作者：杨振林
?
本文将对BMP格式文件进行分析，实现对BMP文件读取、修改、保存的功能。
首先对BMP文件进行分析，分析材料引自互联网。16进制。
class="MsoNormal">
偏移量
域的名称
大小
内容
图象文件
头
0000h
文件标识
2 bytes
两字节的内容用来识别位图的类型：
‘BM’ ： Windows 3.1x, 95, NT, …
‘BA’ ：OS/2 Bitmap Array
‘CI’ ：OS/2 Color Icon
‘CP’ ：OS/2 Color Pointer
‘IC’ ： OS/2 Icon
‘PT’ ：OS/2 Pointer
注：因为OS/2系统并没有被普及开，所以在编程时，你只需判断第一个标识“BM”就行。
0002h
File Size
1 dword
用字节表示的整个文件的大小
0006h
Reserved
1 dword
保留，必须设置为0
000Ah
Bitmap Data Offset
1 dword
从文件开始到位图数据开始之间的数据(bitmap data)之间的偏移量
000Eh
Bitmap Header Size
1 dword
位图信息头(Bitmap Info Header)的长度，用来描述位图的颜色、压缩方法等。下面的长度表示：
28h - Windows 3.1x, 95, NT, …
0Ch - OS/2 1.x
F0h - OS/2 2.x
注：在Windows95、98、2000等操作系统中，位图信息头的长度并不一定是28h，因为微软已经制定出了新的BMP文件格式，其中的信息头结构变化比较大，长度加长。所以最好不要直接使用常数28h，而是应该从具体的文件中读取这个值。这样才能确保程序的兼容性。
0012h
Width
1 dword
位图的宽度，以象素为单位
0016h
Height
1 dword
位图的高度，以象素为单位
001Ah
Planes
1 word
位图的位面数（注：该值将总是1）
图象
信息
头
001Ch
Bits Per Pixel
1 word
每个象素的位数
1 - 单色位图（实际上可有两种颜色，缺省情况下是黑色和白色。你可以自己定义这两种颜色）
4 - 16 色位图
8 - 256 色位图
16 - 16bit 高彩色位图
24 - 24bit 真彩色位图
32 - 32bit 增强型真彩色位图
001Eh
Compression
1 dword
压缩说明：
0 - 不压缩 (使用BI_RGB表示)
1 - RLE 8-使用8位RLE压缩方式(用BI_RLE8表示)
2 - RLE 4-使用4位RLE压缩方式(用BI_RLE4表示)
3 - Bitfields-位域存放方式(用BI_BITFIELDS表示)
0022h
Bitmap Data Size
1 dword
用字节数表示的位图数据的大小。该数必须是4的倍数
0026h
HResolution
1 dword
用象素/米表示的水平分辨率
002Ah
VResolution
1 dword
用象素/米表示的垂直分辨率
002Eh
Colors
1 dword
位图使用的颜色数。如8-比特/象素表示为100h或者 256.
0032h
Important Colors
1 dword
指定重要的颜色数。当该域的值等于颜色数时（或者等于0时），表示所有颜色都一样重要
调色板数据
根据BMP版本的不同而不同
Palette
N * 4 byte
调色板规范。对于调色板中的每个表项，这4个字节用下述方法来描述RGB的值：
1字节用于蓝色分量
1字节用于绿色分量
1字节用于红色分量
1字节用于填充符(设置为0)
图象数据
根据BMP版本及调色板尺寸的不同而不同
Bitmap Data
xxx bytes
该域的大小取决于压缩方法及图像的尺寸和图像的位深度，它包含所有的位图数据字节，这些数据可能是彩色调色板的索引号，也可能是实际的RGB值，这将根据图像信息头中的位深度值来决定。
?
第一步：读取
将文件内容读取一个BMP文件，在文件中提取出“宽”、“高”、“图像数据”三项重要数据。将“图像数据”保存到数组中。这样我们就可以得出每一个点的R、G、B值。注意处理宽度时，由于每四个连续点保存在一起，当宽度到达边界时，如果不足四个，则该行由0补齐。所以在读的时候要跳过可能出现的0。skipWide变量表示的就是需要跳过的像素数（可能为0（不用跳）、1、2、3）。
?
public void myRead(String str) {
File f = new File(str);
DataInputStream dis = null;
try {
FileInputStream fis = new FileInputStream(f);
dis = new DataInputStream(fis);
// 0-17 跳过
byte[] bs1 = new byte[18];
dis.read(bs1);
// 0x0012h-0x0015h 18-21 宽
Width = NewInt.readInt(dis);
// 0x0016h-0x0019h 22-25 高
Height = NewInt.readInt(dis);
// 26-53 跳过
byte[] bs2 = new byte[28];
dis.read(bs2);
// 图像数据区
R = new int[Height][Width];
G = new int[Height][Width];
B = new int[Height][Width];
if (!(Width * 3 % 4 == 0)) {
skipWide = 4 - Width * 3 % 4;
}
for (int h = 0; h < Height; h++) {
for (int w = 0; w < Width; w++) {
int blue = dis.read();
int green = dis.read();
int red = dis.read();
R[h][w] = red;
G[h][w] = green;
B[h][w] = blue;
// 跳过补0
if (w == Width - 1) {
dis.skipBytes(skipWide);
}
}
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
try {
dis.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
? 需要注意的是：BMP文件中数据的保存格式是：以字节为单位，多字节数据低位字节在前，高位字节在后。例如 1B 0A 其实表示的是0x0A1Bh，即十进制2587。
我在这里用了一个转换方法。
/**
* 高低位反转
*/
public static int readInt(DataInputStream dis)throws IOException {
int ch1 = 0, ch2 = 0, ch3 = 0, ch4 = 0;
ch1 = dis.read();
ch2 = dis.read();
ch3 = dis.read();
ch4 = dis.read();
return ((ch1 << 0) + (ch2 << 0) + (ch3 << 16) + (ch4 << 24));
}
?
当文件读取到数据中之后，就可以遍历数组中的所有值，进行绘制了。如果不需要修改和保存，那么直接绘制到画布上就可以了。如果想实现修改和保存，就要用到缓冲绘图这个工具，因为缓冲绘图中有getRGB(x,y)，这个方法，可以获取缓冲绘图中某个坐标点(x,y)的RGB值。此方法框架JFrame中没有。当绘制到缓冲绘图之后，将缓冲绘图中的内容复制到当前画布即可看到读取的BMP文件。
?
public void drawBMP() {
for (int h = 0; h < Height; h++) {
for (int w = 0; w < Width; w++) {
gg.setColor(new Color(R[h][w], G[h][w], B[h][w]));
gg.drawLine(w, Height-h-1, w, Height-h-1);
}
}
}
?
将缓冲绘图中的内容复制到当前画布的代码是：g.drawImage(bf, 0, 0, null);
至此，完成了读取操作。
?
?
?
?
第二步：修改
本工程使用的修改方法是画图板的基本方法，可以参照 http://yangzhenlin.iteye.com/blog/1774822 由于不是本文重点，这里略写。需要注意的一点是，修改中绘制的图形都要先保存到缓冲绘图中，再复制到画布上；而不是直接画到画布上。使用MouseListener监听器。本文列出代码。
?
import java.awt.Color; import java.awt.Graphics; import java.awt.event.MouseEvent; import java.awt.event.MouseListener; import java.awt.image.BufferedImage; import javax.swing.ButtonGroup; /** * 画图板的监听器，实现鼠标监听器接口 * * @author YangZhenlin * */ public class DrawListener implements MouseListener { private int x1, y1, x2, y2; private java.awt.Graphics g; private javax.swing.ButtonGroup group; private javax.swing.ButtonGroup typegroup; private String type = "rect";// 要绘制的形状类型：line直线 rect矩形 oval椭圆 private String typetype = "draw"; private Color color;// 要绘制的颜色 private Draw du; private Graphics gg; private BufferedImage bf; public DrawListener(Graphics g, Graphics gg, ButtonGroup group, ButtonGroup typegroup, Draw du, BufferedImage bf) { this.g = g; this.gg = gg; this.group = group; this.typegroup = typegroup; this.du = du; this.bf = bf; } public void mousePressed(MouseEvent e) { // 要绘制的时候才需要知道即将绘制的形状 // 得到按钮族中被选中的按钮 javax.swing.ButtonModel bm = group.getSelection(); // 得到按钮的动作命令,作为要绘制的形状类型 type = bm.getActionCommand(); javax.swing.ButtonModel tm = typegroup.getSelection(); typetype = tm.getActionCommand(); // 得到选中的颜色 color = du.selectColor; // System.out.println(color); // 设置要绘制的颜色 gg.setColor(color); x1 = e.getX(); y1 = e.getY(); } public void mouseReleased(MouseEvent e) { x2 = e.getX(); y2 = e.getY(); if (type.equals("line")) { // 画直线 gg.drawLine(x1, y1, x2, y2); g.drawImage(bf, 0, 0, null); } else if (type.equals("rect")) { /** * 画矩形 */ if (typetype.equals("draw")) { gg.drawRect(Math.min(x1, x2), Math.min(y1, y2), Math.abs(x1 - x2), Math.abs(y1 - y2)); g.drawImage(bf, 0, 0, null); } else if (typetype.equals("fill")) { gg.fillRect(Math.min(x1, x2), Math.min(y1, y2), Math.abs(x1 - x2), Math.abs(y1 - y2)); g.drawImage(bf, 0, 0, null); } else if (typetype.equals("clear")) { gg.setColor(Color.WHITE); gg.fillRect(Math.min(x1, x2), Math.min(y1, y2), Math.abs(x1 - x2), Math.abs(y1 - y2)); g.drawImage(bf, 0, 0, null); } } else if (type.equals("oval")) { if (typetype.equals("draw")) { gg.drawOval(Math.min(x1, x2), Math.min(y1, y2), Math.abs(x1 - x2), Math.abs(y1 - y2)); g.drawImage(bf, 0, 0, null); } else if (typetype.equals("fill")) { gg.fillOval(Math.min(x1, x2), Math.min(y1, y2), Math.abs(x1 - x2), Math.abs(y1 - y2)); g.drawImage(bf, 0, 0, null); } else if (typetype.equals("clear")) { gg.setColor(Color.WHITE); gg.fillOval(Math.min(x1, x2), Math.min(y1, y2), Math.abs(x1 - x2), Math.abs(y1 - y2)); g.drawImage(bf, 0, 0, null); } } else if (type.equals("arc")) { if (typetype.equals("draw")) { gg.drawArc(Math.min(x1, x2), Math.min(y1, y2), Math.abs(x1 - x2), Math.abs(y1 - y2), 90, 90); g.drawImage(bf, 0, 0, null); } else if (typetype.equals("fill")) { gg.fillArc(Math.min(x1, x2), Math.min(y1, y2), Math.abs(x1 - x2), Math.abs(y1 - y2), 90, 90); g.drawImage(bf, 0, 0, null); } else if (typetype.equals("clear")) { gg.setColor(Color.WHITE); gg.fillArc(Math.min(x1, x2), Math.min(y1, y2), Math.abs(x1 - x2), Math.abs(y1 - y2), 90, 90); g.drawImage(bf, 0, 0, null); } } else if (type.equals("triangle")) { if (typetype.equals("draw")) { gg.drawLine(Math.min(x1, x2), Math.min(y1, y2), Math.max(x1, x2), Math.max(y1, y2)); gg.drawLine(Math.min(x1, x2), Math.min(y1, y2), Math.min(x1, x2), Math.max(y1, y2)); gg.drawLine(Math.min(x1, x2), Math.max(y1, y2), Math.max(x1, x2), Math.max(y1, y2)); g.drawImage(bf, 0, 0, null); } else if (typetype.equals("fill")) { int xPoints[] = { Math.min(x1, x2), Math.min(x1, x2), Math.max(x1, x2) }; int yPoints[] = { Math.min(y1, y2), Math.max(y1, y2), Math.max(y1, y2) }; gg.fillPolygon(xPoints, yPoints, 3); g.drawImage(bf, 0, 0, null); } else if (typetype.equals("clear")) { int xPoints[] = { Math.min(x1, x2), Math.min(x1, x2), Math.max(x1, x2) }; int yPoints[] = { Math.min(y1, y2), Math.max(y1, y2), Math.max(y1, y2) }; gg.setColor(Color.WHITE); gg.fillPolygon(xPoints, yPoints, 3); g.drawImage(bf, 0, 0, null); } } } public void mouseEntered(MouseEvent e) { } public void mouseExited(MouseEvent e) { } public void mouseClicked(MouseEvent e) { } }
?
?
第三步：保存
经过前两步，修改好的数据目前保存在缓冲绘图中。需要先获取缓冲绘图中每个像素的RGB值，然后将RGB值整理好，并在宽度不为4整数的边缘地方补充0，最后做成一个一位数组填到新文件的图像数据区。同样，需要进行高低位转化。
?
高低位转化
/** * 写四位高低反转 */ public static void writeInt(DataOutputStream dos, int i) throws IOException { dos.write(i); dos.write(i >> 8); dos.write(i >> 16); dos.write(i >> 24); } /** * 写两位高低反转 */ public static void writeShort(DataOutputStream dos, short i) throws IOException { dos.write(i); dos.write(i >> 8); }
?
保存
public void write(BufferedImage bf, String out) {
// 获取宽
int width = bf.getWidth();
// 三倍宽
int triWidth = width * 3;
// 获取高
int height = bf.getHeight();
// 三倍宽补0
int fullTriWidth = 0;
if (triWidth % 4 == 0) {
fullTriWidth = triWidth;
} else if (triWidth % 4 != 0) {
// 整除取整，加1后变成四倍
fullTriWidth = 4 * ((triWidth / 4) + 1);
}
// px是一个宽乘以高的二维数组
int[][] px = new int[height][width];
for (int h = 0; h < height; h++) {
for (int w = 0; w < width; w++) {
px[h][w] = bf.getRGB(w, h);
}
}
// rgbcolor数组
byte[][][] rgbcolor = new byte[height][width][3];
// r, g, b数组，把px拆分开
for (int h = 0; h < height; h++) {
for (int w = 0; w < width; w++) {
// 分拆24位色
rgbcolor[h][w][0] = (byte) px[h][w];
rgbcolor[h][w][1] = (byte) (px[h][w] >>> 8);
rgbcolor[h][w][2] = (byte) (px[h][w] >>> 16);
}
}
int num = 0;
byte[] rgbs = new byte[triWidth * height];
for (int h = 0; h < height; h++) {
for (int w = 0; w < width; w++) {
rgbs[num++] = (byte) rgbcolor[h][w][0];
rgbs[num++] = (byte) rgbcolor[h][w][1];
rgbs[num++] = (byte) rgbcolor[h][w][2];
}
}
// 补齐扫描行长度为4的倍数
byte[] fullrgbs = new byte[fullTriWidth * height];
for (int h = 0; h < height; h++) {
for (int w = 0; w < fullTriWidth; w++) {
if (w < triWidth) {
fullrgbs[fullTriWidth * h + w] = rgbs[(height-h-1) * triWidth + w];
} else {
fullrgbs[fullTriWidth * h + w] = 0;
}
}
}
DataOutputStream dos = null;
try {
FileOutputStream fos = new FileOutputStream(out);
dos = new DataOutputStream(fos);
dos.write('B');// 0
dos.write('M');// 1
NewInt.writeInt(dos, width * height * 3 + 54);// 2-5文件大小
NewInt.writeInt(dos, 0);// 6-9保留
NewInt.writeInt(dos, 54);// 10-13偏移量
NewInt.writeInt(dos, 40);// 14-17头信息
NewInt.writeInt(dos, width);// 18-21宽
NewInt.writeInt(dos, height);// 22-25高
NewInt.writeShort(dos, (short) 1);// 26-27 1帧数
NewInt.writeShort(dos, (short) 24);// 28-29 24位数
NewInt.writeInt(dos, 0);// 30-33 压缩
NewInt.writeInt(dos, 4);// 34-37 size
NewInt.writeInt(dos, 3800);// 38-41 水平分辨率
NewInt.writeInt(dos, 3800);// 42-45 垂直分辨率
NewInt.writeInt(dos, 0);// 46-49 颜色索引 0为所有
NewInt.writeInt(dos, 0);// 50-53 重要颜色索引 0为所有
// 写入所有图像数据
dos.write(fullrgbs);
dos.flush();
} catch (FileNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
try {
dos.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
?
附JAR包
?
相关文章
