Национальная библиотека им. Н. Э. Баумана
Bauman National Library

Персональные инструменты

BMP (Bitmap Picture)

BMP (англ. BitMap Picture ) — аппаратно-независимое побитовое изображение Windows — поддерживается любыми Windows-совместимыми программами. Структура файла BMP используется Windows для хранения растровых изображений. Например, в этом формате хранятся рисунки фона, пиктограммы и другие растровые изображения Windows. Формат сводит к минимуму вероятность ошибок или неправильной интерпретации растровых данных.

Основным недостатком данного формата является то, что только версии формата с 4- и 8-битовым цветом поддаются сжатию. Следовательно, 24-битовые файлы BMP будут очень большими. Кроме того, применение файлов BMP ограничено платформами Windows и OS/2. Все это делает невозможным применение данного формата в Сети. В то же время этот формат используется при создании графических файлов в графических редакторах и при сканировании изображений. В связи с этим знание особенностей этого формата графических файлов разработчику веб-страниц целесообразно.

Каждый файл BMP содержит заголовок файла, заголовок изображения, растровые данные и карту цветов (кроме изображения 24-битным цветом).

Заголовок файла ВМР содержит информацию о типе и размере файла, а также о расположении в нем данных. После заголовка файла следует структура, задающая информацию о размере, цвете и сжатии изображения.

Сжатие. Поле biCompression в BITMAPINFO определяет, какой тип сжатия используется в файле. Если значение поля равно BI_RGB, то рисунок не сжимается. Если же значение поля равно BI_RLE4 или BI_RLE8, то рисунок использует метод сжатия групповым кодированием для изображений, соответственно, с 4-бит/пиксель или 8 бит/пиксель.

Карта цветов. Значение поля biCirUsed определяет, будут ли использоваться растровым рисунком индексированные цвета. Если рисунок состоит из 1-, 4-, 8-битовых пикселей, то должна использоваться карта цветов. Если значение поля biCirUsed равно нулю, то применяется либо полная карта, либо 24-битовый цвет. Если поле не равно нулю, то его значение равно действительному количеству цветов, которые будут доступны программе-генератору графики или драйверам устройств. Поле biClrimportant определяет, сколько цветов в индексированной карте считаются важными для изображения рисунка. Если его значение равно нулю, то важными будут все цвета.

Растровые данные. За картой цветов следуют растровые данные. Они хранятся в виде 1-, 4-, или 8-битовых индексов карты цветов или в виде буквенных 24-битовых данных системы RGB. Пиксели в растре записываются, начиная с нижнего левого угла изображения, и читаются слева направо и снизу вверх.

Windows Bitmap

BMP (от англ. растровых изображений. Изначально формат мог хранить только аппаратно-зависимые растры (англ. Device Dependent Bitmap, DDB ), но с развитием технологий отображения графических данных формат BMP стал преимущественно хранить аппаратно-независимые растры (англ. Device Independent Bitmap, DIB ).

С форматом BMP работает огромное количество программ, так как его поддержка интегрирована в операционные системы Windows и OS/2. Файлы формата BMP могут иметь расширения .bmp, .dib и .rle. Кроме того, данные этого формата включаются в двоичные файлы ресурсов RES и в PE-файлы.

Глубина цвета в данном формате может быть от 1 до 48 бит на пиксель, максимальные размеры изображения 65535×65535 пикселей.

В формате BMP есть поддержка сжатия по алгоритму RLE, однако теперь существуют форматы с более сильным сжатием, и из-за большого объёма BMP редко используется в Интернете, где для сжатия без потерь используются PNG и более старый portable anymap. Для сохранения промежуточных версий растровых изображений редакторы иногда используют собственный формат — например, XCF у Adobe Photoshop.

Читайте также:  Windows видит андроид через wifi

Содержание

Обзор структуры файла

BMP-файл состоит из четырёх частей:

1. Заголовок файла (BITMAPFILEHEADER)
2. Заголовок изображения (BITMAPINFOHEADER, может отсутствовать). BITMAPV4HEADER (Win95, NT4.0) BITMAPV5HEADER (Win98/Me, 2000/XP)
3. Палитра (может отсутствовать)
4. Само изображение

Смещение Длина поля Описание поля (что тут находится)

Заголовок файла Смещение Длина поля Описание поля (что тут находится

0 2 Код 4D42h — Буквы ‘BM’ 2 4 Размер файла в байтах 6 2 0 (Резервное поле) 8 2 0 (Резервное поле) 10 4 Смещение, с которого начинается само изображение (растр).

14 4 Размер заголовка BITMAP (в байтах) равно 40 18 4 Ширина изображения в пикселях 22 4 Высота изображения в пикселях 26 2 Число плоскостей, должно быть 1 28 2 Бит/пиксел: 1, 4, 8 или 24 30 4 Тип сжатия 34 4 0 или размер сжатого изображения в байтах. 38 4 Горизонтальное разрешение, пиксел/м 42 4 Вертикальное разрешение, пиксел/м 46 4 Количество используемых цветов 50 4 Количество «важных» цветов. Палитра (Карта цветов для N цветов), если используется 54 4*N Палитра

BITMAPFILEHEADER

Эта структура содержит информацию о типе, размере и представлении данных в файле.

Тип «WORD» должен иметь размер 16 бит, типы «DWORD» и «LONG» — 32 бита, порядок байтов подразумевается little endian.

• bfType — тип файла, BM.
• bfSize — размер файла в байтах.
• bfReserved1 — зарезервировано, содержит ноль.
• bfReserved2 — содержит ноль или может содержать абсолютное смещение от начала файла до данных; считается как размер BITMAPFILEHEADER плюс размер палитры (если есть) [1]
• bfOffBits — содержит смещение в байтах от начала структуры BITMAPFILEHEADER до непосредственно битов изображения.

После заголовка файла

BITMAPINFOHEADER [2]

• biSize — размер структуры в байтах.
• biWidth — ширина изображения в пикселях. Для Win98/Me и Win2000/XP: если поле biCompression содержит BI_JPEG или BI_PNG, здесь указана ширина распакованного изображения.
• biHeight — высота изображения в пикселях. Если содержит положительное значение — изображение записано в порядке снизу вверх, нулевой пиксель в нижнем левом углу. Если значение отрицательное — изображение записано сверху вниз, нулевой пиксель в верхнем левом углу изображения. Поле biCompression должно содержать значение BI_RGB или BI_BITFIELDS. Такое изображение не может быть сжато.

• biPlanes — содержит единицу.
• biBitCount — указывает количество бит на пиксель. Может принимать следующие значения:

0 — имеет смысл для Win98/Me/2000/XP/. Число бит на пиксель определяет формат JPEG или PNG. 1 — изображение монохромное. Член bmiColors структуры BITMAPINFO содержит два элемента. Каждый бит изображения представляет один пиксель; если бит равен нулю — пиксель имеет цвет первого элемента таблицы bmiColors, иначе — цвет второго. 4 — шестнадцатицветное изображение. Пиксели определяются 4-х битными индексами, каждый байт изображения содержит информацию о двух пикселях — старшие 4 бита для первого, оставшиеся — для второго. 8 — в палитре содержится до 256 цветов, каждый байт изображения хранит индекс в палитре для одного пикселя. 16 — если поле biCompression содержит значение BI_RGB, файл не содержит палитры. Каждые два байта изображения хранят интенсивность красной, зелёной и синей компоненты одного пикселя. При этом старший бит не используется, на каждую компоненту отведено 5 бит: 0RRRRRGGGGGBBBBB. Если поле biCompression содержит значение BI_BITFIELDS, палитра хранит три двухбайтных значения, определяющих маску для каждой из трёх компонент цвета. Каждый пиксель изображения представлен двухбайтным значением, из которого с помощью масок извлекаются цветовые компоненты. Для WinNT/2000/XP — последовательности бит каждой компоненты должны следовать непрерывно, не перекрываясь и не пересекаясь с последовательностями других компонент. Для Win95/98/Me — поддерживаются только следующие маски: 5-5-5, где маска синей компоненты 0х001F, зелёной 0x03E0, красной 0x7C00; и 5-6-5, где маска синей компоненты 0x001F, зелёной 0x07E0, красной 0xF800. 24 — палитра не используется, каждая тройка байт изображения представляет один пиксель, по байту для интенсивности синего, зелёного и красного канала соответственно. 32 — Если поле biCompression содержит значение BI_RGB, изображение не содержит палитры. Каждые четыре байта изображения представляют один пиксель, по байту для интенсивности синего, зелёного и красного канала соответственно. Старший байт каждой четвёрки не используется. Если поле biCompression содержит значение BI_BITFIELDS, в палитре хранятся три четырёхбайтных цветовых маски — для красной, зелёной и синей компоненты. Каждый пиксель изображения представлен четырьмя байтами. WinNT/2000: маски компонент не должны перекрываться или пересекаться. Windows 95/98/Me: система поддерживает только один режим сжатия, полностью аналогичный режиму без компрессии BI_RGB — старший байт каждой четвёрки не используется, следующие три отведены для синего, зелёного и красного канала соответственно.

• biCompression — указывает тип сжатия для сжатых изображений:

Значение	Идентификатор	Компрессия
0	BI_RGB	несжатое изображение
1	BI_RLE8	сжатие RLE для 8-битных изображений
2	BI_RLE4	сжатие RLE для 4-битных изображений
3	BI_BITFIELDS	изображение не сжато, палитра содержит три 4-байтные маски для красной, зелёной и синей компонент цвета. Используется для 16- и 32-битных изображений
4	BI_JPEG	Win98/Me/2000/XP: PNG-сжатие

• biSizeImage — Указывает размер изображения в байтах. Может содержать ноль для BI_RGB-изображений. Win98/Me/2000/XP: если biCompression содержит BI_JPEG или BI_PNG, biSizeImage указывает размер BI_JPEG или BI_PNG буфера изображения.
• biXPelsPerMeter — указывает горизонтальное разрешение в пикселях на метр для целевого устройства. Приложение может использовать это значение для выбора из группы ресурсов изображения, наиболее подходящего для текущего устройства.
• biYPelsPerMeter — указывает вертикальное разрешение в пикселях на метр для целевого устройства.
• biClrUsed — указывает количество используемых цветовых индексов в палитре. Если значение равно нулю — изображение использует максимально доступное количество индексов, в соответствии со значением biBitCount и методом сжатия, указанным в biCompression.

Если содержит ненулевое значение и biBitCount меньше 16, biClrUsed указывает количество цветов, к которым будет обращаться драйвер устройства или приложение. Если biBitCount больше или равен 16, biClrUsed указывает размер палитры, используемой для оптимизации работы системных палитр. Если biBitCount равен 16 или 32, оптимальная палитра следует сразу после трёх четырёхбайтных маск. В упакованном изображении массив пикселей следует сразу после структуры BITMAPINFO, biClrUsed должен содержать ноль, либо реальный размер палитры.

• biClrImportant — указывает количество индексов, необходимых для отображения изображения. Если содержит ноль — все индексы одинаково важны.

Примечания: Структура BITMAPINFO объединяет BITMAPINFOHEADER и палитру, предоставляя полное описание размеров и цветов изображения.

Чтобы найти палитру в структуре BITMAPINFO, приложение должно использовать информацию, хранимую в biSize, следующим образом:

BITMAPV4HEADER [3]

Поля от начала структуры и до bV4ClrImportant включительно имеют то же назначение, что и соответствующие поля структуры BITMAPINFOHEADER.

• bV4RedMask — цветовая маска красной компоненты каждого пикселя, используется только если bV4Compression содержит значение BI_BITFIELDS.
• bV4GreenMask — цветовая маска зелёной компоненты каждого пикселя, используется только если bV4Compression содержит значение BI_BITFIELDS.
• bV4BlueMask — цветовая маска синей компоненты каждого пикселя, используется только если bV4Compression содержит значение BI_BITFIELDS.
• bV4AlphaMask — маска, определяющая компоненту альфа канала.
• bV4CSType — определяет цветовое пространство изображения.
• bV4Endpoints — структура LOGCOLORSPACE, указывающая x, y и z координаты трёх цветов, которые соответствуют конечным точкам(endpoints) цветового пространства, определённого для изоражения. Это поле игнорируется, если bV4CSType не содержит значения LCS_CALIBRATED_RGB.
• bV4GammaRed — кривая тона красной компоненты. Игнорируется, если bV4CSType не содержит значения LCS_CALIBRATED_RGB. Указывается в формате 16^16.
• bV4GammaGreen — кривая тона зелёной компоненты. Игнорируется, если bV4CSType не содержит значения LCS_CALIBRATED_RGB.
• bV4GammaBlue — кривая тона синей компоненты. Игнорируется, если bV4CSType не содержит значения LCS_CALIBRATED_RGB.

BITMAPV5HEADER [4]

Для полей от начала структуры и до bV5GammaBlue включительно будут описаны только отличия от предыдущих версий — BITMAPINFOHEADER и BITMAPV4HEADER.

• bV5CSType — определяет цветовое пространство изображения, может принимать следующие значения:

LCS_CALIBRATED_RGB LCS_sRGB LCS_WINDOWS_COLOR_SPACE PROFILE_LINKED PROFILE_EMBEDDED

• bV5Intent — может принимать следующие значения:

LCS_GM_ABS_COLORIMETRIC LCS_GM_BUSINESS LCS_GM_GRAPHICS LCS_GM_IMAGES

• bV5ProfileData — смещение в байтах от начала структуры к началу данных профиля (имя файла профиля, строка состоящая исключительно из символов кодовой таблицы 1252 и заканчивающаяся нулевым байтом). Игнорируется, если bV5CSType содержит значение, отличное от PROFILE_LINKED и PROFILE_EMBEDDED.
• bV5ProfileSize — размер данных профиля в байтах.
• bV5Reserved — зарезервировано. Содержит ноль.

Палитра

Палитра может содержать последовательность четырёхбайтовых полей по числу доступных цветов (256 для 8-битного изображения). Три младшие байта каждого поля определяют интенсивность красной, зелёной и синей компоненты цвета, старший байт не используется. Каждый пиксель изображения описан в таком случае одним байтом, содержащим номер поля палитры, в котором сохранен цвет этого пикселя.

Если пиксель изображения описывается 16-битным числом, палитра может хранить три двухбайтных значения, каждое из которых пределяет маску для извлечения из 16-битного пикселя красной, зелёной и синей компонент цвета.

Файл BMP может не содержать палитры, если в нём хранится несжатое полноцветное изображение.

Данные изображения

Последовательность пикселей, записанных в том или ином виде. Пиксели хранятся построчно, снизу вверх. Каждая строка изображения дополняется нулями до длины, кратной четырём байтам.

В bmp файлах с глубиной цвета 24 бита, байты цвета каждого пиксела хранятся в порядке BGR (Blue,Green,Red)

B bmp файлах с глубиной цвета 32 бита, байты цвета каждого пиксела хранятся в порядке BGRA (Blue,Green,Red,Alpha)

Битность изображения

В зависимости от количества представляемых цветов, на каждую точку отводится от 1 до 48 битов:

• 1 бит — монохромное изображение (два цвета).
• 2 бита — 4 возможных цвета (режимы работы EGA).
• 8 бит (1 байт) — 256 цветов, последний из режимов, поддерживавших индексированные цвета (см. ниже).
• 16 бит (2 байта) — режим HiColor, 65536 возможных оттенков.
• 24 бита (3 байта) — выравнивание данных по границе слова имеет значение), вместо него часто используют 32-битное изображение. В режиме TrueColor на каждый из трёх каналов (в режиме 16777216.
• 32 бита (4 байта) — этот режим практически аналогичен TrueColor, четвёртый байт обычно не используется, или в нём располагается альфа-канал (прозрачность).
• 48 бит (6 байт) — редко используемый формат с повышенной точностью передачи цвета, поддерживается относительно малым количеством программ и оборудования.

Индексированные цвета

При количестве бит от 1 до 8 на каждый пиксел может использоваться специальный режим индексированных цветов. В этом случае число, соответствующее каждому пикселу указывает не на цвет, а на номер цвета в палитре. Благодаря использованию палитры имеется возможность адаптировать изображение к цветам, присутствующим на изображении. В таком случае изображение ограниченно не заданными цветами, а максимальным количеством одновременно используемых цветов…