BMP位图文件结构及平滑缩放

韩冰

( ]1 h# s; x3 o- |2 m

西安交通大学流体机械研究所

张义云

# O9 `" U. Y0 e) ?$ X

3 |+ o A- s) D

---- 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。

( {6 \2 c. |! S! _/ W- x+ S, q+ E+ Q. m

( q, e, F9 c. V/ R- ^) O# ` _

---- 一、BMP文件结构

t) O. g7 W2 Z/ ^- e

---- 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。

% G& {" E7 O4 y5 w+ q

---- 2. BMP文件头

# O/ k+ j! a* r7 s% y% x

---- 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

7 m3 f7 B6 E- y X5 Z7 ]8 w& W, A

。

) u% @& v9 s' P

---- 其结构定义如下:

3 y4 P+ O" l" l' O3 M

typedef struct tagBITMAPFILEHEADER

{

WORDbfType; // 位图文件的类型，必须为BM

2 N" t/ d/ l/ O" l0 U( s3 ~5 a% D

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

) Z! I' i" O6 Q& X& l; g

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;

5 e. t7 i% Q5 L- B; _( u

---- 3. 位图信息头

$ F) L- u v2 H8 x0 k

----

6 s0 p1 L F5 S# E

BMP位图信息头数据用于说明位图的尺寸等信息。

typedef struct tagBITMAPINFOHEADER{

/ n# l- ]# {8 n, F2 d' B' ?

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),

' e5 w" N7 f5 c# e" X# m" h

// 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

! L' I# B9 Z p, o

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

' |8 k/ K0 p' A

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

* F. W' \0 ~1 T

} BITMAPINFOHEADER;

" w% p) y- {0 i$ K5 x- x

& G; P/ J2 U) \0 R j* f( R* h

+ G2 c" m2 q* c4 x) l

---- 4. 颜色表

; \, Q; ]5 k) z1 E- k

---- 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:

. V" T3 }4 x, W

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)

6 [) M$ q, V, R+ B, s

BYTErgbReserved;// 保留，必须为0

4 Y: f y% z# T- P/ p* ~) v

} RGBQUAD;

1 J4 S9 W$ Z) V

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;

5 x) L$ Q5 x: v' G, F" E; }

当biBitCount=24时，没有颜色表项。

% T( H. P _- `' B9 L; k

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 {

, \" p" ~6 C' d& Z. d5 v

BITMAPINFOHEADER bmiHeader; // 位图信息头

RGBQUAD bmiColors[1]; // 颜色表

5 d) t* K) M2 i4 P

} BITMAPINFO;

2 {# Q5 y Z) `' J R1 R

0 D4 @1 ]: S& F

, M' K2 d. b6 p

6 A E% ]' h6 H: }* X: c

---- 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

7 ]4 y( x' O$ F& d6 V9 ?

,扫描行之间是从下到上。位图的一个像素值所占的字节数:

9 x, m- C. D% P# z( s( D, ~& G

) x/ V# N0 r1 C0 X9 |; e) l

当biBitCount=1时，8个像素占1个字节;

0 E- W. p: s. E& H4 ?. s0 t

当biBitCount=4时，2个像素占1个字节;

! J2 n/ D' v5 d5 L

当biBitCount=8时，1个像素占1个字节;

8 v9 B2 n8 r& B* t) Z

当biBitCount=24时,1个像素占3个字节;

% Z! a0 Y& f. R u# h. x* v

Windows规定一个扫描行所占的字节数必须是

2 m5 G. G! K+ W" d2 r( ]" M

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:

' w! u* Q. l! C

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

~7 W* ~3 V* r s

// 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

% y4 l, y# o- z# ]" N

位图数据的大小(不压缩情况下):

n# s9 p% D* K

DataSize= DataSizePerLine* biHeight;

: X) r+ ]* \; s& ^' l% w

y) l) f, K X f# ?7 i

$ @' d$ j4 N8 b: u

---- 二、BMP位图一般显示方法

7 r9 u8 }( Y: U

---- 1. 申请内存空间用于存放位图文件

---- GlobalAlloc(GHND，FileLength);

' U& S9 \: y1 u5 L- c

8 X0 C* B# F6 W% j" h

---- 2. 位图文件读入所申请内存空间中

* ?1 f% V3 S* r8 h

- q' J; @- _2 u" O; J. J

---- LoadFileToMemory( mpBitsSrc，mFileName);

$ c: @+ X/ q% `, n

! T# f1 i5 {& ?6 b" c

---- 3. 在OnPaint等函数中用创建显示用位图

/ M8 p7 s- V4 _! i& o5 T5 @

9 I# V6 N4 x/ q# a

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

DC,

1 w1 L6 G( P# ?* T' Y0 r

---- 用SelectBitmap()选择显示位图。

8 i' Q4 \+ P3 W3 i6 U6 U( @) B p

---- 4. 用BitBlt或StretchBlt等函数显示位图

4 k7 Q3 H; I1 Z+ P. I

---- 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。

; o, L: n( z6 F0 X: X5 U' T

---- 三、BMP位图缩放显示

* V0 S7 `1 W' W3 m3 U

2 @* R6 y0 K7 @* I

---- 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:

3 f. f# \6 Y. a8 d2 Y

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

, |7 x# _/ p5 d& g5 W

9 q) I n B- y- C2 W

---- 2. 申请内存空间用于存放位图文件

! e, B x, l g: F) @" D1 l) j

: S7 F* }4 b2 j1 i" g& [5 g* G7 ]

---- GlobalAlloc(GHND，FileLength);

! }( |- b- ]) o+ f, U/ x

---- 3. 位图文件读入所申请内存空间中

# \# X; T& f. ~1 W# k5 d

---- 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

% g/ K x1 ]; i2 ?; l) h. M

HDRAWDIB m_hDrawDib; // 视频函数

HANDLEmhBitsSrc; // 位图文件句柄(内存)

' m0 d% D) { P7 k/ I' J5 }

LPSTR mpBitsSrc; // 位图文件地址(内存)

& t l2 [0 j# \" o8 ^$ O

BITMAPINFOHEADER *mpBitmapInfo; // 位图信息头

$ H0 u( K r4 ]' W+ Y* o

---- 2. 在CViewBimap类构造函数中添加打开视频函数

G: C2 ^! H2 Z

---- m_hDrawDib= DrawDibOpen();

$ O% f1 \6 ?; }4 E' K) `! j( \

---- 3. 在CViewBimap类析构函数中添加关闭视频函数

if( m_hDrawDib != NULL)

! a+ R3 X! W3 C8 z/ I" `( w

{

# P8 s! m$ l/ S7 f5 w0 |0 D: h

DrawDibClose( m_hDrawDib);

m_hDrawDib = NULL;

}

?" y- L! c8 R7 C

" K. V4 X+ `+ w5 V

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

2 T* p6 e0 W+ h, T0 L! \5 a0 l9 R

voidCViewBitmap::OnPaint()

& l( v/ M% z7 u! z2 R

{

6 A$ [) O8 u1 G

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

0 F8 |' y' G) `( _1 e* q6 ~+ ]; ?

GraphicDraw( );

4 Q9 ~6 v; E4 \& z2 x& v

}

voidCViewBitmap::GraphicDraw( void )

. m; O' T+ \3 r' m& u

{

( Q) {* I. g; X" {) l. r

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

BITMAPFILEHEADER *pBitmapFileHeader;

ULONG bfoffBits= 0;

+ Q# F5 Y* f( s

CPoint Wid;

) X! p. l& O: | N& G

// 图形文件名有效 (=0 BMP)

& X* I/ E! d* h0 g/ t# m: Q

if( mBitmapFileType < ID_BITMAP_BMP ) return;

* n4 U2 P% Z$ j5 m8 ]

// 图形文件名有效 (=0 BMP)

// 准备显示真彩位图

pBitmapFileHeader= (BITMAPFILEHEADER *) mpBitsSrc;

bfoffBits= pBitmapFileHeader->bfOffBits;

0 o! b2 k7 t/ u5 g4 [ ]

// 使用普通函数显示位图

9 s4 F' F8 Q0 S4 i, I5 P

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

{

HBITMAP hBitmap=::CreateDIBitmap(dc.m_hDC,

c) H. z& J8 H$ ~# Z- ^0 K* a% T! E

mpBitmapInfo, CBM_INIT, mpBitsSrc+bfoffBits,

6 X0 |5 M% X* `% w& ?- C

(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.

) r5 X: C/ Z5 E, z. B( i) e5 p; E

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

) B& j# O. Q4 R* k; y# H+ ]* x

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

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

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

& T2 D4 j6 \: I( _

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

3 }7 v) E7 D' m4 D$ p% x

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

if( mFullViewTog == 0)

{

; m) G2 d; z- h) ]

// 显示真彩位图

7 }, j/ u: k& C' J

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

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

5 P* r1 ^0 j/ }% [

} else {

4 Y x* t! }! W- R: G

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

6 \7 R/ U: S9 a, Z) H

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

2 v( `( Z+ l! M- k3 r3 i7 W

>biHeight, SRCCOPY);

. b; e9 |5 K2 Q- f& v6 K: H

}

; v j6 Y, ?1 h' `( [ V9 X

// 结束显示真彩位图

8 g6 L4 v. g% Y/ K

:eleteObject(SelectObject(hMemDC,hBitmapOld));

// 删 除 位 图

} else {

// 使用视频函数显示位图

% H" j! l, ?) C! i7 l

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

; u5 z) H& n3 m( R

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

1 U1 T/ W/ f' S9 D" _

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

; {( [% i* w) n3 j6 b

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

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

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

4 ^7 _7 A q9 p* S

// 显示真彩位图

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

+ E5 d2 y& ~5 E* l' ^9 K

if( mFullViewTog == 0)

% }/ f# k. r7 Q

{

- I$ m2 u N* s% T

Wid.x= mDispR.Width();

% F5 D% A2 v( e, z+ o. Q

Wid.y= mDispR.Height();

! {# \, p3 x7 n% O5 j3 ?

// 1:1 显示时, 不能大于图形大小

3 F2 D, e& T/ i' |- t5 w0 G! h

if( Wid.x > mpBitmapInfo- >biWidth )

, A8 c. ?# y, x1 K

Wid.x = mpBitmapInfo- >biWidth;

if( Wid.y > mpBitmapInfo- >biHeight)

, t9 `6 {5 [) B8 A1 q

Wid.y = mpBitmapInfo- >biHeight;

DrawDibDraw( m_hDrawDib, dc.GetSafeHdc()

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

mpBitmapInfo, (LPVOID) (mpBitsSrc+bfoffBits),

* K; u* @1 A2 J0 G

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

} else {

* h2 L$ p& t( p, j

DrawDibDraw( m_hDrawDib, dc.GetSafeHdc(),

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

mpBitmapInfo, (LPVOID) (mpBitsSrc+bfoffBits),

3 q& D4 h0 @7 p$ T) t* B

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

DDF_BACKGROUNDPAL);

}

8 z% C* z; q' `3 q: A

}

return;

. R% a/ J6 L; Q3 p

}

& M& e% ^$ F- L {4 q0 ~9 w# v

! p; \$ S j* v- z

---- 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

! _" i% M( B% S [

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

& }5 j/ }$ G8 E' k6 ~: T i5 {

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

- ~( i$ y2 V7 i

---- 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。

4 s6 x% u N- ^5 w

---- 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

2 J* H: x+ j% Z* z% q' d7 n: y

Fucction按钮,然后输入函数名为OnViewBimap。在添加OnViewBimap后，在

. q; g) h/ R8 }1 k# V( G

Member functions: 中点击OnViewBimap条目,点击Edit Code按钮编辑程序代码

$ D; a: a4 _- ^& h w/ X2 u

。代码如下:

: s2 \6 @$ P' N% A

! C7 j+ ~' v# h3 N4 N

void CMainFrame::OnViewBitmap()

! `$ d- H( R* U

{

5 w [6 i9 V+ R1 e

// TOD Add your command handler code here

4 G+ z: b# D; q- T, ~3 Q* X) p

CViewBitmap *pViewBitmap= NULL;

# |8 ^. q. b: t& f. A4 Y* ?

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。

$ [6 X. K( Y' k. e+ v

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

/ z! u+ Q8 R& A, |& l" _

ViewBitmap）即可显示BITMAP.BMP位图。

- @$ r# A/ |$ M

---- 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

9 |8 }- z; @4 f7 Z/ x* n$ Z

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。

4 j+ a |, W4 o! N. C, R" z! ]

, \2 {* ?5 Z' ^$ c2 n) _

---- 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 f- H3 g8 w% 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

，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。

/ g& E* p7 n0 I& t: v7 p

---- 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，

* v/ m5 ^" J9 C1 e j

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

1 B) r- M9 r5 z" z# t- 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

真小，显示速度快。

! e/ B3 r, ~: ~$ n

$ t, E" B8 h9 i+ w1 K( C

---- 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

0 p4 m3 V8 u. B2 m: j2 X

程序中加以适当调整即可，读者可自行完成。