C语言读写bmp位图文件

bitmap格式图片是未经压缩的，一般24bit位图(即一个像素点以24个二进制位表示)。

分别用8个二进制位表示R/G/B三种颜色，这样一共可以表示256*256*256=16777216种颜色。

8bit的位图则为黑白图像，32bit位图除16777216种颜色外还有8个bit表示光栅(有待具体研究)。

BMP图像文件被分成4个部分：位图文件头（Bitmap File Header）、位图信息头（Bitmap Info Header）、颜色表（Color Map）和位图数据（即图像数据，Data Bits或Data Body）。

第1部分为位图文件头BITMAPFILEHEADER，是一个结构体类型，该结构的长度是固定的，为14个字节。其定义如下：

typedef struct FileHeader
{unsigned short bfType;unsigned int bfSize;unsigned short   bfReserved1;unsigned short  bfReserved2;unsigned int    bfOffBits;
}__attribute__((packed))FileHeader;

BITMAPFILEHEADER结构的各个域详细说明如下：

bfType：位图文件类型，必须是0x424D，即字符串“BM”，也就是说，所有的“*.bmp”文件的头两个字节都是“BM”。

bfSize：位图文件大小，包括这14个字节。

bfReserved1, bfReserved2：Windows保留字，暂不用。

bfOffBits：从文件头到实际的位图数据的偏移字节数，bitmap文件前3个部分(文件头、信息头、颜色表)的长度之和。

第2部分为位图信息头BITMAPINFOHEADER，也是一个结构体类型的数据结构，该结构的长度也是固定的，为40个字节。其定义如下：

typedef struct InfoHeader
{unsigned int   biSize;int              biWidth;int             biHeight;unsigned short biPlanes;unsigned short biBitCount;unsigned int biCompression;unsigned int  biSizeImage;int             biXPelsPerMeter;int             biYPelsPerMeter;unsigned int    biClrUsed;unsigned int  biClrImportant;
}__attribute__((packed))InfoHeader;

BITMAPINFOHEADER结构的各个域的详细说明如下：

biSize：本结构的长度，为40个字节。

biWidth：位图的宽度，以像素为单位。

biHeight：位图的高度，以像素为单位。

biPlanes：目标设备的级别，必须是1。

biBitCount：每个像素所占的位数（bit），其值必须为1（黑白图像）、4（16色图）、8（256色）、24（真彩色图），新的BMP格式支持32位色。

biCompresssion：位图压缩类型，有效的值为BI_RGB（未经压缩）、BI_RLE8、BI_RLE4、BI_BITFILEDS（均为Windows定义常量）。这里只讨论未经压缩的情况，即biCompression=BI_RGB。

biSizeImage：实际的位图数据占用的字节数，该值的大小在第4部分位图数据中有具体解释。

biXPelsPerMeter：指定目标设备的水平分辨率，单位是像素/米。

biYPelsPerMeter：指定目标设备的垂直分辨率，单位是像素/米。

biClrUsed：位图实际用到的颜色数，如果该值为零，则用到的颜色数为2的biBitCount次幂。

biClrImportant：位图显示过程中重要的颜色数，如果该值为零，则认为所有的颜色都是重要的。

第3部分为颜色表。颜色表实际上是一个RGBQUAD结构的数组，数组的长度由biClrUsed指定（如果该值为零，则由biBitCount指定，即2的biBitCount次幂个元素）。RGBQUAD结构是一个结构体类型，占4个字节，其定义如下：

typedef struct tagRGBQUAD
{unsigned char  rgbBlue;unsigned char   rgbGreen;unsigned char  rgbRed;unsigned char    rgbReserved;
}RGBQUAD;

RGBQUAD结构的各个域的详细说明如下：

rgbBlue：该颜色的蓝色分量；

rgbGreen：该颜色的绿色分量；

rgbRed：该颜色的红色分量；

rgbReserved：保留字节，暂不用。

有些位图需要颜色表；有些位图（如真彩色图）则不需要颜色表，颜色表的长度由BITMAPINFOHEADER结构中biBitCount分量决定。对于biBitCount值为1的二值图像，每像素占1bit，图像中只有两种（如黑白）颜色，颜色表也就有21=2个表项，整个颜色表的大小为 2*siezof(RGBQUAD)=2x4=8个字节；对于biBitCount值为8的灰度图像，每像素占8bit，图像中有2^8=256 颜色，颜色表也就有256个表项，且每个表项的R、G、B分量相等，整个颜色表的大小为个字节；而对于biBitCount=24的真彩色图像，由于每像素3个字节中分别代表了R、G、B三分量的值，此时不需要颜色表，因此真彩色图的BITMAPINFOHEADER结构后面直接就是位图数据。

第4部分是位图数据，即图像数据，其紧跟在位图文件头、位图信息头和颜色表（如果有颜色表的话）之后，记录了图像的每一个像素值。对于有颜色表的位图，位图数据就是该像素颜色在调色板中的索引值；对于真彩色图，位图数据就是实际的R、G、B值（三个分量的存储顺序是B、G、R）。下面分别就2色、16色、256色和真彩色位图的位图数据进行说明：

对于2色位图，用1位就可以表示该像素的颜色，所以1个字节能存储8个像素的颜色值。
对于16色位图，用4位可以表示一个像素的颜色。所以一个字节可以存储2个像素的颜色值。
对于256色位图，1个字节刚好存储1个像素的颜色值。

对于真彩色位图，3个字节才能表示1个像素的颜色值。

需要注意两点：

第一，图像格式规定一个扫描行所占的字节数必须是4的倍数，不足4的倍数则要对其进行扩充。假设图像的宽为biWidth个像素、每像素biBitCount个比特，其一个扫描行所占的真实字节数的计算公式如下：

DataSizePerLine = (biWidth * biBitCount /8+ 3) / 4*4

那么，不压缩情况下位图数据的大小（BITMAPINFOHEADER结构中的biSizeImage成员）计算如下：

biSizeImage = DataSizePerLine * biHeight

第二，一般来说，BMP文件的数据是从图像的左下角开始逐行扫描图像的，即从下到上、从左到右，将图像的像素值一一记录下来，因此图像坐标零点在图像左下角。

以下代码是C语言读写bitmap格式图片的几个函数，main()函数作为测试用。

为了兼容Linux 和windows平台用fopen、fread、fseek、fclose替换掉了open、read、lseek、close系列函数。

#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/types.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
//#include "window.h"/*bmp file header*/
typedef struct FileHeader
{unsigned short bfType;unsigned int bfSize;unsigned short   bfReserved1;unsigned short  bfReserved2;unsigned int    bfOffBits;
}__attribute__((packed))FileHeader;/*bmp info header*/
typedef struct InfoHeader
{unsigned int   biSize;int              biWidth;int             biHeight;unsigned short biPlanes;unsigned short biBitCount;unsigned int biCompression;unsigned int  biSizeImage;int             biXPelsPerMeter;int             biYPelsPerMeter;unsigned int    biClrUsed;unsigned int  biClrImportant;
}__attribute__((packed))InfoHeader;//we won't use it while BitCount=24
typedef struct tagRGBQUAD
{unsigned char  rgbBlue;unsigned char   rgbGreen;unsigned char  rgbRed;unsigned char    rgbReserved;
}RGBQUAD;typedef struct
{unsigned char b;unsigned char g;unsigned char r;
}RGB_data;/*for test global variable*/
/*maybe can not use this in the project*/
unsigned char   *pBmpBuf,*pBmpBufOne,*pBmpBufTwo,*pBmpBufThree;
RGBQUAD         *pColorTable;
int     bmpWidth,bmpWidthback,bmpWidthsky;
int     bmpHeight,bmpHeightback,bmpHeightsky;
int     biBitCount,biBitCountback,biBitCountsky;char * readBmp(char *bmpName)
{FILE *fp = fopen(bmpName, "rb");//int fp;       /*maybe fd should be more comfortably*///fp = open(bmpName, O_RDONLY);if (NULL == fp){printf("There is no fp!!!\n");return 0;}fseek(fp, sizeof(FileHeader), SEEK_SET);//lseek(fp, sizeof(FileHeader), SEEK_SET);InfoHeader head;fread(&head, sizeof(InfoHeader), 1, fp);//read(fp, &head, sizeof(InfoHeader));bmpWidth = head.biWidth;bmpHeight = head.biHeight;biBitCount = head.biBitCount;int lineByte = (bmpWidth * biBitCount / 8 + 3) / 4 * 4;if (biBitCount == 8){//pColorTable=new RGBQUAD[256];pColorTable = (RGBQUAD *)malloc(sizeof(RGBQUAD) * 1024);fread(pColorTable, sizeof(RGBQUAD), 256, fp);}pBmpBuf = (unsigned char *)malloc(sizeof(unsigned char) * lineByte * bmpHeight);fread(pBmpBuf, 1, lineByte * bmpHeight, fp);fclose(fp);return pBmpBuf;
}int saveBmp(char *bmpName, unsigned char *imgBuf, int width, int height, int biBitCount, RGBQUAD *pColorTable)
{if(imgBuf == NULL){printf("imgBuf is NULL!!\n");return -1;}int colorTablesize = 0;if (biBitCount == 8){colorTablesize=1024;}int lineByte = (width * biBitCount / 8 + 3) / 4 * 4;FILE *fp = fopen(bmpName, "wb");if (fp == NULL){printf("fopen error...\n");return -1;}FileHeader fileHead;fileHead.bfType=0x4D42;fileHead.bfSize = sizeof(FileHeader) + sizeof(InfoHeader) + colorTablesize + lineByte * height;fileHead.bfReserved1 = 0;fileHead.bfReserved2 = 0;fileHead.bfOffBits = 54 + colorTablesize;fwrite(&fileHead, sizeof(FileHeader), 1, fp);InfoHeader infoHead;infoHead.biBitCount = biBitCount;infoHead.biClrImportant = 0;infoHead.biClrUsed = 0;infoHead.biCompression = 0;infoHead.biHeight = height;infoHead.biPlanes = 1;infoHead.biSize = 40;infoHead.biSizeImage = lineByte * height;infoHead.biWidth = width;infoHead.biXPelsPerMeter = 0;infoHead.biYPelsPerMeter = 0;fwrite(&infoHead, sizeof(InfoHeader), 1, fp);if (biBitCount == 8){fwrite(pColorTable,sizeof(RGBQUAD),256,fp);}fwrite(imgBuf, height * lineByte, 1, fp);fclose(fp);return 0;
}/* main function test program*/
#if 1
int main(int argc, char *argv[])
{char readPath[] = "logo256.bmp";readBmp(readPath);printf("width = %d, height = %d, biBitCount = %d \n", bmpWidth, bmpHeight, biBitCount);char writePath[] = "logo256copy.bmp";saveBmp(writePath, pBmpBuf, bmpWidth, bmpHeight, biBitCount, pColorTable);free(pBmpBuf);if (biBitCount == 8){free(pColorTable);}return 0;
}
#endif#if 0
extern int a1,b1,n;
extern int a[50],b[50];//int reviseBitMap(void)
int main(int argc,char *argv[])
{int i,j;int x,y;int k;char readPathOne[] = "back.bmp";pBmpBufOne = readBmp(readPathOne);printf("width = %d, height = %d, biBitCount = %d \n", bmpWidth, bmpHeight, biBitCount);bmpWidthback = bmpWidth;bmpHeightback = bmpHeight;biBitCountback = biBitCount;int lineByteback = (bmpWidthback * biBitCountback / 8 + 3) / 4 * 4;char readPathThree[] = "sky.bmp";pBmpBufThree = readBmp(readPathThree);printf("width = %d, height = %d, biBitCount = %d \n", bmpWidth, bmpHeight, biBitCount);bmpWidthsky = bmpWidth;bmpHeightsky = bmpHeight;biBitCountsky = biBitCount;int lineBytesky = (bmpWidthsky * biBitCountsky / 8 + 3) / 4 * 4;char readPathTwo[] = "plane.bmp";pBmpBufTwo = readBmp(readPathTwo);printf("wdith = %d, height = %d, biBitCount = %d \n", bmpWidth, bmpHeight, biBitCount);int lineByteplane = (bmpWidth * biBitCount / 8 + 3) / 4 * 4;     if (biBitCount == 8){for (i = 0; i < bmpHeight / 2; i++){for (j = 0; j < bmpWidth / 2; j++){*(pBmpBuf + i * lineByteplane + j) = 0;}}}else if (biBitCount == 24){x = a[a1];y = b[b1];for (i = 0; i < bmpHeight; i++){for(j=0;j<bmpWidth;j++){for(k=0;k<3;k++){*(pBmpBufOne+(x+i)*lineByteback+(y+j)*3+k) &= (*(pBmpBufThree+i*lineBytesky+j*3+k));*(pBmpBufOne+(x+i)*lineByteback+(y+j)*3+k) |= (*(pBmpBufTwo+i*lineByteplane+j*3+k));if (lineBytesky != lineByteplane){printf("............................\n");}}}}char writePath[]="hncuduplicate.bmp";saveBmp(writePath,pBmpBufOne,bmpWidthback,bmpHeightback,biBitCountback,pColorTable);}free(pBmpBufOne);free(pBmpBufTwo);free(pBmpBufThree);if (biBitCount == 8){free(pColorTable);}return 0;
}#endif

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作者：super_bert@csdn

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