2024年3月26日发(作者：)
本文由任胜强安工大贡献
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ＢＭＰ 文件格式，又称为 Ｂｉｔｍａｐ（位图）或是 ＤＩＢ（Ｄｅｖｉｃｅ－Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ Ｄｅｖｉｃｅ
，设备无关位图）， 是 Ｗｉｎｄｏｗｓ 系统中广泛使用的图像文件格式。由于它可以不作任
何变换地保存图像像素域的数 据， 因此成为我们取得 ＲＡＷ 数据的重要来源。 Ｗｉｎｄ
ｏｗｓ 的图形用户界面 （ｇｒａｐｈｉｃａｌ ｕｓｅｒ ｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ） 也在它的内建图像子系统 ＧＤ
Ｉ 中对 ＢＭＰ 格式提供了支持。 下面以 Ｎｏｔｅｐａｄ＋＋为分析工具，结合 Ｗｉｎｄｏｗｓ 的位图
数据结构对 ＢＭＰ 文件格式进行一个深度 的剖析。 ＢＭＰ 文件的数据按照从文件头开始
的先后顺序分为四个部分： ｂｍｐ 文件头 文件头（ｂｍｐ ｆｉｌｅ ｈｅａｄｅｒ）：提供文件的格式
、大小等信息 ： 位图信息头（ｂｉｔｍａｐ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）：提供图像数据的尺寸、位平面
数、压缩方式、颜色索 位图信息头 ： 引等信息 调色板（ｃｏｌｏｒ ｐａｌｅｔｔｅ）：可选，如
使用索引来表示图像，调色板就是索引与其对应的颜色 调色板 ： 的映射表 位图数
据（ｂｉｔｍａｐ ｄａｔａ）：就是图像数据啦＾＿＾ 位图数据 ： 下面结合 Ｗｉｎｄｏｗｓ 结构体的定
义，通过一个表来分析这四个部分。
我们一般见到的图像以 ２４ 位图像为主，即 Ｒ、Ｇ、Ｂ 三种颜色各用 ８ 个 ｂｉｔ
来表示，这样的图 像我们称为真彩色， 这种情况下是不需要调色板的， 也就是所位
图信息头后面紧跟的就是位图 数据了。因此，我们常常见到有这样一种说法：位图文
件从文件头开始偏移 ５４ 个字节就是位 位图文件从文件头开始偏移 图数据了， 位图
的情况 图数据了，这其实说的是 ２４ 或 ３２ 位图的情况。这也就解释了我们按照这种
程序写出来的程 序为什么对某些位图文件没用了。 序为什么对某些位图文件没用了
。 下面针对一幅特定的图像进行分析，来看看在位图文件中这四个数据段的排布以及
组成。 我们使用的图像显示如下：
这是一幅 １６ 位的位图文件，因此它是含有调色板的。 在拉出图像数据进行分
析之前，我们首先进行几个约定： １． 在 ＢＭＰ 文件中，如果一个数据需要用几个字节
来表示的话，那么该数据的存放字节顺 序为“低地址村存放低位数据，高地址存放高
位数据”。如数据 ０ｘ１７５６ 在内存中的存储顺序为：
这种存储方式称为小端方式（ｌｉｔｔｌｅ ｅｎｄｉａｎ） ， 与之相反的是大端方式（ｂｉｇ ｅ
ｎｄｉａｎ）。对两者的使 用情况有兴趣的可以深究一下，其中还是有学问的。 ２． 以下
所有分析均以字节为序号单位进行。 下面我们对从文件中拉出来的数据进行剖析：
一、ｂｍｐ 文件头 Ｗｉｎｄｏｗｓ 为 ｂｍｐ 文件头定义了如下结构体：
ｔｙｐｅｄｅｆ ｓｔｒｕｃｔ ｔａｇＢＩＴＭＡＰＦＩＬＥＨＥＡＤＥＲ ｛ ＵＩＮＴ１６ ｂｆＴｙｐｅ； ＤＷＯＲＤ ｂｆＳｉｚｅ； ＵＩＮ
Ｔ１６ ｂｆＲｅｓｅｒｖｅｄ１； ＵＩＮＴ１６ ｂｆＲｅｓｅｒｖｅｄ２； ＤＷＯＲＤ ｂｆＯｆｆＢｉｔｓ； ｝ ＢＩＴＭＡＰＦＩＬＥＨＥＡＤＥＲ；
其中：
对照文件数据我们看到：
１－２
： ４２４ｄｈ ＝ ＇ＢＭ＇，表示这是 Ｗｉｎｄｏｗｓ 支持的位图格式。 有很多声称开头两个字
节必须为＇ＢＭ＇ 才是位图文件，从上表来看应为开头两个字节必须为＇ＢＭ＇才是 Ｗｉｎｄｏｗ
ｓ 位图文件。
３－５ ６－９
：０００１０４３６ｈ ＝ ６６６１４ Ｂ ＝ ６５．０５ ｋＢ，通过查询文件属性发现一致。 ：这是两
个保留段，为 ０。
Ａ－Ｄ： ０００００４３６ｈ ＝ １０７８。 即从文件头到位图数据需偏移 １０７８ 字节。 我们稍
后将验证这个数据。 共有 １４ 个字节。 二、位图信息头 位图信息头 同样地，Ｗｉｎｄ
ｏｗｓ 为位图信息头定义了如下结构体：
代码
对照数据文件： 对照数据
０Ｅ－１１：００００００２８ｈ ＝ ４０，这就是说我这个位图信息头的大小为 ４０ 个字节。前面
我们已经说过位图 信息头一般有 ４０ 个字节， 既然是这样， 为什么这里还要给一个
字段来说明呢？这里涉及 到一些历史，其实位图信息头原本有很多大小的版本的。我
们看一下下表：
出于兼容性的考虑，大多数应用使用了旧版的位图信息头来保存文件。而 ＯＳ／２
ｐａｇｅ １
已经过时了， 因此现在最常用的格式就仅有 Ｖ３ ｈｅａｄｅｒ 了。因此，我们在前面说位
图信息头的大小为 ４０ 字节。 １２－１５：０００００１００ｈ ＝ ２５６，图像宽为 ２５５ 像素，与文
件属性一致。 １６－１９：０００００１００ｈ ＝ ２５６，图像高为 ２５５ 像素，与文件属性一致。这
是一个正数，说明图像数 据是从图像左下角到右上角排列的。 １Ａ－１Ｂ：０００１ｈ， 该值
总为 １。 １Ｃ－１Ｄ：０００８ｈ ＝ ８， 表示每个像素占 ８ 个比特，即该图像共有 ２５６ 种颜色
。 １Ｅ－２１：００００００００ｈ，ＢＩ＿ＲＧＢ， 说明本图像不压缩。 ２２－２５：００００００００ｈ，图像的大
小，因为使用 ＢＩ＿ＲＧＢ，所以设置为 ０。 ２６－２９：００００００００ｈ，水平分辨率，缺省。 ２
Ａ－２Ｄ：００００００００ｈ，垂直分辨率，缺省。 ２Ｅ－３１： ０００００１００ｈ ＝ ２５６，说明本位图实际
使用的颜色索引数为 ２５６， １Ｃ－ＩＤ 得到的结论一致。 与 ３２－３５：０００００１００ｈ ＝ ２５６，
说明本位图重要的颜色索引数为 ２５６，与前面得到的结论一致。
三、调色板 调色板 下面的数据就是调色板了。前面也已经提过，调色板其实是
一张映射表，标识颜色索引 号与其代表的颜色的对应关系。 它在文件中的布局就像
一个二维数组 ｐａｌｅｔｔｅ［Ｎ］［４］，其中 Ｎ 表示总的颜色索引数，每行的四个元素分别表
示该索引对应的 Ｂ、Ｇ、Ｒ 和 Ａｌｐｈａ 的值， 每个分量占一个字节。如不设透明通道时
，Ａｌｐｈａ 为 ０。因为前面知道，本图有 ２５６ 个颜
色索引，因此 Ｎ ＝ ２５６。索引号就是所在行的行号，对应的颜色就是所在行的四
个元素。 这里截取一些数据来说明：
索引： 蓝 索引：（蓝，绿，红，Ａｌｐｈａ） ０ 号：（ｆｅ，ｆａ，ｆｄ，００） １ 号：（ｆｄ，
ｆ３，ｆｃ，００） ２ 号：（ｆ４，ｆ３，ｆｃ，００） ３ 号：（ｆｃ，ｆ２，ｆ４，００） ４ 号：（ｆ６，ｆ２，ｆ
２，００） ５ 号：（ｆｂ，ｆ９，ｆ６，００） 等 等。 一共有 ２５６ 种颜色，每个颜色占用 ４ 个
字节，就是一共 １０２４ 个字节，再加上前面的文件信息 头和位图信息头的 ５４ 个字节
加起来一共是 １０７８ 个字节。也就是说在位图数据出现之前一共有 １０７８ 个字节， 与
我们在文件信息头得到的信息： 文件头到文图数据区的偏移为 １０７８ 个字节一致！
四、位图数据 位图数据 下面就是位图数据了， 每个像素占一个字节， 取得这个字
节后， 以该字节为索引查询相应的颜色， 并显示到相应的显示设备上就可以了。 注
意： 由于位图信息头中的图像高度是正数， 所以位图数据在文件中的排列顺序是从
左下角到右 上角，以行为主序排列的。
也即我们见到的第一个像素 ６０ 是图像最左下角的数据， 第二个人像素 ６０ 为
图像最后一行第二列 的数据，…一直到最后一行的最后一列数据，后面紧接的是倒数
第二行的第一列的数据，依此类 推。 如果图像是 ２４ 位或是 ３２ 位数据的位图的话
，位图数据区就不是索引而是实际的像素值了。下 面说明一下，此时位图数据区的每
个像素的 ＲＧＢ 颜色阵列排布： ２４ 位 ＲＧＢ 按照 ＢＧＲ 的顺序来存储每个像素的各颜色
通道的值，一个像素的所有颜色分量值都 存完后才存下一个下一个像素，不进行交织
存储。 ３２ 位数据按照 ＢＧＲＡ 的顺序存储，其余与 ２４ 位位图的方式一样。 像素的排
布规则与前述一致。 对齐规则 讲完了像素的排列规则以及各像素的颜色分量的排列
规则， 最后我们谈谈数据的对齐规则。 我们 知道 Ｗｉｎｄｏｗｓ 默认的扫描的最小单位
是 ４ 字节，如果数据对齐满足这个值的话对于数据的获取 速度等都是有很大的增益
的。因此，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（以 ０ 填充），这样可以达到按行的快速存取。这时，位 图
数据区的大小就未必是 图片宽×每像素字节数×图片高 能表示的了， 因为每行可能
还需要进 行比特填充。 填充后的每行的字节数为：
，其中 ＢＰＰ（Ｂｉｔｓ Ｐｅｒ Ｐｉｘｅｌ）为每像素的比特数。
在程序中，我们可以表示为： ｉｎｔ ｉＬｉｎｅＢｙｔｅＣｎｔ ＝ （（（ｍ＿ｉＩｍａｇｅＷｉｄｔｈ ＊ ｍ＿ｉＢ
ｉｔｓＰｅｒＰｉｘｅｌ） ＋ ３１） ＞＞ ５） ＜＜ ２； 这样，位图数据区的大小为：
ｍ＿ｉＩｍａｇｅＤａｔａＳｉｚｅ ＝ ｉＬｉｎｅＢｙｔｅＣｎｔ ＊ ｍ＿ｉＩｍａｇｅＨｅｉｇｈｔ；
我们在扫描完一行数据后， 也可能接下来的数据并不是下一行的数据， 可能需
要跳过一段填充数 据：
ｓｋｉｐ ＝ ４ － （（ｍ＿ｉＩｍａｇｅＷｉｄｔｈ ＊ ｍ＿ｉＢｉｔｓＰｅｒＰｉｘｅｌ）＞＞３） ＆ ３；
五、拾遗 至此，我们通过分析一个具体的位图文件例子详细地剖析了位图文件
的组成。需要注意的是：我 们讲的主要是 ＰＣ 机上的位图文件的构成，对于嵌入式平
台，可能在调色板数据段与 ＰＣ 机的不 同。 如在嵌入式平台上常见的 １６ 位 ｒ５ｇ６ｂ
５ 位图实际上采用的掩模的方式而不是索引的方式来表 示图像。 此时， 在调色板数
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