一、概述
bmp
是英文Bitmap（位图）的简写，它是Windows操作系统中的标准图像文件格式，随着windows的流行，
bmp
位图格式被广泛应用。
位图按照是否与设备相关分类可以分为：设备相关位图DDB(device-dependent bitmap）、设备无关位图DIB(device-independent bitmap）。
按照像素深度分类可以分为：
1bit
位图(2色)、
4bit
位图(16色)、
8bit
位图(256色)、
16bit
位图(65536色-高彩色)、
24bit
位图(1670万色-真彩色)、
32bit
位图(1670万色-增强型真彩色)。
二、.bmp格式文件详解
.bmp
位图文件由四个部分组成：
- 位图文件头（bitmap-file header）
- 位图信息头（bitmap-information header）
- 调色板（color table）
- 位图数据（图像数据，Data Bits 或Data Body)阵列
下面对文件结构的这几个部分进行详细的介绍。
本节举例说明的位图是100*100的4bit位图，在windows查看其属性如下：
2.1 位图文件头
Windows BMP位图文件头共14个字节，包含了文件类型标志、文件大小等信息，定义的结构体也比较，详细说明如下：
- 结构体：
typedefstructBITMAPFILEHEADER/* size: 40 */{unsignedshort bfType;// 文件的类型，该值必需是0x4D42，也就是字符'BM'。unsignedlong bfSize;// 位图文件的大小，用字节为单位unsignedshort bfReserved1;// 保留，必须设置为0unsignedshort bfReserved2;// 保留，必须设置为0unsignedlong bfOffBits;// 位图数据距离文件开头偏移量，用字节为单位} BITMAPFILEHEADER;
- 结构体字段详细说明：
2.2 位图信息头
Windows BMP位图信息头共40个字节，包含了文件类型标志、文件大小等信息，定义的结构体也比较，详细说明如下：
- 结构体
typedefstructWINBMPINFOHEADER/* size: 40 */{unsignedlong biSize;// BITMAPINFOHEADER结构所需要的字数unsignedlong biWidth;// 图像宽度，单位为像素unsignedlong biHeight;// 图像高度，单位为像素，负数，则说明图像是正向的unsignedshort biPlanes;// 为目标设备说明位面数，其值将总是被设为1unsignedshort biBitCount;// 一个像素占用的bit位，值位1、4、8、16、24、32unsignedlong biCompression;// 压缩类型unsignedlong biSizeImage;// 位图数据的大小，以字节为单位unsignedlong biXPelsPerMeter;// 水平分辨率，单位 像素/米unsignedlong biYPelsPerMeter;// 垂直分辨率，单位 像素/米unsignedlong biClrUsed;// unsignedlong biClrImportant;// } WINBMPINFOHEADER;
- 结构体字段详细说明：
2.3 调色板
调色板
是为了让一些颜色深度比较小(
1bit、4bit、8bit
)的位图可以表示颜色而设置的。
调色板
存储颜色，后面的
位图数据
存储颜色索引，这样
调色板+位图数据
就可以表示颜色了。需要注意的是，
16bit
、
24bit
、
32bit
的位图一般没有调色板，因为从
16bit
开始就直接使用位图数据表示颜色了。
调色板可以理解为一个颜色数组，数组的每个元素就是一个4字节的argb值，数组大小由位图的颜色深度决定：
1bit
位图的调色板有2个颜色（2x4=8字节）、
4bit
位图的调色板有16个颜色（16x4=64字节）、
8bit
位图的调色板有256个颜色（256x4=1024字节），整个调色板大小就是对应的颜色个数乘以4。
调色板数据大小 = 位图文件头的bfOffBits数值 - 位图文件头大小 - 位图信息头大小；
- 位图文件举例
上图红色框内的数据是4bit位图的调色板，总共有16个颜色：0x00000000、0x00111111、0x00222222、0x00333333、0x00444444、0x00555555、0x00666666、0x00777777、0x00888888、0x00999999、0x00aaaaaa、0x00bbbbbb、0x00cccccc、0x00dddddd、0x00eeeeee、0x00ffffff；数据大小等于0x76-54个字节。下面看一下1bit的位图数据：
上图红色框内的数据1bit的调色板，总共有2个颜色：0x00ffffff、0x00000000，数据大小等于0x3e-54个字节。
2.4 位图数据
位图数据分两种情况，如果带调色板，则
位图数据
存放的是
调色板的颜色索引
，如果不带调色板，则
位图数据
存放实际的
argb值
。另外，由于Windows默认的扫描的最小单位是4字节，BMP图像顺应了这个要求，要求每行的数据的长度必须是4的倍数，如果不够需要进行比特填充，填充的值有可能是乱码。
下图是
4bit
带调色板位图数据，每4个
bit
表示一个颜色索引，这里每
4bit
的值都是
f
，表示用调色板的第15个颜色来填充每个像素。另外，可以看到最下面一行有两个字节数值是
0x22
，这就是4对齐补充的第51、52字节。
三、位图的其他知识
3.1 压缩的位图
压缩的位图是指
位图数据
进行过压缩的位图，其压缩类型存储在
位图信息头
的
biCompression
字段，下面简单介绍一下是怎样压缩位图数据的。
BI_RGB
：不压缩
BI_REL8
：采用
8比特游程编码
压缩位图数据
BI_REL4
：采用
4比特游程编码
压缩位图数据
3.1.1 游程编码
游程编码，也叫行程编码，英文名称是：
Run Length Encoding
，简称
RLE
。
其编码原理是：将数据中连续出现
n
次的数据
a
，使用
na
来表示。
举例：
如果有下面一段数据，由
5个1，4个2，7个3
组成,
1111122223333333
使用游程编码表示为
514273
，51表示5个1，42表示4个2，73表示7个3
这样就把16个数字压缩成6个数字了。
3.1.2 位图游程编码
位图游程编码主要有两种：针对
4bit
位图的
BI_REL4
，针对
8bit
位图的
BI_REL8
。
位图游程编码的编码方式：
1、每两个字节组成一个信息单元；
2、如果第一个字节大于0，则表示相连的像素的个数；第二个字节表示这些像素的值（调色板的索引）。
3、如果第二个字节等于0，则第二个字节可能有三种取值：
0、1、2
3.1、第二个字节值为
0
，表示行结束
3.2、第二个字节值为
1
，表示位图结束
3.3、第二个字节值为
2
，表示像素位置增量，之后的一个信息单元(2字节)指明了下个像素相对于当前像素的增量。
举例：下图是100x100的
BI_REL4
压缩的4bit位图数据，图中红色框的两个0x64表示宽高都为
100
，第0x1e位的4个字节为0x2，表示压缩方式为
BI_REL4
。
从0x76(图中蓝色框)开始是位图数据，第一个字节是
0
，第二个字节是
2
，表示位置增量；第三个字节为
a
(十进制为 10)，表示下个像素是在当前像素的10个像素之后；第四个字节0没有任意含义，可能是为了对齐。
从0x7a(图中紫色框)开始的
0x0aff
是一个信息单元，第一个字节表示0x0a(十进制为 10)的连续的像素，第二个字节表示这10个像素的值都为
f
。
接下去的一个信息单元
0xa0
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