BMP位图文件结构及平滑缩放

西安交通大学流体机械研究所
张义云

　　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。

一、BMP文件结构

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。
BMP文件头
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:
typedef struct tagBITMAPFILEHEADER
{
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
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;


3. 位图信息头


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
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),
// 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
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
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
} 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:
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)
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:
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:
typedef struct tagBITMAPINFO {
BITMAPINFOHEADER bmiHeader; // 位图信息头
RGBQUAD bmiColors[1]; // 颜色表
} BITMAPINFO;


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,扫描行之间是从下到上。位图的一个像素值所占的字节数:
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;
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;
// 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):
DataSize= DataSizePerLine* biHeight;


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
　　GlobalAlloc(GHND，FileLength);

2. 位图文件读入所申请内存空间中
　　 LoadFileToMemory( mpBitsSrc，mFileName);

3. 在OnPaint等函数中用创建显示用位图
　　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

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。

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. 申请内存空间用于存放位图文件
　　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

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

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)
BITMAPINFOHEADER *mpBitmapInfo; // 位图信息头

2. 在CViewBimap类构造函数中添加打开视频函数
　　m_hDrawDib= DrawDibOpen();

3. 在CViewBimap类析构函数中添加关闭视频函数

if( m_hDrawDib != NULL)
{
DrawDibClose( m_hDrawDib);
m_hDrawDib = NULL;
}

4. 在CViewBimap类图形显示函数OnPaint中添加GraphicDraw()
voidCViewBitmap::OnPaint()
{
CPaintDC dc(this); // device context for painting
GraphicDraw( );
}

voidCViewBitmap::GraphicDraw( void )
{
CClientDC dc(this); // device context for painting
BITMAPFILEHEADER *pBitmapFileHeader;
ULONG bfoffBits= 0;
CPoint Wid;

// 图形文件名有效 (=0 BMP)
if( mBitmapFileType < ID_BITMAP_BMP ) return;

// 图形文件名有效 (=0 BMP)
// 准备显示真彩位图
pBitmapFileHeader= (BITMAPFILEHEADER *) mpBitsSrc;
bfoffBits= pBitmapFileHeader->bfOffBits;

// 使用普通函数显示位图

if( m_hDrawDib == NULL

关键词：BMP位图文件结构及平滑缩放