Відтворення графічних зображень з файлів ВМР-формату

biBitCount – кількість біт на один піксель. На цьому полі зупинимось докладніше. Всі різновиди ВМР умовно можна поділити на два типи: палітрові і безпалітрові [3], тобто, використовується вона у даному форматі чи ні (палітра може бути навіть в безпалітрових форматах, але вона не використовується в них). В безпалітрових форматах ВМР колір вираховується прямо з тих бітів, які йдуть у файлі, починаючи з певної позиції. Вигляд зображення (палітровий чи безпалітровий) залежить від значення biBitCount.

Далі наведена таблиця (Табл. 3) порівняння можливих варіантів вигляду зображення [1,3]:                                                                                         

                                                                                                     Таблиця 3

biCompression – вказує на тип стиснення для стиснених зображень. Таблиця цих значень подана нижче (Табл. 4) :

           Таблиця 4

biSizeImage – вказує на розмір зображення у байтах.

biXPelsPerMeter вказує горизонтальне розширення в пікселях на метр для цільового пристрою.

biYPelsPerMeter – вказує вертикальне розширення в пікселях на метр для цільового пристрою.

biClrUsed – вказує кількість індексів кольорів у палітрі, які використовуються. Якщо значення дорівнює нулю – зображення використовує максимально допустиму кількість індексів, відповідно до значення biBitCount и методом стиснення, вказаним в biCompression.

biClrImportant – вказує кількість індексів, необхідних для відображення зображення. Якщо містить нуль – всі індекси однаково важливі.

BITMAPV4HEADER – розширена версія раніше описаної структури, яка описується таким чином:

typedef struct {

  DWORD        bV4Size;

  LONG         bV4Width;

  LONG         bV4Height;

  WORD         bV4Planes;

  WORD         bV4BitCount;

  DWORD        bV4V4Compression;

  DWORD        bV4SizeImage;

  LONG         bV4XPelsPerMeter;

  LONG         bV4YPelsPerMeter;

  DWORD        bV4ClrUsed;

  DWORD        bV4ClrImportant;

  DWORD        bV4RedMask;

  DWORD        bV4GreenMask;

  DWORD        bV4BlueMask;

  DWORD        bV4AlphaMask;

  DWORD        bV4CSType;

  CIEXYZTRIPLE bV4Endpoints;

  DWORD        bV4GammaRed;

  DWORD        bV4GammaGreen;

  DWORD        bV4GammaBlue;

} BITMAPV4HEADER, *PBITMAPV4HEADER;

Поля від початку структури і до bV4ClrImportant включно мають ті самі призначення, як і відповідні поля структури BITMAPINFOHEADER.

bV4RedMask — кольорова маска червоної компоненти кожного пікселя використовується лише коли bV4Compression містить значення BI_BITFIELDS.

bV4GreenMask — кольорова маска зеленої компоненти кожного пікселя використовується лише коли bV4Compression містить значення BI_BITFIELDS.

bV4BlueMask — кольорова маска синьої компоненти кожного пікселя використовується лише коли bV4Compression містить значення BI_BITFIELDS.

bV4AlphaMask — маска, що визначає компоненту альфа-каналу.

bV4CSType — визначає кольоровий простір зображення.

bV4Endpoints — структура CIEXYZTRIPLE, яка вказує x, y и z координати трьох кольорів які відповідають кінцевим точкам (endpoints) кольорового простору визначеного для зображення. Це поле ігнорується, якщо bV4CSType не містить значення LCS_CALIBRATED_RGB.

bV4GammaRed — крива тону червоної компоненти. Ігнорується, якщо bV4CSType не містить значення LCS_CALIBRATED_RGB. Вказується у  форматі 16^16.

bV4GammaGreen — крива тону зеленої компоненти. Ігнорується, якщо bV4CSType не містить значення LCS_CALIBRATED_RGB.

bV4GammaBlue — крива тону синьої компоненти. Ігнорується, якщо bV4CSType не містить значення LCS_CALIBRATED_RGB.

BITMAPV5HEADER :             

typedef struct {

  DWORD        bV5Size;

  LONG         bV5Width;

  LONG         bV5Height;

  WORD         bV5Planes;

  WORD         bV5BitCount;

  DWORD        bV5Compression;

  DWORD        bV5SizeImage;

  LONG         bV5XPelsPerMeter;

  LONG         bV5YPelsPerMeter;

  DWORD        bV5ClrUsed;

  DWORD        bV5ClrImportant;

  DWORD        bV5RedMask;

  DWORD        bV5GreenMask;

  DWORD        bV5BlueMask;

  DWORD        bV5AlphaMask;

  DWORD        bV5CSType;

  CIEXYZTRIPLE bV5Endpoints;

  DWORD        bV5GammaRed;

  DWORD        bV5GammaGreen;

  DWORD        bV5GammaBlue;

  DWORD        bV5Intent;

  DWORD        bV5ProfileData;

  DWORD        bV5ProfileSize;

  DWORD        bV5Reserved;

} BITMAPV5HEADER, *PBITMAPV5HEADER;             

Для полів від початку структури і до bV5GammaBlue включно будуть описані лише відмінності від попередніх версій — BITMAPINFOHEADER и BITMAPV4HEADER.

bV5CSType — визначає кольоровий простір зображення, може приймати наступні значення:

LCS_CALIBRATED_RGB

LCS_sRGB

LCS_WINDOWS_COLOR_SPACE

PROFILE_LINKED

PROFILE_EMBEDDED

bV5Intent — може приймати наступні значення:

LCS_GM_ABS_COLORIMETRIC

LCS_GM_BUSINESS

LCS_GM_GRAPHICS

LCS_GM_IMAGES

bV5ProfileData — зміщення в байтах від початку структури до початку даних профілю (ім’я файлу профілю, стрічка, що містить виключно символи кодової таблиці 1252 і закінчується нульовим байтом). Ігнорується, якщо bV5CSType містить значення, відмінне від PROFILE_LINKED і PROFILE_EMBEDDED.

bV5ProfileSize — розмір даних профілю у байтах.

bV5Reserved — зарезервовано. Містить нуль.

1.2.3 Збереження даних в форматі BMP. Палітра

Після структур BITMAPFILEHEADER и BITMAPINFOHEADER йде палітра. При чому, якщо формат безпалітровий, її може й не бути, однак не можна на це розраховувати. Палітра являє собою масив структур RGBQUAD які йдуть послідовно одна за одною. Навіть якщо в палітрі використовуються не всі кольори (а тільки, наприклад, 16), то часто все одно під палітру відводять 256 полів.

Одразу за палітрою йде сам растр. Пікселі тут описуються так, як написано у таблиці вище, в залежності від формату, і можуть самі містити значення компонент кольору(для безпалітрових), а можуть бути індексами масиву-палітри. Саме зображення записується по стрічково. Також зображення записано перевернуто. Тобто спочатку записана нижня стрічка, потім передостання і так далі. Якщо розмір стрічки растра не кратний 4-м, то вона доповнюється від 1 до 3 пустими (нульовими) байтами, щоб довжина стрічки залишилась кратною параграфу. Далі наведена таблиця (Табл. 5) з формулами, які показують, скільки байт для якого формату треба дописувати в кінець стрічки. Під змінною Width мається на увазі ширина зображення:

Таблиця 5

В BMP файлах з глибиною кольору 24 біти, байти кожного пікселя зберігаються у порядку BGR (Blue, Green, Red); а глибиною кольору 32 біти - BGRA (Blue, Green, Red, Alpha) [1].

В залежності від кількості кольорів на кожну крапку відводиться від 1 до 48 біт:

1 біт — монохромне зображення (два кольори).

2 біти — 4 можливих кольори (режими роботи CGA).

4 біти — 16-колірне зображення (режими роботи EGA).

8 біт (1 байт) — 256 кольорів останній з режимів, що підтримує індексовані кольори  (див. нижче).

16 біт (2 байта) — режим HiColor, 65536 можливих відтінків.

24 біти (3 байта) — TrueColor. В зв’язку з тим, що 3 байти недобре співвідносяться зі степенями двійки (особливо при збереженні даних в пам’яті, де вирівнювання даних по границі слова має значення), замість нього часто використовують 32-бітне зображення. В режимі TrueColor на кожний з трьох каналів (в режимі RGB) відводиться по 1 байту (256 можливих значень), загальна кількість кольорів - 16777216.

32 біти (4 байти) — цей режим практично аналогічний  TrueColor, четвертий байт звичайно не використовується, або у ньому розміщується альфа-канал (прозорість).

48 біт (6 байт) — рідко використовується. Формат з підвищеною точністю передачі кольору, підтримується відносно малою кількістю програм та обладнання.

Індексування кольору. При кількості біт від 1 до 8 на кожний піксель може використовуватись спеціальний режим індексованих кольорів. В цьому випадку число, що відповідає кожному пікселю, вказує не на колір, а на номер кольору в палітрі. Завдяки використанню палітри є можливість адаптувати зображення до кольорів, присутніх на зображенні. В такому випадку зображення не обмежене не заданими кольорами, а максимальною кількістю кольорів, які одночасно використовуються.

1.4 Типи стиснення даних в зображеннях BMP формату

Формат ВМР підтримує просте RLE- стиснення зображень з 4-ма та 8-ма бітами на піксель [5]. Зображення з 4-ма бітами на піксель піддаються стисненню, якщо значення поля biCompression структури BITMAPINFOHEADER дорівнює BI_RLE4 (=2), а зображення з 8-ма бітами на піксель стискаються, якщо значення biCompression дорівнює BI_RLE8 (=1). При будь якій іншій глибині кольору стиснення даних в зображення неможливе.

Кодування довжин серій (RLE) – найпростіша технологія стиснення даних. В цьому методі дані зберігаються таким чином, що значення, які повторюються, заміщуються числом, рівним їх кількості. Даний тип стиснення підходить лише для зображень, в яких є багаторазове повторення одних і тих самих кольорів, інакше кодування довжин серій (RLE) може створити файл, розмір якого більший за початковий (зворотне стиснення).

1.3.1 Метод стиснення RLE8

В методі стиснення RLE8 дані, що стискаються, розбиваються на 2-байтові пари. Перший байт рівний кількості повторюваних значень пікселів, а другий байт рівний значенню пікселя, що повторюється. В зображенні з 8-ма бітами на піксель байтова послідовність