BMP檔案結構

magic_yang5發表於2013-12-20

BMP檔案結構

BMP檔案由4部分組成：點陣圖檔案頭(bitmap-file header)

點陣圖資訊頭(bitmap-information header)
顏色表(color table)
顏色點陣資料(bits data)

24位真彩色點陣圖沒有顏色表，所以只有1、2、4這三部分。

用UltraEdit開啟MyBmp.bmp，可以看到這個檔案的全部資料如下圖所示：

點陣圖檔案頭

其結構定義如下:

typedef struct tagBITMAPFILEHEADER{

WORDbfType; // 點陣圖檔案的型別，必須為BM
DWORD bfSize; // 點陣圖檔案的大小，以位元組為單位
WORDbfReserved1; // 點陣圖檔案保留字，必須為0
WORDbfReserved2; // 點陣圖檔案保留字，必須為0
DWORD bfOffBits; // 點陣圖資料的起始位置，以相對於點陣圖
// 檔案頭的偏移量表示，以位元組為單位
} BITMAPFILEHEADER;

點陣圖檔案頭分4部分，共14位元組：

名稱	佔用空間	內容	實際資料
bfType	2位元組	標識，就是“BM”二字	BM
bfSize	4位元組	整個BMP檔案的大小	0x50(80)
bfReserved1/2	4位元組	保留字，沒用	0
bfOffBits	4位元組	偏移數，即點陣圖檔案頭+點陣圖資訊頭+調色盤的大小	0x36(54)

注意，Windows的資料是倒著唸的，這是PC電腦的特色。如果一段資料為50 1A 25 3C，倒著念就是3C 25 1A 50，即0x3C251A50。因此，如果bfSize的資料為50 00 00 00，實際上就成了0x00000050，也就是0x50。

點陣圖資訊頭

BMP點陣圖資訊頭資料用於說明點陣圖的尺寸等資訊。

typedef struct tagBITMAPINFOHEADER{
DWORD biSize; // 本結構所佔用位元組數
LONGbiWidth; // 點陣圖的寬度，以畫素為單位
LONGbiHeight; // 點陣圖的高度，以畫素為單位
WORD biPlanes; // 目標裝置的級別，必須為1
WORD biBitCount// 每個畫素所需的位數，必須是1(雙色),
// 4(16色)，8(256色)或24(真彩色)之一
DWORD biCompression; // 點陣圖壓縮型別，必須是 0(不壓縮),
// 1(BI_RLE8壓縮型別)或2(BI_RLE4壓縮型別)之一
DWORD biSizeImage; // 點陣圖的大小，以位元組為單位
LONGbiXPelsPerMeter; // 點陣圖水平解析度，每米畫素數
LONGbiYPelsPerMeter; // 點陣圖垂直解析度，每米畫素數
DWORD biClrUsed;// 點陣圖實際使用的顏色表中的顏色數
DWORD biClrImportant;// 點陣圖顯示過程中重要的顏色數
} BITMAPINFOHEADER;

點陣圖資訊頭共40位元組：

名稱	佔用空間	內容	實際資料
biSize	4位元組	點陣圖資訊頭的大小，為40	0x28(40)
biWidth	4位元組	點陣圖的寬度，單位是畫素	2
biHeight	4位元組	點陣圖的高度，單位是畫素	3
biPlanes	2位元組	固定值1	1
biBitCount	2位元組	每個畫素的位數 1-黑白圖，4-16色，8-256色，24-真彩色	0x18(24)
biCompression	4位元組	壓縮方式，BI_RGB(0)為不壓縮	0
biSizeImage	4位元組	點陣圖全部畫素佔用的位元組數，BI_RGB時可設為0	0x1A
biXPelsPerMeter	4位元組	水平解析度(畫素/米)	0xB12(2834)
biYPelsPerMeter	4位元組	垂直解析度(畫素/米)	0xB12(2834)
biClrUsed	4位元組	點陣圖使用的顏色數如果為0，則顏色數為2的biBitCount次方	0
biClrImportant	4位元組	重要的顏色數，0代表所有顏色都重要	0

作為真彩色點陣圖，我們主要關心的是biWidth和biHeight這兩個數值，兩個數值告訴我們影象的尺寸。biSize，biPlanes，biBitCount這幾個數值是固定的。想偷懶的話，其它的數值可以一律用0來填充。

顏色表

typedef struct tagRGBQUAD {
BYTErgbBlue;// 藍色的亮度(值範圍為0-255)
BYTErgbGreen; // 綠色的亮度(值範圍為0-255)
BYTErgbRed; // 紅色的亮度(值範圍為0-255)
BYTErgbReserved;// 保留，必須為0
} RGBQUAD;
顏色表中RGBQUAD結構資料的個數有biBitCount來確定:
當biBitCount=1,4,8時，分別有2,16,256個表項;
當biBitCount=24時，沒有顏色表項。
點陣圖資訊頭和顏色表組成點陣圖資訊，BITMAPINFO結構定義如下:
typedef struct tagBITMAPINFO {
BITMAPINFOHEADER bmiHeader; // 點陣圖資訊頭
RGBQUAD bmiColors[1]; // 顏色表
} BITMAPINFO;

24位真彩色點陣圖沒有顏色表。要想在Photoshop中建立有顏色表的BMP影象，選擇影象>模式>索引顏色；要想檢視顏色表，選擇影象>模式>顏色表。本文為了簡化，只討論24位真彩色點陣圖。

顏色點陣資料

點陣圖全部的畫素，是按照自下向上，自左向右的順序排列的。

RGB資料也是倒著唸的，原始資料是按B、G、R的順序排列的。

你應該注意到圖中用黑色框起來的00 00了，在每行顏色的末尾新增的兩個0位元組，是為了行補位。為什麼要行補位呢？因為32位的Windows作業系統處理4個位元組(32位)的速度比較快，所以BMP的每一行顏色佔用的位元組數規定為4的整數倍。MyBmp.bmp中一行顏色有兩個畫素，共佔用6位元組，如果要補齊4*2=8位元組，就要再加兩個0位元組。

行補位的公式為：widthBytes = (width*biBitCount+31)/32*4

舉一個例子，對於2色圖，如果圖象寬是31，則每一行需要31位儲存，合3個位元組加7位，因為位元組數必須是4的整倍數，所以應該是4，而此時的Width=31,biBitCount=1,widthbytes=4，和我們設想的一樣。再舉一個256色的例子，如果圖象寬是31，則每一行需要31個位元組儲存，因為位元組數必須是4的整倍數，所以應該是32，而此時的Width=31,biBitCount=8,widthbytes=(31*8+31)/32*4=8(取整)*4=32

對於上圖的例子中，計算得8，故六個位元組後加上兩個位元組。

點陣圖資料記錄了點陣圖的每一個畫素值，記錄順序是在掃描行內是從左到右,掃描行之間是從下到上。點陣圖的一個畫素值所佔的位元組數:

當biBitCount=1時，8個畫素佔1個位元組;
當biBitCount=4時，2個畫素佔1個位元組;
當biBitCount=8時，1個畫素佔1個位元組;
當biBitCount=24時,1個畫素佔3個位元組;

Phtoshop在檔案的末尾還補充了兩個0位元組，好像是要整體補位。不過我看過的BMP資料中都沒有提到還要整體補位的，其它軟體生成的BMP檔案也沒有整體補位的，這看起來像是Adobe的獨創，不知道目的何在。

Photoshop和Windows的BMP檔案比較

用Photoshop儲存的MyBmp.bmp：