OpenGL 入门学习之十——BMP 文件与像素操作
2009-01-07 12:03
学过多媒体技术的朋友可能知道，计算机保存图象的方法通常有两种：一是“矢量图”，一
是“像素图”。矢量图保存了图象中每一几何物体的位置、形状、大小等信息，在显示图象
时，根据这些信息计算得到完整的图象。“像素图”是将完整的图象纵横分为若干的行、列，
这些行列使得图象被分割为很细小的分块，每一分块称为像素，保存每一像素的颜色也就保
存了整个图象。
这两种方法各有优缺点。“矢量图”在图象进行放大、缩小时很方便，不会失真，但如果图
象很复杂，那么就需要用非常多的几何体，数据量和运算量都很庞大。“像素图”无论图象
多么复杂，数据量和运算量都不会增加，但在进行放大、缩小等操作时，会产生失真的情况。
前面我们曾介绍了如何使用 OpenGL 来绘制几何体，我们通过重复的绘制许多几何体，可以
绘制出一幅矢量图。那么，应该如何绘制像素图呢？这就是我们今天要学习的内容了。
1、BMP 文件格式简单介绍
BMP 文件是一种像素文件，它保存了一幅图象中所有的像素。这种文件格式可以保存单色
位图、16 色或 256 色索引模式像素图、24 位真彩色图象，每种模式种单一像素的大小分别
为 1/8 字节，1/2 字节，1 字节和 3 字节。目前最常见的是 256 色 BMP 和 24 位色 BMP。这种
文件格式还定义了像素保存的几种方法，包括不压缩、RLE 压缩等。常见的 BMP 文件大多
是不压缩的。
这里为了简单起见，我们仅讨论 24 位色、不使用压缩的 BMP。（如果你使用 Windows 自带
的画图程序，很容易绘制出一个符合以上要求的 BMP）
Windows 所使用的 BMP 文件，在开始处有一个文件头，大小为 54 字节。保存了包括文件格
式标识、颜色数、图象大小、压缩方式等信息，因为我们仅讨论 24 位色不压缩的 BMP，所
以文件头中的信息基本不需要注意，只有“大小”这一项对我们比较有用。图象的宽度和高
度都是一个 32 位整数，在文件中的地址分别为 0x0012 和 0x0016，于是我们可以使用以下代
码来读取图象的大小信息：
GLint width, height; // 使用 OpenGL 的 GLint 类型，它是 32 位的。
// 而 C 语言本身的 int 则不一定是 32 位的。
FILE* pFile;
// 在这里进行“打开文件”的操作
fseek(pFile, 0x0012, SEEK_SET); // 移动到 0x0012 位置
fread(&width, sizeof(width), 1, pFile); // 读取宽度
fseek(pFile, 0x0016, SEEK_SET); // 移动到 0x0016 位置
// 由于上一句执行后本就应该在 0x0016 位置
// 所以这一句可省略
fread(&height, sizeof(height), 1, pFile); // 读取高度
54 个字节以后，如果是 16 色或 256 色 BMP，则还有一个颜色表，但 24 位色 BMP 没有这个，
我们这里不考虑。接下来就是实际的像素数据了。24 位色的 BMP 文件中，每三个字节表示
一个像素的颜色。
注意，OpenGL 通常使用 RGB 来表示颜色，但 BMP 文件则采用 BGR，就是说，顺序被反过
来了。
另外需要注意的地方是：像素的数据量并不一定完全等于图象的高度乘以宽度乘以每一像素
的字节数，而是可能略大于这个值。原因是 BMP 文件采用了一种“对齐”的机制，每一行
像素数据的长度若不是 4 的倍数，则填充一些数据使它是 4 的倍数。这样一来，一个 17*15
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