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非压缩位图文件大小的计算有关问题

发布时间: 2012-01-03 22:16:06 作者: rapoo

非压缩位图文件大小的计算问题?
又是一年一度的男人节日了,借着这个问题给大家送祝福,祝天下光棍齐欢乐,有情人终成眷属.


[解决办法]
如今Windows(3.x 以及95,98,NT)系列已经成为绝大多数用户使用的操作系统,它比
DOS 成功的一个重要因素是它可视化的漂亮界面。那么Windows 是如何显示图象的呢?这
就要谈到位图(bitmap)。
我们知道,普通的显示器屏幕是由许许多多点构成的,我们称之为象素。显示时采用扫描
的方法:电子枪每次从左到右扫描一行,为每个象素着色,然后从上到下这样扫描若干
行,就扫过了一屏。为了防止闪烁,每秒要重复上述过程几十次。例如我们常说的屏幕分
辨率为640×480,刷新频率为70Hz,意思是说每行要扫描640 个象素,一共有480 行,每
秒重复扫描屏幕70 次。
我们称这种显示器为位映象设备。所谓位映象,就是指一个二维的象素矩阵,而位图就是
采用位映象方法显示和存储的图象。举个例子,图1.1 是一幅普通的黑白位图,图1.2 是被
放大后的图,图中每个方格代表了一个象素。我们可以看到:整个骷髅就是由这样一些黑
点和白点组成的。
图1.1 骷髅
图1.2 放大后的骷髅位图
那么,彩色图是怎么回事呢?
我们先来说说三元色RGB概念。
我们知道,自然界中的所有颜色都可以由红、绿、蓝(R,G,B)组合而成。有的颜色含有
红色成分多一些,如深红;有的含有红色成分少一些,如浅红。针对含有红色成分的多
少,可以分成0 到255 共256 个等级,0 级表示不含红色成分;255 级表示含有100%的红
色成分。同样,绿色和蓝色也被分成256 级。这种分级概念称为量化。
这样,根据红、绿、蓝各种不同的组合我们就能表示出256×256×256,约1600 万种颜色。
这么多颜色对于我们人眼来说已经足够丰富了。
表1.1 常见颜色的RGB 组合值
颜色R G B
红255 0 0
蓝0 255 0
绿0 0 255
黄255 255 0
紫255 0 255
bmp 文件格式
介绍完位图和调色板的概念,下面就让我们来看一看Windows 的位图文件(.bmp 文件)的格
式是什么样子的。
bmp 文件大体上分成四个部分,如图1.3 所示。
位图文件头BITMAPFILEHEADER
位图信息头BITMAPINFOHEADER
调色板Palette
实际的位图数据ImageDate
图1.3 Windows 位图文件结构示意图
第一部分为位图文件头BITMAPFILEHEADER,是一个结构,其定义如下:
typedef struct tagBITMAPFILEHEADER {
WORD bfType;
DWORD bfSize;
WORD bfReserved1;
WORD bfReserved2;
DWORD bfOffBits;
} BITMAPFILEHEADER;
这个结构的长度是固定的,为14 个字节(WORD 为无符号16 位整数,DWORD 为无符号
32 位整数),各个域的说明如下:
bfType
指定文件类型,必须是0x424D,即字符串“BM”,也就是说所有.bmp 文件的头两个字节
都是“BM”。
bfSize
指定文件大小,包括这14 个字节。
bfReserved1,bfReserved2
为保留字,不用考虑
bfOffBits
为从文件头到实际的位图数据的偏移字节数,即图1.3 中前三个部分的长度之和。
第二部分为位图信息头BITMAPINFOHEADER,也是一个结构,其定义如下:
typedef struct tagBITMAPINFOHEADER{
DWORD biSize;
LONG biWidth;
LONG biHeight;
WORD biPlanes;
WORD biBitCount
DWORD biCompression;
DWORD biSizeImage;
LONG biXPelsPerMeter;
LONG biYPelsPerMeter;
DWORD biClrUsed;
DWORD biClrImportant;
} BITMAPINFOHEADER;
这个结构的长度是固定的,为40 个字节(LONG 为32 位整数),各个域的说明如下:
biSize
指定这个结构的长度,为40。
biWidth
指定图象的宽度,单位是象素。
biHeight
指定图象的高度,单位是象素。
biPlanes
必须是1,不用考虑。
biBitCount
指定表示颜色时要用到的位数,常用的值为1(黑白二色图), 4(16 色图), 8(256 色), 24(真彩色
图)(新的.bmp 格式支持32 位色,这里就不做讨论了)。
biCompression
指定位图是否压缩,有效的值为BI_RGB,BI_RLE8,BI_RLE4,BI_BITFIELDS(都是一些
Windows 定义好的常量)。要说明的是,Windows 位图可以采用RLE4,和RLE8 的压缩格
式,但用的不多。我们今后所讨论的只有第一种不压缩的情况,即biCompression 为
BI_RGB的情况。
biSizeImage
指定实际的位图数据占用的字节数,其实也可以从以下的公式中计算出来:
biSizeImage=biWidth’× biHeight


要注意的是:上述公式中的biWidth’必须是4 的整倍数(所以不是biWidth,而是biWidth’,
表示大于或等于biWidth 的,最接近4 的整倍数。举个例子,如果biWidth=240,则
biWidth’=240;如果biWidth=241,biWidth’=244)。
如果biCompression 为BI_RGB,则该项可能为零
biXPelsPerMeter
指定目标设备的水平分辨率,单位是每米的象素个数,关于分辨率的概念,我们将在第4
章详细介绍。
biYPelsPerMeter
指定目标设备的垂直分辨率,单位同上。
biClrUsed
指定本图象实际用到的颜色数,如果该值为零,则用到的颜色数为2biBitCount。
biClrImportant
指定本图象中重要的颜色数,如果该值为零,则认为所有的颜色都是重要的。
第三部分为调色板Palette,当然,这里是对那些需要调色板的位图文件而言的。有些位
图,如真彩色图,前面已经讲过,是不需要调色板的,BITMAPINFOHEADER 后直接是位
图数据。
调色板实际上是一个数组,共有biClrUsed 个元素(如果该值为零,则有2biBitCount 个元素)。
数组中每个元素的类型是一个RGBQUAD 结构,占4 个字节,其定义如下:
typedef struct tagRGBQUAD {
BYTE rgbBlue; //该颜色的蓝色分量
BYTE rgbGreen; //该颜色的绿色分量
BYTE rgbRed; //该颜色的红色分量
BYTE rgbReserved; //保留值
} RGBQUAD;
第四部分就是实际的图象数据了。对于用到调色板的位图,图象数据就是该象素颜在调色
板中的索引值。对于真彩色图,图象数据就是实际的R、G、B 值。下面针对2 色、16
色、256 色位图和真彩色位图分别介绍。
对于2 色位图,用1 位就可以表示该象素的颜色(一般0 表示黑,1 表示白),所以一个字节
可以表示8 个象素。
对于16 色位图,用4 位可以表示一个象素的颜色,所以一个字节可以表示2 个象素。
对于256 色位图,一个字节刚好可以表示1 个象素。
对于真彩色图,三个字节才能表示1 个象素,哇,好费空间呀!没办法,谁叫你想让图的
颜色显得更亮丽呢,有得必有失嘛。
要注意两点:
(1) 每一行的字节数必须是4 的整倍数, 如果不是, 则需要补齐。这在前面介绍
biSizeImage 时已经提到了。
(2) 一般来说,.bMP 文件的数据从下到上,从左到右的。也就是说,从文件中最先读到的
是图象最下面一行的左边第一个象素,然后是左边第二个象素……接下来是倒数第二行左
边第一个象素,左边第二个象素… …依次类推,最后得到的是最上面一行的最右一个象
素。
好了,终于介绍完bmp 文件结构了,是不是觉得头有些大?别着急,对照着下面的程序,
你就会很清楚了(我最爱看源程序了,呵呵)。
[解决办法]
接分

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