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

4 Y. Q5 o& N1 M* ~0 u& W( l

---- 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。

+ u, j$ t+ n( D- ]6 r

. a3 p9 f% F1 ^' `6 R

---- 一、BMP文件结构

T9 Q" O0 ~$ I5 Y) v% O+ C4 A

---- 1. BMP文件组成

0 s- ?" @* B& ?& P5 j

/ l7 W% R3 w4 g! p) v

---- 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

$ ]/ T s. S3 Z8 t' N U( j4 }, b

---- 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:

% |# T; _4 C L+ c5 P- n

typedef struct tagBITMAPFILEHEADER

" |, I7 T1 d( k- K9 k- W% } _4 n

{

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

9 g; u: ?5 R* H7 B

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

3 X5 z) p) d6 E0 I

// 文件头的偏移量表示，以字节为单位

} BITMAPFILEHEADER;

& j/ s3 x# U& _5 j

---- 3. 位图信息头

' p. O1 ^) I( W5 M" ~1 f. ~7 r2 ~

----

BMP位图信息头数据用于说明位图的尺寸等信息。

typedef struct tagBITMAPINFOHEADER{

3 B& v6 \0 x; Q

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),

5 P. D B: ^4 P; O/ {# G1 |! {# S

// 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),

2 j: K6 y8 V) T9 t) O

// 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

- F, y' Y& h2 A: b: U0 j

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

5 [- a0 }3 {' F0 ~% G5 R$ M7 \6 H

} 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:

( s% u% g% i' q$ c

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)

7 m. p% ?7 Z" `+ o, K

BYTErgbRed; // 红色的亮度(值范围为0-255)

: j! r9 V5 Z" p5 b3 Z! F

BYTErgbReserved;// 保留，必须为0

} RGBQUAD;

3 B3 m' g: J, Z, z; d- @

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:

, j, I9 S: g p c8 {

typedef struct tagBITMAPINFO {

BITMAPINFOHEADER bmiHeader; // 位图信息头

RGBQUAD bmiColors[1]; // 颜色表

, x. n% x, n9 r! g1 X7 f3 [

} BITMAPINFO;

8 L2 {, r: }0 U( M) _/ e) T

8 T) \" C5 X! h

---- 5. 位图数据

4 ?8 L% W; V" M$ E

---- 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:

U: w0 r9 V L4 X6 k9 z/ Q7 ~

# R: N- d0 w; [/ H

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;

- O) y) K; r8 ~9 E

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;

8 g7 ~* l7 d/ F) ]; H" k

Windows规定一个扫描行所占的字节数必须是

, J! U, S* D+ _; l, M9 ~

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:

! x: }, L2 y! S0 j) [

DataSizePerLine= (biWidth* biBitCount+31)/8;

// 一个扫描行所占的字节数

2 w; A( C3 ?. r6 H5 j, q/ N

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;

( ]- ~! o; H! B- l/ J& W

& h4 _) f$ D+ o: U) \1 B+ E

5 Q) U0 Z m0 i& R; @) R- R' W

---- 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

: M/ d" E- t4 `* q U j' v' Q3 J

& U) R- N9 k/ _% y- B* |

---- GlobalAlloc(GHND，FileLength);

' A1 N6 ?4 B7 @) ~( d

( C3 G! J9 l0 |( c3 K

---- 2. 位图文件读入所申请内存空间中

% J0 T! _" y: M, y! B

---- LoadFileToMemory( mpBitsSrc，mFileName);

$ \1 M/ d1 [: I& D9 ]$ X2 r& o! U( E$ j

---- 3. 在OnPaint等函数中用创建显示用位图

. W! q+ _4 I7 h& V. U

---- 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

+ W3 J& j! T/ @* c

R/ ]" {5 s' Q8 u: z# t

---- 5. 用DeleteObject()删除所创建的位图

4 s* l, P' z9 k' S0 g6 p

---- 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

" g! c/ f4 B( Y1 t, P

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:

X, o0 i n1 Q2 t- W

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

: h* U: L; n1 U' C) M) i6 j6 R

---- 2. 申请内存空间用于存放位图文件

R( f: B0 Y$ Q( U( P4 b

---- 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

# }, g+ C: {3 `. Z. I

---- 5. 关闭视频函数DrawDibClose(),一般放在在析构函数中

L! ]* y* c* v7 @

---- 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

* B; x; _' k2 T

过直接处理位图数据，可以制作简单动画。

' o+ P" l' {" m

- Q7 R) n; L3 K( a, M& G

---- 四、CViewBimap类编程要点

* O: s0 r/ M" D* L z7 Y8 D

---- 1. 在CViewBimap类中添加视频函数等成员

4 {1 N: P/ d5 N* J" s

HDRAWDIB m_hDrawDib; // 视频函数

- X0 H3 w5 D b' k/ W

HANDLEmhBitsSrc; // 位图文件句柄(内存)

LPSTR mpBitsSrc; // 位图文件地址(内存)

/ j. e6 g4 U( M

BITMAPINFOHEADER *mpBitmapInfo; // 位图信息头

( W2 P% N% S& U& U8 R7 G8 }

$ n& Q" m$ w# X/ c4 s- v/ i

---- 2. 在CViewBimap类构造函数中添加打开视频函数

---- m_hDrawDib= DrawDibOpen();

3 {0 Q6 P1 H3 c# G" A2 H

---- 3. 在CViewBimap类析构函数中添加关闭视频函数

8 \0 A ~! Y9 f; v$ B- I9 f8 A

if( m_hDrawDib != NULL)

/ t5 Y) B+ P/ }6 ]& E

{

" t+ c1 k6 i* d$ |

DrawDibClose( m_hDrawDib);

m_hDrawDib = NULL;

' l" R7 h! w5 s7 E h3 b6 i1 ~, _

}

! G( n/ ^3 T B# c" d

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

$ n& y4 y. h* }

voidCViewBitmap::OnPaint()

- m8 o0 ` g R2 I6 b4 o( [

{

7 d, v! X q! T9 d p- B. g$ Q& E4 t

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

& T& H f! \( O( V

GraphicDraw( );

}

( I5 S& A' e$ b5 v

E) {8 x x/ F& ~$ v

voidCViewBitmap::GraphicDraw( void )

{

6 D6 h5 H$ ^' ?) }- m

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

BITMAPFILEHEADER *pBitmapFileHeader;

% O" h/ u6 J% H4 \- ~+ g$ y

ULONG bfoffBits= 0;

* M9 K$ q$ F1 ]0 }6 R

CPoint Wid;

// 图形文件名有效 (=0 BMP)

% n. C" Z; \( c' ~

if( mBitmapFileType < ID_BITMAP_BMP ) return;

: m) L) u& ` J3 y2 ?

// 图形文件名有效 (=0 BMP)

9 d7 c9 a3 `+ ^- ^, ]3 H0 Q5 Q

// 准备显示真彩位图

. R9 ~" E7 M: v1 i: ~4 h6 I q

pBitmapFileHeader= (BITMAPFILEHEADER *) mpBitsSrc;

bfoffBits= pBitmapFileHeader->bfOffBits;

1 K6 z" l: D: P9 G' R3 p

// 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,

+ n& G0 L+ ?, A) |/ L) X. M; x

(LPBITMAPINFO) mpBitmapInfo,DIB_RGB_COLORS);

) H8 P, M' z( r9 L+ \

// 建立位图

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

& A5 {5 r. A. }1 u4 Z5 W* C; O7 n7 s

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.

0 g1 O( {% }- j" N

// 成员CPoint mPos用于指示图形显示起始位置坐标.

) Z1 A3 K2 b, I. [, D+ H

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

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

8 {/ o+ m/ y# @; T5 }: J( H* T

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

+ N1 Q) v" K6 @3 O. U

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

/ H; k5 V& m2 `! x/ ]

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

9 e3 v" Q2 o8 f: Y% y

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

* l1 {& u* I; l3 w

% b( ?) @9 U: ^" z

if( mFullViewTog == 0)

2 M6 g6 T( |& }0 ^" u3 Q0 O

{

! C8 W/ t$ t) {8 ^# ~# q

// 显示真彩位图

# F" M: N/ v+ G# G3 a

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

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

} else {

$ O7 c- B# N& D4 P

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

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

: x9 z2 B$ `6 x* W. L. R

>biHeight, SRCCOPY);

}

// 结束显示真彩位图

6 t* j6 `: ~" V/ D! j/ [

:eleteObject(SelectObject(hMemDC,hBitmapOld));

// 删 除 位 图

} else {

// 使用视频函数显示位图

; l7 `( f, D& f* ?5 a3 ^- \

1 C; i8 f" P: Q s, J, ? r# f/ a) ~" H

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

3 E) u6 A# \0 t5 f% ~

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

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

( d6 q7 m- s+ c. F' P# \

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

, l: w- m! |7 z8 C

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

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

// 显示真彩位图

6 G- r9 K# `8 I1 x* H; ~0 m

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

) E& G9 L$ Z4 b d& X& e% v* K

. c; Q" {4 }4 k+ T

if( mFullViewTog == 0)

{

Wid.x= mDispR.Width();

Wid.y= mDispR.Height();

// 1:1 显示时, 不能大于图形大小

5 k4 f' r9 `; `* j% ?+ |

if( Wid.x > mpBitmapInfo- >biWidth )

; O) E$ D! [ p. P

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),

: m1 _* G) `+ C1 B

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

} else {

DrawDibDraw( m_hDrawDib, dc.GetSafeHdc(),

6 d/ h4 C- u% y* u

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

mpBitmapInfo, (LPVOID) (mpBitsSrc+bfoffBits),

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

DDF_BACKGROUNDPAL);

}

}

return;

}

7 _3 r1 @+ A) R/ c3 R7 w4 L

---- 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

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

; k% r# g5 ]: ]# d$ S

,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

% n' F$ k G; P0 o( d$ J% O' _

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

" [. e. V I7 i6 X9 d

/ u( N1 e D/ D0 Q. ?( y3 s7 F

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

$ ]0 p z, C1 H y

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

( I4 [( H* ~5 P; ?, |1 v

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

7 c( G' ?& k- d" K0 y

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

4 f& m5 z1 Y4 d7 f8 E

。代码如下:

void CMainFrame::OnViewBitmap()

" Q. I/ h7 j: Z& L. C7 X

{

// TOD Add your command handler code here

+ G9 q% i+ M- e+ H6 N

CViewBitmap *pViewBitmap= NULL;

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

5 n; }; j& r$ l R; s' t. P: r

pViewBitmap- >ShowWindow( TRUE);

}

0 K/ s" i2 _* R6 d3 z3 m1 j- I

! ^0 W6 z( o% t9 a o

---- 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。

5 ]& ?& C" ]/ B, s% V2 f3 k5 ~' G

---- 六、CViewBimap类功能说明

0 k0 t3 N/ D8 @, y, A" \8 y9 p2 U

---- 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

* h8 }! ]: i H9 Q) Y

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。

8 S4 T9 v1 Y+ ?7 J& S

---- 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

; s9 R+ i! l8 }

，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

: G) V4 ~; h! _' A8 U

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

: v+ f& F- @# H

小，则对位图放大; 如果位图比客户区大，则对位图缩小。

: U0 k7 Y8 v1 V+ m- b& X

---- 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，

- n- s" y# K, d8 }6 |

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

* e& c0 U; `) N5 K' r, I

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

2 Q& I3 O( G8 y( t4 h: S% I

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

: [* Z6 z$ t& [- I6 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

0 @, E% F1 ]3 r' i

以体会到使用视频函数的优越性了吧。

5 V. f7 ~7 B2 ?4 a

1 N0 l! ^1 p1 ~" s& p

---- 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

9 R/ d5 E. A/ {2 b3 ~$ q

程序中加以适当调整即可，读者可自行完成。