如何在 C 中读取 BMP 文件？

Question

我正在尝试查阅 BMP 的基本信息。为此，我为文件头构建了一个结构，为图像头构建了另一个结构。参考 BMP 值表（http://www.dragonwins.com/domains/getteched/bmp/bmpfileformat.htm），我读取了值并按照指定进行了验证。但是只有bfType读取正确，其他值填写错误信息。 在我的电脑上，sizeof(int) = 4

结构：

typedef struct BmpFileHeader {
   char bfType[2];
   unsigned int bfSize;
   unsigned short int __bfReserved1;
   unsigned short int __bfReserved2;
   unsigned long int bfOffBits;
} BMPFILEHEADER;

typedef struct BmpImageHeader {
   unsigned int biSize;
   int biWidth;
   int biHeight;
   unsigned short int biPlanes;
   unsigned short int biBitCount;
   unsigned int biCompression;
   unsigned int biSizeImage;
   int biXPelsPerMeter;
   int biYPelPerMeter;
   unsigned int biClrUsed;
   unsigned int biClrImportant;  
} BMPIMAGEHEADER;

打印功能：

void printFileHeader(BMPFILEHEADER fileHeader) {
   printf("\nType: %c%c.\n", fileHeader.bfType[0],fileHeader.bfType[1]);
   printf("Size: %d.\n", fileHeader.bfSize);
   printf("Verify (Must be 0 0): %d %d.\n");
   printf("Offset : %d.\n", fileHeader.bfOffBits);
};

void printImageHeader(BMPIMAGEHEADER imageHeader) {
   printf("\nSize of header: %d.\n", imageHeader.biSize);
   printf("Width: %d.\n", imageHeader.biWidth);
   printf("Height: %d.\n", imageHeader.biHeight);
   printf("Color Planes: %d.\n", imageHeader.biPlanes);
   printf("Bits per Pixel: %d.\n", imageHeader.biBitCount);
   printf("Compression: %d.\n", imageHeader.biCompression);
   printf("Image size: %d.\n", imageHeader.biSizeImage);
   printf("Preferred resolution in pixels per meter (X-Y): %d-%d.\n", imageHeader.biXPelsPerMeter, imageHeader.biYPelPerMeter);
   printf("Number color map: %d.\n", imageHeader.biClrUsed);
   printf("Number of significant colors: %d.\n", imageHeader.biClrImportant);
}

主要功能：

int main() {
   FILE *image;
   BMPFILEHEADER header;
   BMPIMAGEHEADER imageHeader;

   image = fopen("test.bmp", "rb");

   if(!image) {
      printf("Could not open the file %s.", "test.bmp");
      fclose(image);
      return 1;
   }

   fread(&header, sizeof(BMPFILEHEADER), 1,image);
   
   printf("File header information:");
   printFileHeader(header);

   if(header.bfType[0] != 'B' || header.bfType[1] != 'M') {
      printf("The file %s is not a valid BMP.", "test.bmp");
      return 1;
   }

   fread(&imageHeader, sizeof(BMPIMAGEHEADER), 1, image);
   
   printf("\nImage header information:");
   printImageHeader(imageHeader);

   if(imageHeader.biSize != 40 || imageHeader.biCompression != 0 || imageHeader.biBitCount != 24) {
      printf("The file %s is not a valid BMP.", "test.bmp");
      fclose(image);
      return 1;
   }

   fclose(image);
   return 0;
}

Answer 1

结构打包和对齐填充是实现定义的，字节顺序是平台定义的。

如果您的平台的字节顺序与为 BMP（小端序）定义的字节顺序相同，那么您可以使用工具链支持的任何编译器扩展来进行结构打包。例如在 GCC 中：

typedef struct BmpFileHeader {
   char bfType[2];
   unsigned int bfSize;
   unsigned short int __bfReserved1;
   unsigned short int __bfReserved2;
   unsigned long int bfOffBits;
} __attribute__ ((packed)) BMPFILEHEADER; 

typedef struct BmpImageHeader {
   unsigned int biSize;
   int biWidth;
   int biHeight;
   unsigned short int biPlanes;
   unsigned short int biBitCount;
   unsigned int biCompression;
   unsigned int biSizeImage;
   int biXPelsPerMeter;
   int biYPelPerMeter;
   unsigned int biClrUsed;
   unsigned int biClrImportant;  
} __attribute__ ((packed)) BMPIMAGEHEADER;

对于整数值，BMP 的字节顺序是 little-endian；所以对于 x86 和大多数 ARM 平台，您可能不需要担心字节顺序。像素字节顺序不太直接。

但是，对于真正可移植的解决方案，您必须逐字节读取数据并单独加载结构的每个成员 - 即所谓的反序列化。

您还可以通过使用stdint.h 数据类型uint8_t、uint16_t、uint32_t、int32_t 等来确保符合标头结构。