音影片入門-03-RGB轉成BMP圖片

• 2019 年 10 月 3 日
• 筆記

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BMP 文件格式解析

BMP 文件由文件頭、點陣圖資訊頭、顏色資訊和圖形數據四部分組成。

• 文件頭與資訊頭一共是 54 位元組

• RGB 數據部分：
  RGB24 文件存儲的順序是 RGB, RGB, RGB ...... RGB
  BMP 文件 RGB 數據存儲的順序是 BGR, BGR, BGR ... BGR

點陣圖文件頭

點陣圖文件頭分 4 部分，共 14 位元組

點陣圖資訊頭

點陣圖資訊頭共 40 位元組

將 RGB24 像素點數據轉成 BMP 格式圖片

轉換程式碼：

#include <stdio.h>  #include <stdlib.h>    // 彩虹的七種顏色  u_int32_t rainbowColors[] = {          0XFF0000, // 紅          0XFFA500, // 橙          0XFFFF00, // 黃          0X00FF00, // 綠          0X007FFF, // 青          0X0000FF, // 藍          0X8B00FF  // 紫  };    /*bmp file header*/  typedef struct {      unsigned int   bfSize;           /* Size of file */      unsigned short bfReserved1;      /* Reserved */      unsigned short bfReserved2;      /* ... */      unsigned int   bfOffBits;        /* Offset to bitmap data */  } BitmapFileHeader;    /*bmp info header*/  typedef struct {      unsigned int   biSize; /* Size of info header */      int            biWidth; /* Width of image */      int            biHeight; /* Height of image */      unsigned short biPlanes; /* Number of color planes */      unsigned short biBitCount; /* Number of bits per pixel */      unsigned int   biCompression; /* Type of compression to use */      unsigned int   biSizeImage; /* Size of image data */      int            biXPelsPerMeter; /* X pixels per meter */      int            biYPelsPerMeter; /* Y pixels per meter */      unsigned int   biClrUsed; /* Number of colors used */      unsigned int   biClrImportant; /* Number of important colors */  } BitmapInfoHeader;    void writeRGBToBmp(char *filename, int width, int height) {      FILE *bitmapFile = fopen(filename, "wb");      if(!bitmapFile) {          printf("Could not write file n");          return;      }        uint16_t bfType = 0x4d42;        BitmapFileHeader fileHeader;      fileHeader.bfReserved1 = 0;      fileHeader.bfReserved2 = 0;      fileHeader.bfSize = 2 + sizeof(BitmapFileHeader) + sizeof(BitmapInfoHeader) + width*height*3;      fileHeader.bfOffBits = 0x36;        BitmapInfoHeader infoHeader;      infoHeader.biSize = sizeof(BitmapInfoHeader);      infoHeader.biWidth = width;      infoHeader.biHeight = height;      infoHeader.biPlanes = 1;      infoHeader.biBitCount = 24;      infoHeader.biSizeImage = 0;      infoHeader.biCompression = 0;      infoHeader.biXPelsPerMeter = 5000;      infoHeader.biYPelsPerMeter = 5000;      infoHeader.biClrUsed = 0;      infoHeader.biClrImportant = 0;        fwrite(&bfType, sizeof(bfType), 1, bitmapFile);      fwrite(&fileHeader, sizeof(fileHeader), 1, bitmapFile);      fwrite(&infoHeader, sizeof(infoHeader), 1, bitmapFile);        // 寫入影像數據      for (int i = 0; i < width; ++i) {            // 當前顏色          u_int32_t currentColor = rainbowColors[0];          if(i < 100) {              currentColor = rainbowColors[0];          } else if(i < 200) {              currentColor = rainbowColors[1];          } else if(i < 300) {              currentColor = rainbowColors[2];          } else if(i < 400) {              currentColor = rainbowColors[3];          } else if(i < 500) {              currentColor = rainbowColors[4];          } else if(i < 600) {              currentColor = rainbowColors[5];          } else if(i < 700) {              currentColor = rainbowColors[6];          }          // 當前顏色 R 分量          u_int8_t R = (currentColor & 0xFF0000) >> 16;          // 當前顏色 G 分量          u_int8_t G = (currentColor & 0x00FF00) >> 8;          // 當前顏色 B 分量          u_int8_t B = currentColor & 0x0000FF;            for (int j = 0; j < height; ++j) {              // 按 BGR 順序寫入一個像素 RGB24 到文件中              fwrite(&B, 1, 1, bitmapFile);              fwrite(&G, 1, 1, bitmapFile);              fwrite(&R, 1, 1, bitmapFile);          }      }        // 關閉文件      fclose(bitmapFile);  }    int main() {      writeRGBToBmp("/Users/staff/Desktop/rainbow-700x700.bmp", 700, 700);      return 0;  }

檢查生成的 BMP 圖片

Congratulations! 圖片查看軟體識別出我們的 BMP 圖片了，預覽正常！
BUT！好像哪裡不對勁？！我們的彩虹倒過來了！
彩虹的顏色，從上到下應該是：
紅 -> 橙 -> 黃 -> 綠 -> 青 -> 藍 -> 紫
這張圖是：
紫 -> 藍 -> 青 -> 綠 -> 黃 -> 橙 -> 紅

處理圖片倒立問題

BitmapInfoHeader 中的 biHeight 欄位，
biHeight 為正，點陣圖自底向頂掃描，
biHeight 為負，點陣圖自頂向底掃描。
如果這個值的設置和原始點陣圖文件掃描方式不符，則影像顯示可能會顛倒。

將上面的轉換程式碼中，BitmapInfoHeader 部分：

// infoHeader.biHeight = height;  infoHeader.biHeight = -height;

Congratulations!

成功用像素點拼出了一張 「真正」 的圖片！

程式碼：

rgb-to-bmp

參考資料：

維基百科-BMP

點陣圖(bmp)文件格式分析

RGB24轉換成BMP影像

關於RGB32和RGB24的區別

non-dword-aligned-pixel-to-dword-aligned-bitmap

generate-bmp-file-from-array-of-rgb-values

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