位图数据。而对于16位以下的图像，由于其位图像素数据中记录的只是调色板索引值，因而需要根据这个索引到调色板去取得相应的RGB(A)颜色。颜色表的作用就是创建调色板。调色板实际上是一个数组，共有biClrUsed个元素（如果该值为零，则有2的biBitCount次幂个元素）。数组中每个元素的类型是一个RGBQUAD结构，占4个字节。

颜色表是由颜色表项组成的，颜色表项结构的定义如下：

typedef struct tagRGBQUAD { // rgbq
    BYTE    rgbBlue;
    BYTE    rgbGreen;
    BYTE    rgbRed;
    BYTE    rgbReserved;   //保留值
} RGBQUAD;

其中需要注意的问题是，RGBQUAD结构中的颜色顺序是BGR，而不是平常的RGB。

3、位图数据。最后，在位图文件头、位图信息头、位图颜色表之后，便是位图的主体部分：位图数据。根据不同的位图，位图数据所占据的字节数也是不同的，比如，对于8位位图，每个字节代表了一个像素，对于16位位图，每两个字节代表了一个像素，对于24位位图，每三个字节代表了一个像素，对于32位位图，每四个字节代表了一个像素

二、位图文件的读取、保存和显示

头文件中定义

private:
 DWORD m_dwDibSize;
 CPalette m_Palette;
 int m_nPaletteEntries;
 RGBQUAD *m_pPalette;     //颜色表指针
 unsigned char *m_pDib, *m_pDibBits;
 BITMAPINFOHEADER *m_pBIH;     //位图信息头指针

1、读取位图

//加载图片
void CImageDisposeDlg::OnBtnloadimage()
{
 // TODO: Add your control notification handler code here

 //文件路径名称
 CString pszFilename;

 //浏览文件对话框
 CFileDialog hFileDlg(TRUE,"bmp",
    NULL,
    OFN_FILEMUSTEXIST|OFN_READONLY|OFN_PATHMUSTEXIST|OFN_NOCHANGEDIR,
    TEXT("BMP (*.bmp)|*.bmp|所有文件(*.*)|*.*|"),
    NULL);

 if(hFileDlg.DoModal() == IDOK)
 {
    //获得文件路径名称
    pszFilename=hFileDlg.GetPathName();
 }

 //文件类
 CFile cf;

 //文件打开失败，程序返回
 if( !cf.Open( pszFilename, CFile::modeRead ) )
 {
  return;
 }

 //获得位图信息文件大小
 DWORD dwDibSize;
 dwDibSize = cf.GetLength() - sizeof( BITMAPFILEHEADER );

 //申请一块内存存放位图信息
 unsigned char *pDib;
 pDib = new unsigned char [dwDibSize];
 if( pDib == NULL )
 {
  return;
 }

 //位图文件头
 BITMAPFILEHEADER BFH;

 //从文件读取位图文件头和位图数据
 try{
  // 判断读取位图文件头是否成功
  if( cf.Read( &BFH, sizeof( BITMAPFILEHEADER ) )
   != sizeof( BITMAPFILEHEADER ) ||

   // 判断是否是位图类型
   BFH.bfType != 'MB' ||

   // 判断读取位图数据是否成功
   cf.Read( pDib, dwDibSize ) != dwDibSize ){

   //释放位图数据指针
   delete [] pDib;

   //读取失败，程序返回
   return;
   }
  }
 catch( CFileException *e ){
   e->Delete();
   delete [] pDib;
   return;
  }

 //重置全局位图信息指针
 if( m_pDib != NULL )
 {
  delete m_pDib;
 }

 //将位图信息指针和位图信息大小赋值给全局变量
 m_pDib = pDib;
 m_dwDibSize = dwDibSize;

 //获取位图信息头指针
 m_pBIH = (BITMAPINFOHEADER *) m_pDib;

 //获取位图调色板指针
 m_pPalette = (RGBQUAD *) &m_pDib[sizeof(BITMAPINFOHEADER)];

 // 计算调色板中实际颜色数量
 m_nPaletteEntries = 1 << m_pBIH->biBitCount;//1左移
 if( m_pBIH->biBitCount > 8 )
 {
  m_nPaletteEntries = 0;
 }
 else if( m_pBIH->biClrUsed != 0 )
 {
  m_nPaletteEntries = m_pBIH->biClrUsed;
 }

 // 获取位图数据指针
 m_pDibBits = &m_pDib[sizeof(BITMAPINFOHEADER)+m_nPaletteEntries*sizeof(RGBQUAD)];

 // 重置全局调色板
 if( m_Palette.GetSafeHandle() != NULL )
 {
  m_Palette.DeleteObject();
 }

 //如果调色板颜色数量不为零，则通过逻辑调色板创建调色板
 if( m_nPaletteEntries != 0 ){

  //为逻辑调色板分配内存
  LOGPALETTE *pLogPal = (LOGPALETTE *) new char
    [sizeof(LOGPALETTE)+
    m_nPaletteEntries*sizeof(PALETTEENTRY)];

  if( pLogPal != NULL ){

   //设置逻辑调色板的版本
   pLogPal->palVersion = 0x300;
   //设置逻辑调色板的颜色数量
   pLogPal->palNumEntries = m_nPaletteEntries;

   //为每个颜色实体赋颜色值
   for( int i=0; i<m_nPaletteEntries; i++ ){
    pLogPal->palPalEntry[i].peRed =
     m_pPalette[i].rgbRed;
    pLogPal->palPalEntry[i].peGreen =
     m_pPalette[i].rgbGreen;
    pLogPal->palPalEntry[i].peBlue =
     m_pPalette[i].rgbBlue;
    }

   //创建调色板
   m_Palette.CreatePalette( pLogPal );
   //释放内存
   delete [] pLogPal;
   }
  }
 //重绘
 Invalidate();
}

2、保存位图

//保存图片
void CImageDisposeDlg::OnBtnsave()
{
 // TODO: Add your control notification handler code here
 //文件路径名称
 CString pszFilename;

 //浏览文件对话框
 CFileDialog hFileDlg(FALSE,"bmp",
    NULL,
    OFN_FILEMUSTEXIST|OFN_READONLY|OFN_PATHMUSTEXIST|OFN_NOCHANGEDIR,
    TEXT("BMP (*.bmp)|*.bmp|所有文件(*.*)|*.*|"),
    NULL);

 if(hFileDlg.DoModal() == IDOK)
 {
    //获得文件路径名称
    pszFilename=hFileDlg.GetPathName();
 }

 // 如果位图信息为空则程序返回
 if( m_pDib == NULL )
  return;

 //文件类
 CFile cf;

 // 创建文件
 if( !cf.Open( pszFilename,
  CFile::modeCreate | CFile::modeWrite ) )
  return;

 // 写入数据
 try{

  //创建位图文件头
  BITMAPFILEHEADER BFH;
  memset( &BFH, 0, sizeof( BITMAPFILEHEADER ) );
  BFH.bfType = 'MB';
  BFH.bfSize = sizeof( BITMAPFILEHEADER ) + m_dwDibSize;
  BFH.bfOffBits = sizeof( BITMAPFILEHEADER ) +
   sizeof( BITMAPINFOHEADER ) +
   m_nPaletteEntries * sizeof( RGBQUAD );

  //将数据写入文件
  cf.Write( &BFH, sizeof( BITMAPFILEHEADER ) );
  cf.Write( m_pDib, m_dwDibSize );
  }
 catch( CFileException *e ){
  e->Delete();
  return;
  }

}

3、显示位图

void CImageDisposeDlg::OnPaint()
{

 CPaintDC dc(this);

 //如果位图信息为空，程序返回
 if( m_pDib == NULL )
  return;

 //获得位图宽高
 int nWidth,nHeight;
 nWidth = m_pBIH->biWidth;
 nHeight = m_pBIH->biHeight;

 //如果有调色板则使用调色板
 if( m_Palette.GetSafeHandle() != NULL )
 {
  CPalette *pOldPalette;
  pOldPalette = dc.SelectPalette( &m_Palette, FALSE );//选择调色板
  dc.RealizePalette();//实现调色板

  //绘图
  StretchDIBits( dc.m_hDC, 0, 0,
   nWidth, nHeight,
   0, 0,
   m_pBIH->biWidth, m_pBIH->biHeight,
   m_pDibBits,
   (BITMAPINFO *) m_pBIH,
   BI_RGB, SRCCOPY );

  //恢复调色板
  dc.SelectPalette( pOldPalette, FALSE );
 }
 else//没有调色板，直接绘制
 {
  StretchDIBits( dc.m_hDC, 0, 0,
   nWidth, nHeight,
   0, 0,
   m_pBIH->biWidth, m_pBIH->biHeight,
   m_pDibBits,
   (BITMAPINFO *) m_pBIH,
   BI_RGB, SRCCOPY );
 }
}