如何使用C++的读取文件流读取一个24位真彩色的BMP文件到一个数组当中

Question

如题所述

Answer 1

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。

一、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
{
WORD bfType; // 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
WORD bfReserved1; // 位图文件保留字，必须为0
WORD bfReserved2; // 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; 二、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。其结构定义如下:
typedef struct tagBITMAPINFOHEADER
{
DWORD biSize; // 本结构所占用字节数
LONG biWidth; // 位图的宽度，以像素为单位
LONG biHeight; // 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
LONG biXPelsPerMeter; // 位图水平分辨率，每米像素数
LONG biYPelsPerMeter; // 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; 三、颜色表和位图信息
颜色表用于说明位图中的颜色，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; 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;四、数据读取和颜色分离
Bmp文件有个重要特性，那就是对于数据区域而言，每行的数据它必须凑满4字节，如果没有满，则用冗余的数据来补齐。这个特性直接影响到我们读取位图数据的方法，因为在我们看来（x,y）的数据应该在 y*width+x这样的位置上 但是因为会有冗余信息 那么必须将width用width＋该行的冗余量来处理，而由于位图文件有不同的位数，所以这样的计算也不尽相同。

1位：
for(int i=0; i<height; i++)
for(int j=0; j<width; j=j+8)
{
int k=7;
while(k>=0)
{
color[i][k+j]=buffer[n]%2;
buffer[n]=buffer[n]/2;
k--;
}
n++;
}4位： int pitch;
if(width%8==0)
pitch=width;
else
pitch=width+8-width%8; for(int i=0; i<height; i++)
for(int j=0; j<width; j++)
{
int index;
if(j%2==0)
index = buffer[(i*pitch+j)/2]/16;
if(j%2==1)
index = buffer[(i*pitch+j)/2]%16; UCHAR r=quad[index].rgbRed;
UCHAR g=quad[index].rgbGreen;
UCHAR b=quad[index].rgbBlue;
8位： int pitch;
if(width%4==0)
{
pitch=width;
}
else
{
pitch=width+4-width%4;
}
index=buffer[y*pitch+x]; //因为8位位图的数据区域存放的是调色板索引值，所以只需读取这个index

颜色分离：
UCHAR r=quad[index].rgbRed;
UCHAR g=quad[index].rgbGreen;
UCHAR b=quad[index].rgbBlue;

16位：
int pitch=width+width%2;
buffer[(y*pitch+x)*2]
buffer[(y*pitch+x)*2＋1]
两个UCHAR内，存放的是(x,y)处的颜色信息
颜色分离：
1.若bitmapinfoheader中的biCompression为BI_RGB时，为555格式，分离代码如下：
UCHAR b=buffer[(i*pitch+j)*2]&0x1F;
UCHAR g=(((buffer[(i*pitch+j)*2+1]<<6)&0xFF)>>3)+(buffer[(i*pitch+j)*2]>>5);
UCHAR r=(buffer[(i*pitch+j)*2+1]<<1)>>3;

2.若bitmapinfoheader中的biCompression为BI_BITFIELDS时，在位图数据区域前存在一个RGB掩码的描述 是3个DWORD值，
我们只需要读取其中的R或者G的掩码，来判断是那种格式。 以红色掩码为例 0111110000000000的时候就是555格式
1111100000000000就是565格式。 565格式分离代码如下：
UCHAR b=buffer[(i*pitch+j)*2]&0x1F;
UCHAR g=(((buffer[(i*pitch+j)*2+1]<<5)&0xFF)>>2)+(buffer[(i*pitch+j)*2]>>5);
UCHAR r=buffer[(i*pitch+j)*2+1]>>3;

24位：
int pitch=width%4;
buffer[(y*width+x)*3+y*pitch];
buffer[(y*width+x)*3+y*pitch+1];
buffer[(y*width+x)*3+y*pitch+2];

颜色分离：
UCHAR b=buffer[(i*width+j)*3+realPitch];
UCHAR g=buffer[(i*width+j)*3+1+realPitch];
UCHAR r=buffer[(i*width+j)*3+2+realPitch];32位：
由于一个象素就是4字节 所以无需补齐

颜色分离：
UCHAR b=buffer[(i*width+j)*4];
UCHAR g=buffer[(i*width+j)*4+1];
UCHAR r=buffer[(i*width+j)*4+2];