文件格式标准：BMP

gaunthan Posted on May 28 2016

? File Format ?

## 简述
**BMP**（Bitmap）是Windows操作系统中的标准图像文件格式，可以分成两类：设备相关位图（DDB）和设备无关位图（DIB）。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1位、4位、8位及24位等。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。

## 数据结构（大端模式）
典型的BMP图像文件由四部分组成：

1. 位图文件头
包含BMP图形文件的类型、显示内容等信息。
2. 位图信息头
包含BMP图形的宽、高、压缩方法，以及定义颜色等信息。
3. 颜色表
**可选**部分，16、24、32位深的图形没有该成分。
4. 位图数据
这部分的内容根据BMP位图使用的位数不同而不同，在24位图（3字节分别存储B、G、R信息）中直接使用RGB，而其他小于24位的使用调色板中颜色索引值。

### 位图文件头（14字节）
BMP文件头数据结构含有BMP文件的类型、大小和位图起始位置等信息。其结构定义如下：
```cpp
/**
 *	@brief	位图文件头
 */
typedef struct tagBITMAPFILEHEADER
{
	WORD bfType;		/* 位图文件的类型(1-2字节)，必须为"BM"，即0x424D*/
	DWORD bfSize;		/* 位图文件的大小(3-6字节)，以字节为单位*/
	WORD bfReserved1;	/* 位图文件保留字(7-8字节)，必须为0*/
	WORD bfReserved2;	/* 位图文件保留字(9-10字节)，必须为0*/
	DWORD bfOffBits;    /* 位图数据的起始位置(11-14字节)，以相对于位图文件头的偏移量表示，以字节为单位 */
}BITMAPFILEHEADER;
```

### 位图信息头（40字节）
BMP位图信息头数据用于说明位图的尺寸等信息。其结构定义如下：
```cpp
/**
 *	@brief	位图信息头
 */
typedef struct tagBITMAPINFOHEADER {
	DWORD biSize;			//本结构所占用字节数，值为0x 28 00 00 00（15-18字节）
	LONG biWidth;			//位图的宽度，以像素为单位（19-22字节）
	LONG biHeight;			//位图的高度，以像素为单位（23-26字节）
	WORD biPlanes;			//目标设备的级别，必须为0x 01 00(27-28字节）
	WORD biBitCount;   		//每个像素所需的位数，必须是1（双色），4(16色），
							//8(256色）16(高彩色)或24（真彩色）之一（29-30字节）                   
	DWORD biCompression;    //位图压缩类型，必须是0（不压缩），1(BI_RLE8压缩类型）
							//或2(BI_RLE4压缩类型）之一（31-34字节）
	DWORD biSizeImage;  	//位图的大小(其中包含了为了补齐行数是4的倍数而添加的空字节)，以字节为单位（35-38字节）
	LONG biXPelsPerMeter;	//位图水平分辨率，每米像素数（39-42字节）
	LONG biYPelsPerMeter;	//位图垂直分辨率，每米像素数（43-46字节)
	DWORD biClrUsed;		//位图实际使用的颜色表中的颜色数（47-50字节）
	DWORD biClrImportant;	//位图显示过程中重要的颜色数（51-54字节）
}BITMAPINFOHEADER;
```

### 颜色表
颜色表用于说明位图中的颜色，它有若干个表项，每一个表项是一个RGBQUAD类型的结构，定义一种颜色。RGBQUAD结构的定义如下：
```
/**
 *	@brief	颜色表
 */
typedef struct tagRGBQUAD{
    BYTErgb Blue;		//蓝色的亮度（值范围为0-255)
    BYTErgb Green;		//绿色的亮度（值范围为0-255)
    BYTErgb Red;		//红色的亮度（值范围为0-255)
    BYTErgb Reserved;	//保留，必须为0
}RGBQUAD;
```
颜色表中RGBQUAD结构数据的个数有biBitCount来确定：
* 当`biBitCount=1,4,8`时，分别有2,16,256个表项；
* 当`biBitCount=24`时，没有颜色表项。

位图信息头和颜色表组成位图信息，BITMAPINFO结构定义如下
```
/**
 *	@brief	位图信息，由位图信息头和颜色表组成。
 */
typedef struct tagBITMAPINFO{
    BITMAPINFOHEADER bmiHeader;	//位图信息头
    RGBQUAD bmiColors[1];		//颜色表
}BITMAPINFO;
```

### 位图数据
位图数据记录了位图的每一个像素值，记录顺序是在扫描行内是从左到右，扫描列之间是从下到上。位图的一个像素值所占的字节数：

* 当`biBitCount = 1`时，8个像素占1个字节；
* 当`biBitCount = 4`时，2个像素占1个字节；
* 当`biBitCount = 8`时，1个像素占1个字节；
* 当`biBitCount = 24`时，1个像素占3个字节,按顺序分别为B,G,R；

Windows规定一个扫描行所占的字节数必须是4的倍数（即以long为单位），不足的以0填充，
`biSizeImage = ((((bi.biWidth * bi.biBitCount) + 31) & ~31) / 8) * bi.biHeight;`