DIB文件格式

DIB文件格式

　　DIB作为一种文件格式，它的扩展名为.BMP，在极少数的情况下为.DIB。Windows使用的位图图像被当作DIB文件创建，并作为只读资源存储在程序的可执行文件中。
　　程序能将DIB文件减去前14个字节加载到连续的内存块中形成“紧缩DIB(packed-DIB)格式的位图”。程序可以使用紧缩DIB格式，通过Windows剪帖板来交换图像或创建画刷，也或完全访问DIB的内容，并以任意方式修改DIB。

一、OS/2风格的DIB

DIB文件有4个主要的部分：
　　文件头、信息头、RGB色彩表（不一定有）和位图像素位。
　　前两部分保看成是一种C的数据结构，第三部分是数据结构的数组。
　　对内存中紧缩的DIB格式只有3个部分，就是缺少文件头。
　　DIB文件以14个字节的BITMAPFILEHEADER结构的文件头开始，指出了文件的类型、文件大小及像素位的偏移量；此后是12个字节的BITMAPCOREHEADER结构，指出了DIB的大小及每像素的位数。
　　BITMAPCOREHEADER结构中的bcBitCount字段一般为1、4、8或24，分别对应2色、16色、256色和全色的DIB。对于前三种BITMAPCOREHEADER后紧跟色彩表，对24位DIB，则无色彩表。
　　色彩表是一个RGBTRIPLE结构（此结构每个为3字节大小）的数组，数组中的每个元素代表图像中的每种颜色(指这种图像由多少种颜色来描述，如8位图就有256种颜色，这256种颜色就由这个数组的各个元素来指定，这个数组的大小就是256)。

二、从下向上

　　DIB中的像素位是按水平行组织的，常称“扫描线”。行数为BITMAPCOREHEADER结构中的bcHeight字段。但DIB从图像的底行开始，从下往上扫过图像。
　　所以，在DIB中，图像的底行是文件的第一行，图像的顶行是文件的最后一行。这个文件的第一行指的是DIB文件的色彩表后的位图像素位的第一个像素行，最后一行是位图像素位的最后一行。

三、DIB像素位

　　DIB文件的最后部分由实际的DIB的像素位组成。像素位是由从图像的底行开始，并沿着图像向上增长的水平行组织的。DIB中的行数为BITMAPCOREHEADER结构的bcHeight字段，每行的像素数为该结构的bcWidth字段。每行从最左边的像素数开始，直到图像的右边。每个像素的位数可以从bcBitCount字段获取，为1、4、8或24。　

• 1位DIB：每字节为8像素，最左边的像素是第一个字节的最高位，色彩表中有2项。

• 4位DIB：每字节为2像素，最左边的像素是第一个字节的高4位，色彩表中有16项。

• 8位DIB：每字节为1像素，色彩表中有256项。

• 24位DIB：每3字节表示1个像素，每个字节代表红、绿和蓝的颜色值，就可以描述三种颜色的256个值，所以这个DIB无色彩表。

四、扩展的Windows DIB

　　这种DIB格式与前面的格式一样，以BITMAPFILEHEADER结构开始，但是接着是40字节的BITMAPINFOHEADER结构，而不是12字节的BITMAPCOREHEADER结构。另一个变化是：对于使用BITMAPINFOHEADER结构的1位、4位和8位DIB，色彩表不是RGBTRIPLE结构的数组，而是4字节的RGBQUAD结构的数组。
　BITMAPINFOHEADER结构的biClrUsed是非常重要的字段，它影响色彩表中条目的数量，对于4位和8位的DIB，它能分别指出色彩表的条目数小于16或256个；对于16位、24位或32位DIB也可以为非0，在这种情况下Windows不使用色彩表来解释像素位，但它指出DIB中色彩表的大小，程序使用该信息来设置调色板在256显示器上显示DIB。

　　总结如下：

• 对于1位DIB，biClrUsed始终是0或2。色彩表始终有2个条目。
• 对于4位DIB，如果biClrUsed是0或16，则色彩表有16个条目，如果是从2到15的数，则指的是色彩表中的条目数。每个像素值的最大值比该数小1。
• 对于8位DIB，如果biClrUsed是0或256，则色彩表有256个条目，如果是从2到255的数，则指的是色彩表中的条目数。每个像素值的最大值比该数小1。
• 对于16位、24位或32位DIB，biClrUsed通常为0。如果不为0，则指的是色彩表中的条目数。运行于256色视频适配器的应用程序使用这些条目来为DIB设置调色板。

　　由上可知，对于1、4、8和24位的DIB，像素位的组织与OS/2兼容的DIB是相同的，但在后来的DIB中，24位DIB可以有色彩表了。

五、8位灰度DIB

　　8位DIB分为两类：灰度DIB和混色DIB。
　　若某些灰度DIB中有一个等于64的biClrUsed字段，则指出了色彩表中有64个条目，这些条目通常以上升的灰度级排列，也就是说色彩表中红绿蓝值相等时，这时若为8位，则其具有整个灰度组成的色彩表，这时，像素值自身就代表了灰色的程度(但不是说像素值与实际的RGB值相等)，所以进行某些图像处理时，仅需处理像素值就可以了。

六、DIB压缩

　　BITMAPINFOHEADER结构的biCompression字段可以为4个常量之一，它们是：BI_RGB、BI_RLE8、BI_RLE4或BI_BIFIELDS，在WINGDI.H头文件中有定义，值分别为0，1，2，3。此字段有两个用途：对于4位和8位DIB，指出像素位用一种行程编码方式压缩了；对于16位和32位DIB，指出颜色掩蔽是否用于对像素位进行编码。

1、  行程编码(run-length: RLE压缩)：对4位和8位

　　对于1位和24位DIB，biCompression字段始终是BI_RGB；对于4位和8位DIB，此字段是BI_RGB，像素位存储方式和前面的DIB一样，若是BI_RLE4或BI_RLE8，则使用行程编码。
　　行程编码是根据DIB映像在一行内经常有相同的像素串这个事实进行压缩的。
　　8位DIB的RLE：解码时，成对查看DIB数据字节。

1. 如果第一个字节非0，则它就是行程的重复因子，随后的像素值被重复多次。如，对0x05 0x27，解码后为0x27 0x27 0x27 0x27 0x27

2. 如果第二字节为n=0x03-0xFF中的一个，则说明要使用接下来的n个像素值。如，序列0x00 0x06 0x45 0x32 0x77 0x34 0x59 0x90,则解码后为0x45 0x32 0x77 0x34 0x59 0x90。由于总是两字节地检查，所以这此序列总是以2字节边界排列，所以若第二字节为奇数，则序列内就有一个未用的多余字节，如，0x00 0x05 0x45 0x32 0x77 0x34 0x59 0x00，则解码后为0x45 0x32 0x77 0x34 0x59

3. 若2字节为00 02,则后面的2字节分别为dx和dy指出了在现有的(x,y)[这对数字在开始时为(0,0)，在解码时，每对一个像素解码，x的值加1，每完成一行就将x置0，y加1]这个解码位置上移到(x+dx,y+dy)上。

4. 若2字节为00 01和00 00，分别说明图像结束和行结束。

　　对于4位DIB的RLE编码方法相同，但字节和像素之间不是一对一的关系，如，序列0x07 0x35 0x05 0x24,则解码为0x35 0x35 0x35 0x32 0x42 0x42

2、  颜色掩蔽(color masking) ：对16位和32位DIB

　　在biCompression字段为BI_RGB时：
　　16位DIB编码方式：红、绿、蓝三种颜色各使用5位，对于行内的第一个像素，蓝色值是第1字节的最低5位。绿色值在第一和第二字节中都有位：绿色值的两个最高位是第二个字节中的两个最低位，绿色值的3个最低位是第一个字节的3个最高位。红色值是第二个字节中的2到6位。第二个字节的最高位是0。之所以要这样安排，是因为在以16位字访问像素值时，应先取低字节，在取完二个字节后形成的像素值以红、绿、蓝排列。
　　32位DIB编码方式：由于每个字节是4字节，所以前三个字节为红、绿、蓝，最后字节为0。
　　在biCompression字段为BI_BITFIELDS时：紧跟DIB的BITMAPINFOHEADER结构的是三个32位颜色掩码，分别用于红、绿、蓝。然后用C的按位与操作符(&)把这些掩码应用于16位或32位的像素值上。

七、打开和显示

　　两个函数：SetDIBitsToDevice和StretchDIBits
　　它们都使用存储在内存中的DIB，并能显示整个DIB或它的矩形部分。当使用SetDIBitsToDevice时，以像素为单位显示的图像大小与DIB的像素大小相同。StretchDIBits则能缩放DIB尺寸的行和列，从而在输出设备上显示一个特定的大小。

1、两个函数的需要

　　DIB文件能被加载到内存中。如果除了文件头外，整个文件被存储在连续的内存块中，那么指向该块开始的指针被称作指向紧缩DIB的指针。
　　SetDIBitsToDevice和StretchDIBits函数需要的信息包括一个指向DIB的BITMAPINFO结构的指针，也即指向紧缩DIB的指针，还有就是一个指向像素位的指针。之所以要两个指针，是因为这两部分在内存的两个块中。除了这两个指针，还需要DIB的像素高度和宽度。

2、像素到像素：SetDIBitsToDevice函数

　　此函数显示DIB，并不对其进行拉伸或缩放。DIB的每个像素映射到输出设备的一个像素上。要调用SetDIBitsToDevice函数来显示整个DIB图像，需要下列信息：

• hdc　目标表面的设备描述表句柄；

• xDst和yDst　图像左上角的目标坐标；

• cxDib和cyDib　DIB的像素宽度和高度，cyDib是BITMAPINFOHEADER结构内biHeight字段的绝对值；

• pInfo和pBits　指向位图信息部分和像素位的指针。

　　3、DIB的颠倒：从下向上的DIB的原点是位图图像的左下角，它是位图数据的第一行的第一个像素。从上向下的DIB的原点也是位图图像的左上角，但左下角是位图数据的最后一行的第一个像素。

　　4、按需放大：StretchDIBits函数