BMP位图文件结构及平滑缩放

韩冰

m4 O: D& B$ ^: V

西安交通大学流体机械研究所

张义云

8 b) ]: Y5 ^' r

---- 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

; s) m# r5 c5 T) o( p& n/ x) W

显示BMP位图，可以消除以上的缺点。

1 E0 g( `3 W) m* m: N+ R, z) B; [

---- 一、BMP文件结构

( h& Q. T. \4 ]" J

---- 1. BMP文件组成

5 V' c$ {# U- p X. t2 I

---- 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

5 W3 w; q/ F: l5 F/ _' {: v

( |, t4 o; s: y2 P8 n+ x. l* o

---- 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

/ m5 D: D& d/ E2 k' g

。

1 `# F- V2 M1 [) n1 P

9 Y2 q1 N% W* p7 |, L. E

---- 其结构定义如下:

% R- J! m; `; [+ _( ?

typedef struct tagBITMAPFILEHEADER

- d; W6 _) ]( P. Y- L* m q- F

{

8 T: Z" _# J# A8 l2 }* d0 x1 l

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

# q& j( G* k' O

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

9 ^6 S4 y8 J2 p7 l1 a

// 文件头的偏移量表示，以字节为单位

% w7 ^2 I0 C0 m' v* x! G# w

} BITMAPFILEHEADER;

7 a1 l+ \5 b' G6 e- M- S2 u

---- 3. 位图信息头

2 z: v9 x* ~& s& ?# a, A7 T2 c

----

$ D, L# B/ V; \, o) `

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

. E; i+ ~; F8 B7 q

LONGbiWidth; // 位图的宽度，以像素为单位

LONGbiHeight; // 位图的高度，以像素为单位

1 P# J+ g O/ l' {5 K0 b, S6 ^

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

6 r- d* J4 a- c* @% S

DWORD biSizeImage; // 位图的大小，以字节为单位

; }/ s/ Z9 b8 {5 N! f

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

, c& y$ f3 n! Y

DWORD biClrImportant;// 位图显示过程中重要的颜色数

3 ]) E) k8 M v

} BITMAPINFOHEADER;

9 r6 f; k7 v z; Y3 T

" x: Z; P6 I5 s; s+ _

4 ?1 d8 c0 n7 f6 a4 j3 D

---- 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:

! k6 m/ V! j8 E) l9 }

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)

$ a4 B7 ]" P; N1 S& b* v9 S4 X

BYTErgbReserved;// 保留，必须为0

" `" |9 r' |) s" B

} RGBQUAD;

& K4 i6 a: |3 e

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;

# T1 H; y$ v3 H7 m# _ Y

当biBitCount=24时，没有颜色表项。

6 e4 b W' s7 |8 b5 U! b# }/ x, I. A0 E

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 {

6 ^( U1 k( c# l' Q K

BITMAPINFOHEADER bmiHeader; // 位图信息头

7 a/ M- I7 Q; z2 m* P7 @. B( W

RGBQUAD bmiColors[1]; // 颜色表

% h& r: L- `6 o/ X( [

} BITMAPINFO;

8 ]3 ]) k( d4 J7 Z, D+ |

' R; {- b, D8 v: C

* i6 `6 j4 B6 Z9 D: c+ r5 w" I2 l6 }

---- 5. 位图数据

0 `& E6 O$ X: h

---- 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

' `* l I3 |, O8 v

,扫描行之间是从下到上。位图的一个像素值所占的字节数:

# H" F' Y0 L0 l/ R" U& \

当biBitCount=1时，8个像素占1个字节;

8 C2 p, B3 B" ?3 i3 m7 Y2 D

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;

% R: e5 S+ D2 n# W

当biBitCount=24时,1个像素占3个字节;

( A2 F% v0 W, ]9 x" T& ]

Windows规定一个扫描行所占的字节数必须是

, ?& n0 H/ q9 f/ s5 l3 F

4的倍数(即以long为单位),不足的以0填充，

5 G4 }" r( m q+ ~0 J3 q

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

8 h! I' O" r9 r5 W

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):

) U% {: d! [9 ^2 Z

DataSize= DataSizePerLine* biHeight;

/ J9 Y2 f/ D, s5 Q+ N

) b0 i- N5 h1 [! ]

9 }. b# E2 x1 B$ v* J

---- 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

S; J" p X( i) \- v( [) X8 D

---- GlobalAlloc(GHND，FileLength);

---- 2. 位图文件读入所申请内存空间中

---- LoadFileToMemory( mpBitsSrc，mFileName);

) g+ d; ]+ M- i: x; w0 r9 r5 Z

0 m+ P2 _( ^/ @! w6 a

---- 3. 在OnPaint等函数中用创建显示用位图

( |! X# t" h6 t3 H) x( I/ P$ B

u5 ~$ S7 L* T

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

DC,

6 a$ ^: Q' ~" `: ?3 R9 l

" Z) X; w; I# F4 r2 {0 G: d

---- 用SelectBitmap()选择显示位图。

---- 4. 用BitBlt或StretchBlt等函数显示位图

+ ~8 c" z. D$ s4 Z3 w

---- 5. 用DeleteObject()删除所创建的位图

+ A4 ?0 K* N3 F+ |& \. l

---- 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

2 T7 B: N: O+ k8 [9 j: I

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(

) C- k! R4 {$ o- E2 z

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。

! w+ I2 l9 q' M; O, ?

---- 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 n( C) |& f0 \1 }

---- 2. 申请内存空间用于存放位图文件

' O, j3 ]5 v# E r6 X

---- GlobalAlloc(GHND，FileLength);

$ |% P. t3 k, U, s* m/ L0 Y

---- 3. 位图文件读入所申请内存空间中

' {: {" { U5 f2 t0 z; s5 c

---- LoadFileToMemory( mpBitsSrc，mFileName);

: P5 R6 F$ v5 f/ J; j. P

---- 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

8 U+ i; b% p9 G* ]

---- 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

( Y8 F3 k7 j0 M% g3 K

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

2 C, v2 N: Y8 u

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

7 i7 L f( j- v. O

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)

0 P0 c- u1 W" B8 P7 w* X6 s

BITMAPINFOHEADER *mpBitmapInfo; // 位图信息头

; |4 K% f8 \# M9 ?5 D# I* m+ _0 Z+ c

---- 2. 在CViewBimap类构造函数中添加打开视频函数

---- m_hDrawDib= DrawDibOpen();

3 }/ ?- t1 ?2 @' s0 `+ w

---- 3. 在CViewBimap类析构函数中添加关闭视频函数

, D2 _) f& k0 P P' ^& e2 r

if( m_hDrawDib != NULL)

& y! O) P3 n, v1 z" w

{

DrawDibClose( m_hDrawDib);

3 f. E, p7 W' a, K& h

m_hDrawDib = NULL;

}

& |' Y; l1 N; ` a3 B4 \

- Y4 Y K6 {+ b b

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

1 Q. M8 Q- ~) e5 X

voidCViewBitmap::OnPaint()

{

$ O/ I" Z- o) v3 L8 L9 B, C

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

/ D2 q$ l3 T* D' z: {0 c

GraphicDraw( );

- {$ h* }; _, L# s: n; m

}

$ b( z* e/ k6 o9 f, I0 s2 s3 ^! u, {

voidCViewBitmap::GraphicDraw( void )

{

$ l* a# l" g8 b9 B/ c

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

BITMAPFILEHEADER *pBitmapFileHeader;

2 L6 l- I2 R1 l* B

ULONG bfoffBits= 0;

p. U7 r7 B J* h

CPoint Wid;

; D' T# s" s, r- f! x( B) H

// 图形文件名有效 (=0 BMP)

' g' t9 m8 U) C$ Z& U/ \

if( mBitmapFileType < ID_BITMAP_BMP ) return;

8 g( D8 b8 {& G, ^

9 N; Y+ E8 r( O1 \" v. y' C' E: a$ U

// 图形文件名有效 (=0 BMP)

5 K, A! ~- v, d1 H

// 准备显示真彩位图

% |; S9 t0 E) D) t# `

pBitmapFileHeader= (BITMAPFILEHEADER *) mpBitsSrc;

bfoffBits= pBitmapFileHeader->bfOffBits;

l! W5 t# e u3 z) L* ^* \

// 使用普通函数显示位图

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

( b7 @6 P! t2 r m

{

HBITMAP hBitmap=::CreateDIBitmap(dc.m_hDC,

mpBitmapInfo, CBM_INIT, mpBitsSrc+bfoffBits,

(LPBITMAPINFO) mpBitmapInfo,DIB_RGB_COLORS);

: b4 O/ _9 Q2 @& j

// 建立位图

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

: o3 z4 Q h6 X

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() ;

6 L+ ]: r) _, W/ |) _* k& }% |

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

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

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

$ f7 R7 o9 d3 `2 G( Z% E* |5 o

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

7 H* F, M8 I j& v5 x Y7 e

if( mFullViewTog == 0)

{

' }5 F* @$ [ i" ^$ T9 T- |

// 显示真彩位图

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

, o4 E, w8 v. O1 m9 U$ f9 X( k) X% y

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

} else {

8 b/ o: B! B# }/ @# L4 }

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

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

7 K) ~* r- @' }1 F* l# ~

>biHeight, SRCCOPY);

$ l% M" f& ?8 `! [8 f

}

) V/ `) Q# {7 l/ |& T1 I

// 结束显示真彩位图

:eleteObject(SelectObject(hMemDC,hBitmapOld));

// 删 除 位 图

} else {

, y/ F% g7 b' p& [' i: `

" \; R, f/ M. ?; t

// 使用视频函数显示位图

H! S2 {5 a. |1 u7 D8 T3 h

9 [0 X; R+ m8 N

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

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

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

1 r( i+ l( {7 J8 w8 O7 P0 U

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

$ S- w! }# r9 ~+ @. C" {4 |! h( l

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

' F7 k' K+ t+ H7 P( F! y3 R

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

; I3 O! \! u0 H$ b& ^3 Z

// 显示真彩位图

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

if( mFullViewTog == 0)

6 o/ n/ z, a7 a2 k! E2 G* n% [ T( S8 m

{

Wid.x= mDispR.Width();

Wid.y= mDispR.Height();

// 1:1 显示时, 不能大于图形大小

7 J9 z7 s4 y& N

if( Wid.x > mpBitmapInfo- >biWidth )

% h* x2 D# q; K1 z% |

Wid.x = mpBitmapInfo- >biWidth;

if( Wid.y > mpBitmapInfo- >biHeight)

Wid.y = mpBitmapInfo- >biHeight;

( D3 g* F9 Q+ q. f6 v

DrawDibDraw( m_hDrawDib, dc.GetSafeHdc()

, 0, 0, Wid.x, Wid.y,

mpBitmapInfo, (LPVOID) (mpBitsSrc+bfoffBits),

[( a$ `2 P" I0 Q; i5 G

mPos.x, mPos.y, Wid.x, Wid.y, DDF_BACKGROUNDPAL);

} else {

! I$ ?. `5 Q I" N3 w) v# u

DrawDibDraw( m_hDrawDib, dc.GetSafeHdc(),

0, 0, mDispR.Width(), mDispR.Height(),

0 D2 d4 f) _9 n6 I6 W* n7 M

mpBitmapInfo, (LPVOID) (mpBitsSrc+bfoffBits),

/ B0 a/ n) y# P6 `9 Z

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

DDF_BACKGROUNDPAL);

}

: l" e5 w$ M5 G) [. F

}

: A" `+ _* }* X+ { C8 B2 E

return;

}

8 |6 ]" C8 `, c q

5 N' [3 n" e/ m( R( `2 h/ M

---- 五、使用CViewBimap类显示BMP位图

8 m5 t4 t8 W; S9 j

---- 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

/ l( g2 h$ Y: n& y0 h

击ResourceView，点击Menu左侧的+符号展开Menu条目,双击IDR_MAINFRAME条目

; A, p7 M# `" g9 \, a. i. `" M

,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

+ Q K7 O! b. ]

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

0 b: v8 y+ a3 ~. ^

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

8 @3 k @9 }, s4 M# n) K

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

' X8 @6 ]0 D/ l1 p/ U v

---- 3. 在Visual C++5.0中按Ctrl_W进入MFC ClassWizard，选择类名称为

- g$ a+ Q5 w+ z1 `5 F

CMainFrame,ObjectIDs: ID_VIEW_BITMAP，Messages选择Command，然后点击Add

0 r) T r1 E: Z/ y7 X0 S

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:

( K2 }/ y4 g+ r/ G( a1 L

& R4 j V+ p- x5 ~9 Q

void CMainFrame::OnViewBitmap()

{

// TOD Add your command handler code here

CViewBitmap *pViewBitmap= NULL;

0 V6 H* O1 s p% P) y( F& v5 ?, o

2 d; z; i# Q- x% L5 {

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

pViewBitmap- >ShowWindow( TRUE);

2 T9 t% I, e, {3 T% v% b

}

W+ C- T2 G9 P- }; L

! Y6 _: p; X$ `& ^2 l

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

. c \9 \% c; i4 \5 f

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

( K4 J& V" }% ^8 \( @5 y

---- 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。

7 `" c# w, C+ c4 H, n8 r

---- 六、CViewBimap类功能说明

! Q" k" J/ D+ I9 u% K! I

---- 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

- G- o5 S; J& s9 U; [% x

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

0 ^- N& ^# O/ e5 ?$ ~' F* Z, w

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

. W$ E! e; B! f! j4 {! c4 s, o

，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

( q1 k+ B2 }, H. D8 S

小，则对位图放大; 如果位图比客户区大，则对位图缩小。

: T& ], X7 H; {7 E

---- 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，

, \4 \# m8 L2 h2 K5 n5 N

就可以显示该位图。

4 F% @; S X. m7 }5 I

---- 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，

/ b& z! ~6 c7 H

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

8 c) A3 z0 @8 ]% v( u! J* [1 x

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。

9 ?6 j) g2 Y) _9 f( t7 K* ?, u5 T. {

---- 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。

* Z4 [& _) I( {

---- 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。