BMP - format - Polski Serwis Naukowy

Ten artykuł dotyczy formatu plików graficznych. Zapoznaj się również z: Beep Media Player, odtwarzacz muzyki dla Linuksa.

BMP – format pliku z grafiką bitmapową. Opracowany pierwotnie dla systemu OS/2, wykorzystywany później także w interfejsach systemów z rodziny Microsoft Windows™, jednak jako wolny od patentów jest dostępny i – mimo dużych rozmiarów – popularny jako format przechowywania danych również na wszystkich pozostałych platformach. Zawiera w sobie prostą kompresję bezstratną RLE (która nie musi być użyta), informację o użytych kolorach. Obsługuje tryby RGB oraz RGBA.

Grafika rastrowa - reprezentacja obrazu za pomocą pionowo-poziomej siatki odpowiednio kolorowanych pikseli na monitorze komputera, drukarce lub innym urządzeniu wyjściowym.

Microsoft Windows (ang. okna, IPA: [maɪkɹoʊsɑːft ˈwɪndoʊz]) – rodzina kilku systemów operacyjnych wyprodukowanych przez firmę Microsoft. Systemy rodziny Windows działają na serwerach, systemach wbudowanych oraz na komputerach osobistych, z którymi są najczęściej kojarzone.

Struktura pliku BMP

Plik BMP składa się z kilku części:

Nagłówek pliku

Ten blok znajduje się na początku pliku i jest używany do jego identyfikacji. Używa się go po to by sprawdzić czy jest to plik BMP i czy nie jest on uszkodzony. Pierwszymi dwoma bajtami w formacie BMP są znaki "B", oraz "M" w kodowaniu ASCII. Wszystkie wartości całkowite są przechowywane w formacie little-endian (tj. najmniej znaczący bajt umieszczony jako pierwszy).

OS/2 (ang. Operating System/2) to system operacyjny stworzony przez firmy IBM i Microsoft, później rozwijany wyłącznie przez IBM. Nazwa oznacza, że system był przygotowywany dla drugiej generacji komputerów osobistych IBM.

Grafika rastrowa - reprezentacja obrazu za pomocą pionowo-poziomej siatki odpowiednio kolorowanych pikseli na monitorze komputera, drukarce lub innym urządzeniu wyjściowym.

Przykładowy nagłówek w C++

# include <stdint.h>
 
/* Uwaga: Struktura bmpfile_magic została wykluczona z bmpfile_header
          ponieważ powodowała problemy z wyrównaniem bitów.
          Struktura bmpfile_magic powinna zostać odczytana jako pierwsza.
          A struktura bmpfile_header jako kolejna. */
 
struct bmpfile_magic {
  WORD bfType;
};
 
struct bmpfile_header {
  DWORD bfSize;
  WORD bfReserved1;
  WORD bfReserved2;
  DWORD bfOffBits;
};

Nagłówek DIB

Ta struktura przekazuje aplikacji informacje o obrazie, który będzie wyświetlany. Nagłówek jest dopasowany do wewnętrznych mechanizmów systemów Windows i OS/2 i posiada 7 różnych wariantów. Wszystkie z nich zawierają pole DWORD (32 bitowe), określające rozmiar nagłówka, dzięki niemu można określić typ nagłówka. Duża liczba wersji nagłówka, jest spowodowana tym, że Microsoft rozszerzał informacje w nim zawarte kilka razy. Nowe, rozszerzone nagłówki mogą być używane z niektórymi funkcjami GDI i zapewniają większą funkcjonalność. Odkąd GDI wspomaga funkcję ładowania bitmap, większość aplikacji korzysta z tych funkcji. Jedną z konsekwencji jest to, że format odczytywanych plików zależy od wersji systemu, na którym uruchomiona jest aplikacja. W tabeli poniżej znajdziesz więcej informacji.

W sytuacjach, kiedy liczby całkowite lub jakiekolwiek inne dane zapisywane są przy użyciu wielu (przynajmniej dwóch) bajtów, nie istnieje jeden unikatowy sposób uporządkowania tych bajtów w pamięci lub w czasie transmisji przez dowolne medium i musi być użyta jedna z wielu konwencji ustalająca kolejność bajtów (ang. byte order lub endianness). Jest to analogiczne do zapisu pozycyjnego liczb lub kierunku pisma w różnych językach – ze strony lewej na prawą albo z prawej na lewo.

RGB – jeden z modeli przestrzeni barw, opisywanej współrzędnymi RGB. Jego nazwa powstała ze złożenia pierwszych liter angielskich nazw barw: R – red (czerwonej), G – green (zielonej) i B – blue (niebieskiej), z których model ten się składa. Jest to model wynikający z właściwości odbiorczych ludzkiego oka, w którym wrażenie widzenia dowolnej barwy można wywołać przez zmieszanie w ustalonych proporcjach trzech wiązek światła o barwie czerwonej, zielonej i niebieskiej (zob.promieniowanie elektromagnetyczne).

Nagłówek BITMAPINFOHEADER składa się z 40 bajtów i zbudowany jest w następujący sposób:

Paleta kolorów

Po części nagłówkowej pliku BMP zazwyczaj znajduje się paleta. Można tu wyodrębnić 2 przypadki:

W trybach 8-bitowych paleta zbudowana jest z opisów kolorów, gdzie każdy kolor opisany jest za pomocą 4 bajtów (B, G, R, nieużywany lub alpha). Każdą ze składowych koloru należy podzielić przez 4.

W trybach o większej liczbie kolorów niż 256 paleta nie występuje, a kolor piksela w obrazie zapisywany jest przy pomocy numeru kolejnego koloru który jest wyliczany ze wzoru: Nr Koloru = R + 256 * G + 65536 * B, gdzie:

R – wartość składowej czerwonej

G – wartość składowej zielonej

B – wartość składowej niebieskiej

Tabela pikseli

Następnie w pliku znajdują się dane obrazowe.

Formaty plików graficznych można podzielić na formaty przechowujące grafikę rastrową oraz formaty przechowujące grafikę wektorową. Z kolei formaty przechowujące grafikę rastrową można podzielić na stosujące kompresję bezstratną, stosujące kompresję stratną oraz nie stosujące kompresji.

System (gr. σύστημα systema – rzecz złożona) – jakikolwiek obiekt fizyczny lub abstrakcyjny, w którym można wyróżnić jakieś wzajemnie powiązane dla obserwatora elementy. W tym sensie podział czegoś na systemy jest względny i zależy od tego kto, przy pomocy czego i do czego poklasyfikował jakiś zbiór na systemy. Dlatego też elementy jednego systemu mogą stanowić składniki innych systemów.

Linie obrazu zapisywane są od dołu do góry.

W obrazach TrueColor punkty zapisywane są w kolejności B, G, R (trzy bajty), w obrazach o mniejszej liczbie kolorów zapisywane są one na mniejszej ilości bajtów – przykładowo 16-bitowa bitmapa (High Color) zapisuje na dwóch bajtach [6bitów B][5bitów G][5bitów R]. Dla plików z liczbą kolorów mieszczącą się w liczbie ośmiobitowej, kolor zapisywany jest jako numer koloru (wskaźnik) w palecie.

Pixmapa, mapa pikseli – plik wykorzystujący rastrowy sposób reprezentacji komputerowej grafiki dwuwymiarowej polegający na określeniu położenia każdego piksela obrazu, oraz przypisaniu mu wartości określającej kolor w danym trybie koloru.

ASCII [aski] (ang. American Standard Code for Information Interchange) - 7-bitowy kod przyporządkowujący liczby z zakresu 0-127 literom (alfabetu angielskiego), cyfrom, znakom przestankowym i innym symbolom oraz poleceniom sterującym. Przykładowo litera "a" jest kodowana liczbą 97, a znak spacji - 32.

Należy zwrócić uwagę, że (poniekąd ze względów historycznych) w wierszu danych pliku BMP jest zawsze zapisana wielokrotność 4 bajtów. Jeśli wiersz danych ma długość (w bajtach) inną, niż podzielna przez 4, to dopisuje się bajty o wartości 0, tak aby w danym wierszu ilość bajtów była wielokrotnością 4.

Format pliku w informatyce to ustalony standard zapisu informacji w pliku danego typu. Sposób zakodowania informacji lub danych zależy od zastosowanej aplikacji. Ze względu na dostępność do specyfikacji struktury formatu, wyróżnia się powszechnie znany, czyli otwarty format pliku (o publicznie dostępnej strukturze) oraz utajniony przez producenta programu format zamknięty.

RGBA – jeden z modeli przestrzeni barw, opisywanej parametrami RGBA. Jego nazwa powstała ze złożenia pierwszych liter angielskich nazw barw: R – red (czerwonej), G – green (zielonej), B – blue (niebieskiej), oraz dodatkowo A – alpha (kanał alfa).

Animowane bitmapy – powstają z cyklicznej podmiany kolorów w palecie, przykładem może być logo startowe systemu Windows. Animowane bitmapy można tworzyć dla obrazów 8-bitowych.

Należy zwrócić szczególną uwagę na zapis kolejnych bajtów danych obrazu: nie jest to [R, G, B], ale [B, G, R].

Zobacz też

spis formatów plików

spis formatów plików graficznych

grafika bitmapowa

RGB

Przypisy

MSDN - BITMAPINFOHEADER: BI_ALPHABITFIELDS w członie biCompression (ang.)
MSDN Typy nagłówków bitmapy (ang.)