BMP位图文件结构及平滑缩放

韩冰

西安交通大学流体机械研究所

张义云

# H6 q; ^- a2 Z! x1 R

$ t+ K6 z2 J" y$ g5 P# e' X, P

---- 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

, r4 i) n& O1 a: q e

, [ s: X1 D, O k9 e+ ]

---- 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:

: m+ j" \/ i5 o; r6 d; W

typedef struct tagBITMAPFILEHEADER

- p6 I9 R: w# s6 a: k8 H

{

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;

6 w, P: g S, d) B8 u. H: `/ i7 B

---- 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。

% v. n) ^- H* T) b. ?: Q8 r

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

5 P! g) C: K7 B/ R

LONGbiHeight; // 位图的高度，以像素为单位

% ^" f! [7 j: o2 L% w

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),

/ e- r& L# B/ N1 f

// 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

' n4 Y* D1 o T3 M# W

DWORD biClrUsed;// 位图实际使用的颜色表中的颜色数

5 x- v6 m- W4 c% ]3 x9 `9 h9 [

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:

) t {) H4 z7 f( Y0 h

typedef struct tagRGBQUAD {

BYTErgbBlue;// 蓝色的亮度(值范围为0-255)

% z: T0 {/ @% S+ S

BYTErgbGreen; // 绿色的亮度(值范围为0-255)

) c3 r0 t4 n b) d0 q

BYTErgbRed; // 红色的亮度(值范围为0-255)

BYTErgbReserved;// 保留，必须为0

} RGBQUAD;

- Z. s: I4 c: p5 O

颜色表中RGBQUAD结构数据的个数有biBitCount来确定:

1 D* u$ T" c7 ]* U' C) C3 I

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

0 `7 ^( ^, d0 \4 [" C$ I& z

RGBQUAD bmiColors[1]; // 颜色表

} BITMAPINFO;

5 ~9 B, f4 H+ R6 O& x

---- 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:

6 }3 ?" Y% U! Q3 w! G

( D4 G# l6 J- d" l# ?4 U

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;

0 F" e, B! o" _3 _

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;

& k/ e7 g) t; a/ I! `

Windows规定一个扫描行所占的字节数必须是

0 J) m3 g/ p: C( U

4的倍数(即以long为单位),不足的以0填充，

4 @! A( \9 t- ~ i& d

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

# }4 k" h+ @9 ~. J, K6 y

DataSizePerLine= DataSizePerLine/4*4; // 字节数必须是4的倍数

p. v3 B. B q& l, W8 \( _+ w, ^

位图数据的大小(不压缩情况下):

DataSize= DataSizePerLine* biHeight;

4 e1 l. O/ u) X- E. w8 r6 T

) ^6 I! _( B/ Q& s: C( W& u! u

---- 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

7 C1 E# O- O( l3 K+ g

---- GlobalAlloc(GHND，FileLength);

C7 N/ D3 f3 m a

---- 2. 位图文件读入所申请内存空间中

---- LoadFileToMemory( mpBitsSrc，mFileName);

) T, G- j( \9 G! H& w

---- 3. 在OnPaint等函数中用创建显示用位图

& _# X" r! \$ r' J( {/ K

---- 用CreateDIBitmap()创建显示用位图，用CreateCompatibleDC()创建兼容

DC,

0 d8 Q/ B& ]. y# i, E2 y' ^7 f

---- 用SelectBitmap()选择显示位图。

3 i$ p0 r, G7 b/ v/ X

---- 4. 用BitBlt或StretchBlt等函数显示位图

0 t* }( ]6 O9 b

---- 5. 用DeleteObject()删除所创建的位图

1 E8 L3 _# J2 I7 C; a4 l/ H) J

9 P6 B! h3 T7 O, l/ z: [( h

---- 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。

( \3 N$ t. c/ X9 v, L2 Y

; y: c! d2 m: [( O# ?! |, w/ L

---- 三、BMP位图缩放显示

* T) A6 X3 o: X3 b2 u. }; B

4 ~4 j/ t: a# c2 T# `( ~) z( f4 T

---- 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:

, G8 h# ?+ Q5 G7 M" c( t

: _( A7 Z$ i1 _$ D7 b( u w

---- 1. 打开视频函数DrawDibOpen()，一般放在在构造函数中

# H g" ^: ]$ }/ i- _, `

---- 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);

+ s5 b+ t2 Q6 o4 @

---- 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

) f( \8 [7 _/ @! D" ~

3 E! X1 D7 a5 K& t( U+ A2 }

---- 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。

; Y2 c5 W/ y6 R" c, U

---- 四、CViewBimap类编程要点

J2 Q' y7 |# s3 t0 Q

---- 1. 在CViewBimap类中添加视频函数等成员

' |0 s0 V A+ @9 g! G

; v$ N% X/ |: Q5 n3 @# C

HDRAWDIB m_hDrawDib; // 视频函数

HANDLEmhBitsSrc; // 位图文件句柄(内存)

) g6 o+ \- X$ i% T" _" M

LPSTR mpBitsSrc; // 位图文件地址(内存)

BITMAPINFOHEADER *mpBitmapInfo; // 位图信息头

+ l3 \" y, w. T' I( M7 d

---- 2. 在CViewBimap类构造函数中添加打开视频函数

---- m_hDrawDib= DrawDibOpen();

7 Q W/ }, T+ s# A

---- 3. 在CViewBimap类析构函数中添加关闭视频函数

! I0 P' P# Q9 c

if( m_hDrawDib != NULL)

{

DrawDibClose( m_hDrawDib);

* b% T" M) C- ^2 }$ G( C. W/ l9 n

m_hDrawDib = NULL;

: B: f; G1 ?! S! f7 S0 [# o

}

---- 4. 在CViewBimap类图形显示函数OnPaint中添加GraphicDraw()

voidCViewBitmap::OnPaint()

5 x$ g" _1 v* N/ N0 @7 V

{

CPaintDC dc(this); // device context for painting

6 s6 ]: w( V' _9 e" m

GraphicDraw( );

) @8 v( u, s( m+ e; r

}

voidCViewBitmap::GraphicDraw( void )

{

. y/ R9 q* L2 e: m

CClientDC dc(this); // device context for painting

. u, t4 F6 l: z" P. b2 C

BITMAPFILEHEADER *pBitmapFileHeader;

/ a+ P- _% j' o

ULONG bfoffBits= 0;

5 ^9 ?0 `6 _4 B

CPoint Wid;

; @; H( W7 N ^6 _

// 图形文件名有效 (=0 BMP)

0 G8 m3 @6 ^; G9 V- X. r

if( mBitmapFileType < ID_BITMAP_BMP ) return;

* t' z3 I3 n) f; Y

// 图形文件名有效 (=0 BMP)

. c% A0 M1 d" G) x4 Y3 n- r

// 准备显示真彩位图

pBitmapFileHeader= (BITMAPFILEHEADER *) mpBitsSrc;

bfoffBits= pBitmapFileHeader->bfOffBits;

( X2 z( n- f: G/ y

// 使用普通函数显示位图

+ U1 t8 F' b3 N

if( m_hDrawDib == NULL || mDispMethod == 0)

1 {5 E+ `+ ^/ t0 D7 e% x5 A

{

/ d6 o9 h; Q7 E/ S8 }( `9 h

HBITMAP hBitmap=::CreateDIBitmap(dc.m_hDC,

mpBitmapInfo, CBM_INIT, mpBitsSrc+bfoffBits,

( J3 |) e& g- K0 }) _3 L

(LPBITMAPINFO) mpBitmapInfo,DIB_RGB_COLORS);

// 建立位图

- |: F/ P1 b5 k t/ S

HDC hMemDC=::CreateCompatibleDC(dc.m_hDC);// 建立内存

0 }2 b1 Q5 T& E! o8 D4 r$ B

HBITMAP hBitmapOld= SelectBitmap(hMemDC, hBitmap); // 选择对象

) f! O5 \# Z9 y4 E1 ~4 L# h

// 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.

$ m0 X4 ^; H1 \( k! I7 \3 h5 U

if( mPos.x > (mpBitmapInfo- >biWidth - mDispR.Width() ))

( |3 [: v( b9 `: b

mPos.x= mpBitmapInfo->biWidth - mDispR.Width() ;

- h. O- N, [$ A. Q7 t; S3 v8 o: F

if( mPos.y > (mpBitmapInfo- >biHeight- mDispR.Height()))

mPos.y= mpBitmapInfo- >biHeight- mDispR.Height();

* ^1 E( H) w' j

if( mPos.x < 0 ) mPos.x= 0;

if( mPos.y < 0 ) mPos.y= 0;

4 ~& Z3 `2 n1 p" q6 o

if( mFullViewTog == 0)

. r+ R8 W, H" Q' U

{

7 Z: d) d; W/ |! H) d3 P+ Q

// 显示真彩位图

6 k5 C+ f2 M/ |6 [2 q

::BitBlt(dc.m_hDC,0,0, mDispR.Width(), mDispR.Height(),

0 C) [" C6 K- j: h7 {# Y

hMemDC,mPos.x,mPos.y, SRCCOPY);

} else {

: J+ j0 C5 p- D: ?" Y9 x' y

::StretchBlt(dc.m_hDC,0,0, mDispR.Width(), mDispR.Height(),

) T! z" g5 d$ b! a0 o

hMemDC,0,0, mpBitmapInfo- >biWidth, mpBitmapInfo-

9 X0 F/ F6 J; w- u2 _1 Y

>biHeight, SRCCOPY);

( P3 k, J$ S( e+ ~. q* o! l

}

// 结束显示真彩位图

2 S. g9 I. G; z0 N6 U

:eleteObject(SelectObject(hMemDC,hBitmapOld));

, O2 j. a- [4 a- x' p7 l

// 删 除 位 图

/ _+ T* ^3 _# R$ {

} else {

. E- ~: D4 Q5 Q/ F- r

// 使用视频函数显示位图

if( mPos.x > (mpBitmapInfo- >biWidth - mDispR.Width() ))

" |( `2 N2 J+ n6 p1 U

mPos.x= mpBitmapInfo- >biWidth - mDispR.Width() ;

$ w: h8 u B& g) c

if( mPos.y > (mpBitmapInfo- >biHeight- mDispR.Height()))

P5 k; E" x2 p5 f" s

mPos.y= mpBitmapInfo- >biHeight- mDispR.Height();

2 c' p- D, W% Q2 e

if( mPos.x < 0 ) mPos.x= 0;

if( mPos.y < 0 ) mPos.y= 0;

J! s# f. A" Q( [9 V

// 显示真彩位图

DrawDibRealize( m_hDrawDib, dc.GetSafeHdc(), TRUE);

# n/ J0 |, n! {& a! l

if( mFullViewTog == 0)

{

Wid.x= mDispR.Width();

& T( v; V8 [! G7 f% b; t" }; [

Wid.y= mDispR.Height();

// 1:1 显示时, 不能大于图形大小

- \2 }/ o: ~4 c; {

if( Wid.x > mpBitmapInfo- >biWidth )

3 t, R3 c- x+ U. A/ H

Wid.x = mpBitmapInfo- >biWidth;

if( Wid.y > mpBitmapInfo- >biHeight)

Wid.y = mpBitmapInfo- >biHeight;

8 t1 d2 N3 I, p2 U0 y

) Z9 P. m/ B6 B s) i

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),

+ ^% s3 {" \; w6 u3 T! s, o1 e5 E

0, 0, mpBitmapInfo- >biWidth, mpBitmapInfo- >biHeight,

DDF_BACKGROUNDPAL);

}

. I+ U7 E8 D- _) S; Z" w# o3 R* C

}

return;

}

+ t$ B! e9 E% j I7 O

---- 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[exe]。在编译运行通过后，在WorkSpace(如被关闭,用Alt_0打开)点

% L2 i7 k' ~2 _- h5 _

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

2 H4 P5 d1 n8 H- e

尾部添加“ViewBitmap”条目，其ID为ID_VIEW_BITMAP。

& [4 ~& G$ ~5 e2 y/ V# e! ]% m$ k

- E | o$ }" s% z9 d

---- 2. 在Visual C++5.0中点击下拉式菜单Project- >Add To project-

( Y' d& e$ b: ?" Y- I

>Files...，将Bitmap0.h和Bitmap0.cpp添加到工程文件中。

! T e. H& |6 n

4 h% g4 C: L- e( Y! A

---- 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

( l* A7 H- ], _/ X8 N

。代码如下:

void CMainFrame::OnViewBitmap()

{

F+ B$ a; p0 D* O

// TOD Add your command handler code here

( w# n' X4 r4 K1 A

CViewBitmap *pViewBitmap= NULL;

4 C* A! ]! d, n; h) x, b0 K

pViewBitmap= new CViewBitmap( "BITMAP.BMP", this);

pViewBitmap- >ShowWindow( TRUE);

4 \$ Y9 M# B" [9 V9 v

}

3 N9 X. R/ H1 N

0 x. q1 L1 s* d, V0 ^8 a/ p

---- 并在该程序的头部添加#include "bitmap0.h"，然后编译运行。

( B4 b, D C9 |) p$ y) c1 e$ A2 B) a4 x

---- 4. 找一个大一点的真彩色的BMP位图，将它拷贝到BITMAP.BMP中。

( x3 x. w. ^0 B( _. r2 x7 f( c) t, H

---- 5. 运行时，点击下拉式菜单“查看(V)- >ViewBitmap”(英文版为View- >

# V) y a0 x# m* k, j! G+ h

ViewBitmap）即可显示BITMAP.BMP位图。

( E" ?; Z2 Z+ D* M: |8 W5 z

---- 六、CViewBimap类功能说明

9 A b% z" L+ i/ z- m) v- f

---- 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。

A v! @: Q m& F. Q8 D

$ [" c8 H: U1 s2 h* J; N- J0 @. K6 V

---- 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

% F3 K* e7 u. d+ j

，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

) u1 y/ k# b! ]' { N$ C

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

* T1 ?7 N) Z5 |( `' d. v

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

) ?* Y+ k: T) G; g

真小，显示速度快。

! h- C" x5 N) R8 O. _ [# O9 R

---- 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

- P% U# \' u, _ m) M

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。

R/ P) W+ H: y# {* O# T

/ e* {' _. p. v8 O( n; m

---- 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。