BMP位图文件结构及平滑缩放

韩冰发表于 2005-1-26 12:42

西安交通大学流体机械研究所 
张义云 
 
---- 用普通方法显示BMP位图，占内存大，速度慢，在图形缩小时，失真严重, 
在低颜色位数的设备上显示高颜色位数的图形图形时失真大。本文采用视频函数 
显示BMP位图，可以消除以上的缺点。 
 
---- 一、BMP文件结构 
 
---- 1. BMP文件组成 
 
---- BMP文件由文件头、位图信息头、颜色信息和图形数据四部分组成。 
 
---- 2. BMP文件头 
 
---- BMP文件头数据结构含有BMP文件的类型、文件大小和位图起始位置等信息 
。 
 
---- 其结构定义如下: 
 
typedef struct tagBITMAPFILEHEADER 
{ 
WORDbfType; // 位图文件的类型，必须为BM 
DWORD bfSize; // 位图文件的大小，以字节为单位 
WORDbfReserved1; // 位图文件保留字，必须为0 
WORDbfReserved2; // 位图文件保留字，必须为0 
DWORD bfOffBits; // 位图数据的起始位置，以相对于位图 
// 文件头的偏移量表示，以字节为单位 
} BITMAPFILEHEADER; 
 
 
---- 3. 位图信息头 
---- 
 
BMP位图信息头数据用于说明位图的尺寸等信息。 
typedef struct tagBITMAPINFOHEADER{ 
 DWORD biSize; // 本结构所占用字节数 
 LONGbiWidth; // 位图的宽度，以像素为单位 
 LONGbiHeight; // 位图的高度，以像素为单位 
 WORD biPlanes; // 目标设备的级别，必须为1 
 WORD biBitCount// 每个像素所需的位数，必须是1(双色), 
 // 4(16色)，8(256色)或24(真彩色)之一 
 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 
 DWORD biSizeImage; // 位图的大小，以字节为单位 
 LONGbiXPelsPerMeter; // 位图水平分辨率，每米像素数 
 LONGbiYPelsPerMeter; // 位图垂直分辨率，每米像素数 
 DWORD biClrUsed;// 位图实际使用的颜色表中的颜色数 
 DWORD biClrImportant;// 位图显示过程中重要的颜色数 
} BITMAPINFOHEADER; 
 
 
---- 4. 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: 
 
typedef struct tagRGBQUAD { 
BYTErgbBlue;// 蓝色的亮度(值范围为0-255) 
BYTErgbGreen; // 绿色的亮度(值范围为0-255) 
BYTErgbRed; // 红色的亮度(值范围为0-255) 
BYTErgbReserved;// 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: 
typedef struct tagBITMAPINFO { 
 BITMAPINFOHEADER bmiHeader; // 位图信息头 
 RGBQUAD bmiColors; // 颜色表 
} BITMAPINFO; 
 
 
 
---- 5. 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 
,扫描行之间是从下到上。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; 
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， 
一个扫描行所占的字节数计算方法: 
DataSizePerLine= (biWidth* biBitCount+31)/8; 
 // 一个扫描行所占的字节数 
DataSizePerLine= DataSizePerLine/4*4; // 字节数必须是4的倍数 
位图数据的大小(不压缩情况下): 
DataSize= DataSizePerLine* biHeight; 
 
 
---- 二、BMP位图一般显示方法 
---- 1. 申请内存空间用于存放位图文件 
 
---- GlobalAlloc(GHND，FileLength); 
 
---- 2. 位图文件读入所申请内存空间中 
 
---- LoadFileToMemory( mpBitsSrc，mFileName); 
 
---- 3. 在OnPaint等函数中用创建显示用位图 
 
---- 用CreateDIBitmap()创建显示用位图，用CreateCompatibleDC()创建兼容 
DC, 
 
---- 用SelectBitmap()选择显示位图。 
 
---- 4. 用BitBlt或StretchBlt等函数显示位图 
 
---- 5. 用DeleteObject()删除所创建的位图 
 
---- 以上方法的缺点是: 1)显示速度慢; 2) 内存占用大; 3) 位图在缩小显示 
时图形失真大,(可通过安装字体平滑软件来解决); 4) 在低颜色位数的设备上( 
如256显示模式)显示高颜色位数的图形(如真彩色)图形失真严重。 
 
---- 三、BMP位图缩放显示 
 
---- 用DrawDib视频函数来显示位图，内存占用少，速度快，而且还可以对图形 
进行淡化(Dithering)处理。淡化处理是一种图形算法，可以用来在一个支持比 
图像所用颜色要少的设备上显示彩色图像。BMP位图显示方法如下: 
 
---- 1. 打开视频函数DrawDibOpen()，一般放在在构造函数中 
 
---- 2. 申请内存空间用于存放位图文件 
 
---- GlobalAlloc(GHND，FileLength); 
 
---- 3. 位图文件读入所申请内存空间中 
 
---- LoadFileToMemory( mpBitsSrc，mFileName); 
 
---- 4. 在OnPaint等函数中用DrawDibRealize()，DrawDibDraw()显示位图 
 
---- 5. 关闭视频函数DrawDibClose(),一般放在在析构函数中 
 
---- 以上方法的优点是: 1)显示速度快; 2) 内存占用少; 3) 缩放显示时图形 
失真小,4) 在低颜色位数的设备上显示高颜色位数的图形图形时失真小; 5) 通 
过直接处理位图数据，可以制作简单动画。 
 
---- 四、CViewBimap类编程要点 
 
---- 1. 在CViewBimap类中添加视频函数等成员 
 
HDRAWDIB m_hDrawDib; // 视频函数 
HANDLEmhBitsSrc; // 位图文件句柄(内存) 
LPSTR mpBitsSrc; // 位图文件地址(内存) 
BITMAPINFOHEADER *mpBitmapInfo; // 位图信息头 
 
 
---- 2. 在CViewBimap类构造函数中添加打开视频函数 
---- m_hDrawDib= DrawDibOpen(); 
 
---- 3. 在CViewBimap类析构函数中添加关闭视频函数 
 
if( m_hDrawDib != NULL) 
 { 
 DrawDibClose( m_hDrawDib); 
 m_hDrawDib = NULL; 
 } 
 
 
---- 4. 在CViewBimap类图形显示函数OnPaint中添加GraphicDraw() 
voidCViewBitmap::OnPaint() 
{ 
CPaintDC dc(this); // device context for painting 
GraphicDraw( ); 
} 
 
voidCViewBitmap::GraphicDraw( void ) 
{ 
CClientDC dc(this); // device context for painting 
BITMAPFILEHEADER *pBitmapFileHeader; 
ULONG bfoffBits= 0; 
CPoint Wid; 
 
// 图形文件名有效 (=0 BMP) 
if( mBitmapFileType < ID_BITMAP_BMP ) return; 
 
// 图形文件名有效 (=0 BMP) 
// 准备显示真彩位图 
pBitmapFileHeader= (BITMAPFILEHEADER *) mpBitsSrc; 
bfoffBits= pBitmapFileHeader->bfOffBits; 
 
// 使用普通函数显示位图 
 
if( m_hDrawDib == NULL || mDispMethod == 0) 
 { 
 HBITMAP hBitmap=::CreateDIBitmap(dc.m_hDC, 
mpBitmapInfo, CBM_INIT, mpBitsSrc+bfoffBits, 
 (LPBITMAPINFO) mpBitmapInfo,DIB_RGB_COLORS); 
// 建立位图 
HDC hMemDC=::CreateCompatibleDC(dc.m_hDC);// 建立内存 
HBITMAP hBitmapOld= SelectBitmap(hMemDC, hBitmap); // 选择对象 
// 成员CRect mDispR用于指示图形显示区域的大小. 
// 成员CPoint mPos用于指示图形显示起始位置坐标. 
if( mPos.x > (mpBitmapInfo- >biWidth - mDispR.Width() )) 
mPos.x= mpBitmapInfo->biWidth - mDispR.Width() ; 
 if( mPos.y > (mpBitmapInfo- >biHeight- mDispR.Height())) 
mPos.y= mpBitmapInfo- >biHeight- mDispR.Height(); 
 if( mPos.x < 0 ) mPos.x= 0; 
 if( mPos.y < 0 ) mPos.y= 0; 
 
 if( mFullViewTog == 0) 
{ 
// 显示真彩位图 
::BitBlt(dc.m_hDC,0,0, mDispR.Width(), mDispR.Height(), 
hMemDC,mPos.x,mPos.y, SRCCOPY); 
} else { 
::StretchBlt(dc.m_hDC,0,0, mDispR.Width(), mDispR.Height(), 
hMemDC,0,0, mpBitmapInfo- >biWidth, mpBitmapInfo- 
>biHeight, SRCCOPY); 
} 
 // 结束显示真彩位图 
 ::DeleteObject(SelectObject(hMemDC,hBitmapOld)); 
// 删除位图 
 } else { 
 
 // 使用视频函数显示位图 
 
 if( mPos.x > (mpBitmapInfo- >biWidth - mDispR.Width() )) 
mPos.x= mpBitmapInfo- >biWidth - mDispR.Width() ; 
 if( mPos.y > (mpBitmapInfo- >biHeight- mDispR.Height())) 
mPos.y= mpBitmapInfo- >biHeight- mDispR.Height(); 
 if( mPos.x < 0 ) mPos.x= 0; 
 if( mPos.y < 0 ) mPos.y= 0; 
 
 // 显示真彩位图 
 DrawDibRealize( m_hDrawDib, dc.GetSafeHdc(), TRUE); 
 
 if( mFullViewTog == 0) 
{ 
Wid.x= mDispR.Width(); 
Wid.y= mDispR.Height(); 
// 1:1 显示时, 不能大于图形大小 
if( Wid.x > mpBitmapInfo- >biWidth ) 
Wid.x = mpBitmapInfo- >biWidth; 
if( Wid.y > mpBitmapInfo- >biHeight) 
Wid.y = mpBitmapInfo- >biHeight; 
 
DrawDibDraw( m_hDrawDib, dc.GetSafeHdc() 
, 0, 0, Wid.x, Wid.y, 
mpBitmapInfo, (LPVOID) (mpBitsSrc+bfoffBits), 
mPos.x, mPos.y, Wid.x, Wid.y, DDF_BACKGROUNDPAL); 
} else { 
DrawDibDraw( m_hDrawDib, dc.GetSafeHdc(), 
0, 0, mDispR.Width(), mDispR.Height(), 
mpBitmapInfo, (LPVOID) (mpBitsSrc+bfoffBits), 
0, 0, mpBitmapInfo- >biWidth, mpBitmapInfo- >biHeight, 
DDF_BACKGROUNDPAL); 
} 
 } 
return; 
} 
 
 
---- 五、使用CViewBimap类显示BMP位图 
---- 1. 在Visual C++5.0中新建一个名称为mymap工程文件，类型为MFC 
AppWizard。在编译运行通过后，在WorkSpace(如被关闭,用Alt_0打开)点 
击ResourceView，点击Menu左侧的+符号展开Menu条目,双击IDR_MAINFRAME条目 
,进入菜单资源编辑，在'“查看(V)”下拉式菜单(英文版为View下拉式菜单)的 
尾部添加“ViewBitmap”条目，其ID为ID_VIEW_BITMAP。 
 
---- 2. 在Visual C++5.0中点击下拉式菜单Project- >Add To project- 
>Files...，将Bitmap0.h和Bitmap0.cpp添加到工程文件中。 
 
---- 3. 在Visual C++5.0中按Ctrl_W进入MFC ClassWizard，选择类名称为 
CMainFrame,ObjectIDs: ID_VIEW_BITMAP，Messages选择Command，然后点击Add 
 Fucction按钮,然后输入函数名为OnViewBimap。在添加OnViewBimap后，在 
Member functions: 中点击OnViewBimap条目,点击Edit Code按钮编辑程序代码 
。代码如下: 
 
void CMainFrame::OnViewBitmap() 
{ 
// TOD Add your command handler code here 
CViewBitmap *pViewBitmap= NULL; 
 
pViewBitmap= new CViewBitmap( "BITMAP.BMP", this); 
pViewBitmap- >ShowWindow( TRUE); 
} 
 
 
---- 并在该程序的头部添加#include "bitmap0.h"，然后编译运行。 
---- 4. 找一个大一点的真彩色的BMP位图，将它拷贝到BITMAP.BMP中。 
 
---- 5. 运行时，点击下拉式菜单“查看(V)- >ViewBitmap”(英文版为View- > 
 ViewBitmap）即可显示BITMAP.BMP位图。 
 
---- 六、CViewBimap类功能说明 
 
---- 1. 在客户区中带有水平和垂直滚动条。在位图大小大于显示客户区时，可 
以使用滚动条;在位图大小小于显示客户区或全屏显示时，滚动条无效。 
 
---- 2. 在客户区中底部带有状态条。状态条中的第一格为位图信息，第二格为 
位图显示方法,可以是使用普通函数或使用视频函数。在第二格区域内点击鼠标 
，可在两者之间接换。第三格为位图显示比例，可以是1;1显示或全屏显示。在 
第三格区域内点击鼠标,可在两者之间接换。在全屏显示时，如果位图比客户区 
小，则对位图放大; 如果位图比客户区大，则对位图缩小。 
 
---- 3. 支持文件拖放功能。可以从资源管理器中拖动一个位图文件到客户区， 
就可以显示该位图。 
 
---- 程序调试通过后，可以找一个较大的真彩色位图或调整客户区比位图小， 

在全屏显示方式下，比较使用普通函数与使用视频函数的差别。可以看出，位图 
放大时两者差别不大，但在位图缩小时，两者差别明显; 使用视频函数时位图失 
真小，显示速度快。 
 
---- 还可以从控制面板中将屏幕显示方式从真彩色显示模式切换到256色显示模 
式,再比较使用普通函数与使用视频函数显示同一个真彩色位图的差别。现在可 
以体会到使用视频函数的优越性了吧。 
 
---- 在全屏显示时，位图的xy方向比例不相同，如要保持相同比例，可在显示 
程序中加以适当调整即可，读者可自行完成。

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BMP位图文件结构及平滑缩放