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

2 b5 q a8 V) r/ X

' |" s7 t' e1 }+ G

---- 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,

: n3 y4 v, a, T8 }

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。

* w* U8 @3 i7 y8 J

---- 一、BMP文件结构

5 o q, j+ c1 Y- ^

---- 1. BMP文件组成

8 @2 T/ G9 V; T9 d) m& @

* G3 r' |* P$ b9 U

---- 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。

! u$ t. M+ W! a t1 J1 f( S

# B) r) x# o+ R. r' n

---- 2. BMP文件头

( y8 }" d$ T4 S% b8 R9 ~7 Z8 L G

---- 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:

$ [2 v- Y( f* [( K5 W

4 E0 o- `3 T$ _! `6 O- h- x' G

typedef struct tagBITMAPFILEHEADER

{

- e# x2 u8 l+ m2 |8 m

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

~1 I) v4 p6 y i# _/ k" x

DWORD bfOffBits; // 位图数据的起始位置，以相对于位图

* F/ n1 R/ b! j% m" C6 t4 j

// 文件头的偏移量表示，以字节为单位

) H1 ]: E: U, A$ K

} BITMAPFILEHEADER;

& u' i' n+ K- x0 Z- ]9 g

---- 3. 位图信息头

----

# ^3 a( a$ g5 E

& V2 b# |4 D. ^3 d

BMP位图信息头数据用于说明位图的尺寸等信息。

! P G1 f* G5 F' {

typedef struct tagBITMAPINFOHEADER{

/ ^3 U. n- {# N+ q: d8 S6 ^

DWORD biSize; // 本结构所占用字节数

, ] V% v% |# l" 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

/ I. _4 Z- [! p" c

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

# {9 b8 N: @! }0 O, j+ d! S

DWORD biSizeImage; // 位图的大小，以字节为单位

- t4 B% L% G* g; \/ c- k6 U: b7 P

LONGbiXPelsPerMeter; // 位图水平分辨率，每米像素数

0 P% R5 z* _5 c% i T* i

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

; a0 W. k8 ^0 J; ?( [6 o5 c1 S

DWORD biClrImportant;// 位图显示过程中重要的颜色数

} BITMAPINFOHEADER;

. ^ k- J5 o- P8 z( v7 b

---- 4. 颜色表

: Y3 N% F" M* x7 ]

---- 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

1 Q7 `( q3 T/ |

RGBQUAD类型的结构，定义一种颜色。RGBQUAD结构的定义如下:

9 N( l( j8 e! t- W; y

; _. h' I$ j( n3 v, ]

typedef struct tagRGBQUAD {

7 S$ R6 N; b2 a$ e# g+ Y

BYTErgbBlue;// 蓝色的亮度(值范围为0-255)

9 T. v K) w j+ Q3 E

BYTErgbGreen; // 绿色的亮度(值范围为0-255)

, v3 t ~( l4 e$ p6 k9 X

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:

$ I( v) Z4 J& R" y y, \

当biBitCount=1,4,8时，分别有2,16,256个表项;

) a8 ]+ J- Y# k) u0 r

当biBitCount=24时，没有颜色表项。

; f2 d1 Z+ I! m/ Z0 f! q7 U

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[1]; // 颜色表

} BITMAPINFO;

. \/ k; M; j9 U+ E* R6 K

+ Y: `3 [% W- C4 K' d1 R& r

---- 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

z' Y2 l5 H4 Y

,扫描行之间是从下到上。位图的一个像素值所占的字节数:

; A6 O8 @/ v; I& h6 B% K

# {( D0 ?% Y2 `; j1 H% [

当biBitCount=1时，8个像素占1个字节;

1 s, o' p# z; w! j( s7 S

当biBitCount=4时，2个像素占1个字节;

; f4 w+ |0 X0 r* o

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;

) I% |2 I: @9 n

// 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):

& m5 g' F/ f3 v# t' M8 G( G6 c2 I

DataSize= DataSizePerLine* biHeight;

4 C. p- c$ A7 W# s4 q

% Y1 m: z: Q( \) n$ g: Z2 y

---- 二、BMP位图一般显示方法

" H+ }) A/ A5 x

---- 1. 申请内存空间用于存放位图文件

1 D! l, M- S, I7 _- p& L! y

---- GlobalAlloc(GHND，FileLength);

6 A/ b9 k. a. l4 v$ p: {+ i

---- 2. 位图文件读入所申请内存空间中

" M2 J% J* Z& f* f/ z& c* h$ V

---- LoadFileToMemory( mpBitsSrc，mFileName);

8 ]: L- H0 h' ~ W. h; }! B: F' J

---- 3. 在OnPaint等函数中用创建显示用位图

2 t+ ^6 n) o1 K& R4 l

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

) i* p' S+ u% Q5 c; [; l v

DC,

---- 用SelectBitmap()选择显示位图。

& Y" y1 ]" p6 I% @- M8 Q( X$ |

---- 4. 用BitBlt或StretchBlt等函数显示位图

---- 5. 用DeleteObject()删除所创建的位图

2 l3 l/ u; c0 w5 Q9 }2 z

---- 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。

/ `8 w' Z( d5 k/ C/ I: Q

---- 三、BMP位图缩放显示

9 u5 ?$ A2 b, u4 o

8 l- H; n2 e8 M; \& |/ O2 J

---- 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

5 {3 i& @/ A I9 c! {

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

8 T* c1 d: [$ Q" X$ B0 {3 Y

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:

6 I: U4 r$ h% t# t, P4 ]0 n. w

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

6 `' ?+ G$ G ~. `

---- 2. 申请内存空间用于存放位图文件

/ d* j' C, H6 C# B: l

---- GlobalAlloc(GHND，FileLength);

& z6 K0 O% H( F

---- 3. 位图文件读入所申请内存空间中

3 B1 u7 H" A0 O. b

---- LoadFileToMemory( mpBitsSrc，mFileName);

---- 4. 在OnPaint等函数中用DrawDibRealize()，DrawDibDraw()显示位图

6 u' E+ s$ e6 f8 a) c, M* V$ p

---- 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

2 b+ M& x- f0 m, p- @

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

3 i, P$ U9 M9 w7 k5 X% u1 I6 b

! P h# D! \* R- `! x

---- 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)

4 g% r% ]3 \; s) A% i! Y

LPSTR mpBitsSrc; // 位图文件地址(内存)

BITMAPINFOHEADER *mpBitmapInfo; // 位图信息头

6 N* s! l+ g4 n. T% A

---- 2. 在CViewBimap类构造函数中添加打开视频函数

---- m_hDrawDib= DrawDibOpen();

) l% `8 D! v% H) O0 p

---- 3. 在CViewBimap类析构函数中添加关闭视频函数

& A5 W$ ^1 {/ T F0 D

if( m_hDrawDib != NULL)

{

* t3 ?- G* d# d' D, U

DrawDibClose( m_hDrawDib);

) Z; K3 A: y! b0 J5 D. t# t! d

m_hDrawDib = NULL;

4 L: _, p' ?% R& E7 I# n

}

5 n: B: F7 i/ X& x

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

' V) Y1 j6 G- z) s

voidCViewBitmap::OnPaint()

8 i, l# n8 W9 Z0 q

{

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

k4 V1 b3 _1 b' U# R5 P& ?

GraphicDraw( );

}

- d% B# L+ |$ @* q

8 a- R( |& v V

voidCViewBitmap::GraphicDraw( void )

{

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

, ^( J5 U3 w" z

BITMAPFILEHEADER *pBitmapFileHeader;

ULONG bfoffBits= 0;

CPoint Wid;

/ f" Z: |$ b9 X$ y6 s

// 图形文件名有效 (=0 BMP)

3 T$ o! U6 e" X

if( mBitmapFileType < ID_BITMAP_BMP ) return;

" @% I4 a3 B) ~& Q( Z4 j, J+ F7 P

// 图形文件名有效 (=0 BMP)

// 准备显示真彩位图

pBitmapFileHeader= (BITMAPFILEHEADER *) mpBitsSrc;

bfoffBits= pBitmapFileHeader->bfOffBits;

, P/ I/ q2 t- ~; O8 w, c

// 使用普通函数显示位图

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

{

' W% U7 v; ~/ o& T

HBITMAP hBitmap=::CreateDIBitmap(dc.m_hDC,

mpBitmapInfo, CBM_INIT, mpBitsSrc+bfoffBits,

# \8 a0 Q) i& v' e/ `' d

(LPBITMAPINFO) mpBitmapInfo,DIB_RGB_COLORS);

// 建立位图

! P0 f; [' J0 U y

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

5 Y) {+ I( h1 i) F* |: ~

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.

6 R8 Y+ t% G) O7 K! m

// 成员CPoint mPos用于指示图形显示起始位置坐标.

* X5 m4 A, o$ c# `

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

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

9 z8 S5 P& e4 e3 ]

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

; m- Y Z! p2 I+ d

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

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

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

% U3 Q" v+ \0 n( a

if( mFullViewTog == 0)

* X: K8 \$ u& b, U7 T9 c2 [0 W4 d

{

// 显示真彩位图

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

% n5 f0 l) C- Y2 O$ r2 b

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

- i# A* d% i+ q

} else {

& f! h7 j' s7 J" X0 e1 R- g

::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

% [( V$ N) r- e

:eleteObject(SelectObject(hMemDC,hBitmapOld));

// 删 除 位 图

$ |# L- C, f) K" n. {$ V

} else {

. u( M2 M$ x5 M# X

! C9 f- S/ t# z8 Z5 ~9 o* W

// 使用视频函数显示位图

8 d6 P) E4 r* M2 }2 {

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

+ B* o, Z2 h& \+ M9 a

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

3 k1 H/ z8 {8 m

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

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

4 _. @2 R# @0 k( p4 P: `

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

( N P& a2 z( r+ S: w% |5 m% y

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

0 R; e6 Z6 L$ s6 E- n

// 显示真彩位图

5 |9 K, s$ O4 r

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

7 B/ N5 x% ^+ | H: |

if( mFullViewTog == 0)

{

6 @# c6 H2 Q6 _! O$ a6 D$ U

Wid.x= mDispR.Width();

9 J* J0 N; F2 b, w

Wid.y= mDispR.Height();

// 1:1 显示时, 不能大于图形大小

W4 C9 v+ c1 d! v# ?0 ^+ ^

if( Wid.x > mpBitmapInfo- >biWidth )

Wid.x = mpBitmapInfo- >biWidth;

if( Wid.y > mpBitmapInfo- >biHeight)

5 k" n+ E9 J3 ^, E' k

Wid.y = mpBitmapInfo- >biHeight;

6 P" }) ?" m( U+ V8 q3 Z0 a4 C6 Y" a0 R

DrawDibDraw( m_hDrawDib, dc.GetSafeHdc()

. W7 @% [9 `& y

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

1 Z y7 m0 f: r S5 t; i

mpBitmapInfo, (LPVOID) (mpBitsSrc+bfoffBits),

' s. a4 q8 i, B& k$ W- Z

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

} else {

$ G6 y( O$ R1 N$ f% M" F' m

DrawDibDraw( m_hDrawDib, dc.GetSafeHdc(),

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

, C, g1 r7 Y, x! @% p

mpBitmapInfo, (LPVOID) (mpBitsSrc+bfoffBits),

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

3 X/ J/ z! k; c1 T

DDF_BACKGROUNDPAL);

}

) U9 r) m7 E" n5 O

}

return;

* P! D# ]+ e; \: n& H; U) F) r2 y

}

# J+ X; D" ~% r. k8 i8 w

---- 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

" ?, ~- i5 E, { S

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

4 q/ U; E$ w" i" O7 \; y

,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。

9 Q! x# ]" K" ^7 H! a

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

% W& Y h2 F* B% E' i& G

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

/ S7 o+ _6 P- o: V1 A/ D

---- 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

, n5 O6 f7 O- P) @

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()

9 C# _1 N s' [& v3 x: q

{

" M2 x* r y6 g* R( M+ I

// TOD Add your command handler code here

CViewBitmap *pViewBitmap= NULL;

; @ ]& r5 u& u6 } i

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

+ S4 I5 X* c$ z

pViewBitmap- >ShowWindow( TRUE);

1 {9 Z) |5 p1 [

}

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

: P! M& {7 [4 y* I& @

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

/ W- G- U2 Q' m

) F4 I, z7 h) R5 _7 i

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

# @" W, {7 a: n

ViewBitmap）即可显示BITMAP.BMP位图。

7 S0 y$ [6 F# S) S4 m8 B4 R) [

---- 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

. ~" a& |. E5 W" W7 j H% U3 F7 e

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

+ B) [% Q" F4 a; q

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，

- }$ i! K1 I7 `! }, y( y* a! y

就可以显示该位图。

$ Q$ g7 u$ B( j

) u- j4 A! }0 h( H% o

---- 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，

! f' w7 c3 q/ {$ A# ^ + @" _: F4 u/ s0 I" U8 [4 X9 z: ^

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

# Z* I% K8 a& O* l. m6 r

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。

! C; F5 p6 O# i% K. r* h8 V

---- 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

' I3 s0 L; A- R, Q

程序中加以适当调整即可，读者可自行完成。