Bitmap 文件结构

0x81 位图

Bitmap，即位图，是非常常见的一种图片文件结构。在我平时的Android开发当中，最常见的性能问题就是Bitmap资源的问题。一种不太严谨的说法是，所有压缩格式的图片经过解码后都是以Bitmap的形式存在于内存当中，之所以有这种说法，就是因为Bitmap是一步一个字节的图片存储方式，没有JPEG那种区域颜色涂抹。

位图又叫做光栅图，它以像素为单位一个点一个点的描述图像信息，因此也有人称他为点阵图。还有一种图片格式与之对立，叫做矢量图或向量图，它采用数学方法进行描述而不是记录每一个像素信息，因此它可以无限放大而不失真。一般的，我们又称他们为图像和图形，意为图片像素和图片形状。

0x82 位图文件

狭义上讲，我们平时所说的位图文件就是BMP文件，它以.bmp作为文件扩展名，是Windows采用的图像文件存储格式，在后来BMP才具有通用性成为了设备无关位图，而默认的扩展名依然是.bmp，当然也可以使用.dib（Device Independent Bitmap）。

0x83 位图结构

BMP文件和其他一些常见格式是一样的，文件的最开始是文件头，它通常由4部分组成——位图文件头、位图信息头、色表和位数据（24Bits Windows Bitmap 没有色表）。

我们先看测试文件的文件信息：

BMP文件基本信息

我们用Vim打开一个BMP文件看看它的内容：

BMP文件内容

我们可以发现整个文件几乎全是乱码，但是文件开头两个字母是“BM”，我们使用%!xxd命令查看该文件的16进制视图：

BMP文件16进制内容

接下来我们分析文件信息（括号内为结构体信息），注意字节顺序：

  1. 位图文件类型(WORD bfType)
    1-2字节，424d，代表BM且必须是BM。

  2. 位图文件大小(DWORD bfSize)
    3-6字节，3641 0300，单位是字节，文件大小
    其中文件信息中的大小是213.3 KB (213,302 字节，Linux下1000进制矫正磁盘存储)，而213302d=34136h：

    大小换算

  3. 保留字1/2（WORD bfReserved1/2）
    7-10字节，0000 0000，始终为0。

  4. 数据偏移（DWORD bfOffBits）
    11-14字节，3600 0000，一般为54。到数据偏移为止，位图文件头共7字14字节。

  5. 位图信息头大小（DWORD biSize）
    15-18字节，2800 0000，一般为40，固定大小。

  6. 位图宽（LONG biWidth）
    19-22字节，0501 0000，文件信息中宽为261，而261d=105h。

  7. 位图高（LONG biHeight）
    23-26字节，1001 0000，文件信息中高为272，而272d=110h。

  8. 设备级别（WORD biPlanes）
    27-28字节，0100，固定为1。

  9. 位图类型（WORD biBitCount）
    29-30字节，1800，位图像素类型。其中1代表双色，4代表16色，8代表256色，16代表全彩色，24代表真彩色。

  10. 位图压缩类型（DWORD biCompression）
    31-34字节，0000 0000，采用的压缩类型，通常是不压缩。其中0代表不压缩，1代表RLE8，2代表RLE4。

  11. 位图图片大小（DWORD biSizeImage）
    35-38字节，0041 0300，34136h-54d=34100h。

  12. 其他信息
    39-54字节，大部分为0。

  13. 颜色表暂不讨论

  14. 数据部分
    24位真彩色使用RGB颜色，一个像素占用三个字节，所以在16进制信息里就是三个字街一组分别代表BGR。由于Windows在32位下每4个字节为一组处理速度比较块，所以每行颜色的末尾可能使用0补位（这里暂不细谈）。

  15. 扫描顺序
    行内正序，行间逆序（即由下至上）。

0x84 BMP文件修改

有了文件结构，我们就可以在这个基础上进行一些小tricks啦～