WinAPI/GDI：如何使用 GetDIBits() 为位图合成颜色表？答案

【问题标题】：WinAPI/GDI: How to use GetDIBits() to get color table synthesized for a bitmap?WinAPI/GDI：如何使用 GetDIBits() 为位图合成颜色表？
【发布时间】：2018-03-15 16:48:10
【问题描述】：

我很难理解下面来自 MSDN 网站GetDIBits() 函数的摘录：

如果 lpvBits 为 NULL 且 BITMAPINFO 的位数成员为初始化为零，GetDIBits 填充一个 BITMAPINFOHEADER 没有颜色表的结构或 BITMAPCOREHEADER。这技术可用于查询位图属性。

问题1：“BITMAPINFO 的位数成员”是什么意思？是some_bmi.bmiHeader.biBitCount的意思吗？

问题 2：“GetDIBits 填充 BITMAPINFOHEADER 结构或没有颜色表的 BITMAPCOREHEADER”是什么意思？ 有什么颜色表可以填充这些结构？他们似乎都没有与颜色表相关的成员。这是关于数组some_bmi.bmiColors吗？

问题 3：有没有办法使用GetDIBits() 来获取位图的颜色表（即数组映射索引到颜色）？

编辑：

从目前的 cmets 来看，将问题分解成更小的部分似乎没有效果。我会尝试另一种方式。

这是我从一开始引用MSDN的部分理解的：

假设函数调用为GetDIBits(hdc, hbmp, uStartScan, cScanLines, lpvBits, lpbi, uUsage)；如果 lpvBits 为 NULL 且 lpvBits->bmiHeader.biBitCount 初始化为零，GetDIBits() 仅填写 lpbi->bmiHeader 而 lpbi->bmiColors 不会被修改。

这是理解它的正确方法吗？如果是这样，有没有办法让GetDIBits()填写lpbi->bmiColors，比如将lpvBits->bmiHeader.biBitCount初始化为位图的位深度？

我尝试如下测试 Question-1 的假设，但 GetDIBits() 在这种情况下失败：

void test(HWND hWnd) {
    // get a memory DC
    HDC hdc = GetDC(hWnd);
    HDC hdcmem = CreateCompatibleDC(hdc); // has 1x1 mono bitmap selected 
                                          // into it initially by default
    // select a 16x16 mono bmp into it
    const int bmp_h = 16, bmp_w = 16;
    const int bits_per_px = 1;
    HBITMAP hbmp = CreateCompatibleBitmap(hdcmem, bmp_h, bmp_w); // 16x16 mono bitmap
    HGDIOBJ hOldBmp = SelectObject(hdcmem, hbmp);

    // initialize BITMAPINFO ptr
    // (make sure to allocate a buffer large enough for 2 RGBQUADs 
    // in case color table is retured by GetDIBits() call)
    const int bmi_buf_sz =
        sizeof(BITMAPINFO) + sizeof(RGBQUAD) * (1 << bits_per_px); // 2 + 1(extra) RGBQUADs allocated for pbmi->bimColors
    BYTE* p_bmi_buf = new BYTE[bmi_buf_sz];
    BITMAPINFO* pbmi = reinterpret_cast<BITMAPINFO*>(p_bmi_buf);
    ZeroMemory(pbmi, bmi_buf_sz);

    // populate BITMAPINFO
    pbmi->bmiHeader.biSize = sizeof(BITMAPINFOHEADER);
    pbmi->bmiHeader.biBitCount = 1; // set to 1 just to see if GetDIBits()
                                    // fills in pbmi->bmiColors too
                                   // (when set to 0, only pbmi->bmiHeader is filled)
    if(!GetDIBits(hdcmem, hbmp,
                  0, (UINT)bmp_h,
                  NULL, pbmi, DIB_PAL_COLORS)) {
        MessageBox(hWnd, L"GetDIBits() failed!", NULL, MB_OK);
    }

    // clean-up
    delete[] p_bmi_buf;
    SelectObject(hdcmem, hOldBmp); // push hbmp out
    DeleteObject(hbmp);
    DeleteDC(hdcmem);
    ReleaseDC(hWnd, hdc);
}

【问题讨论】：

所有这些在 MSDN 中都有详尽的解释。见Bitmaps。
@IInspectable ：我已经阅读了整个“位图”部分以及几乎所有关于 GDI 的一般 MSDN 文档，但我仍然无法理解 OP 中引用的部分。我对 GDI 很陌生，而且我总是可能错过了一些东西。如果您能指出与我的问题相关的更具体的部分，我将不胜感激。
例如，对颜色表进行了非常详细的解释。 1-、2-、4- 和 8-bpp 位图具有颜色表，紧跟在 BITMAPINFO 结构之后。 16 和更高的 bpp 位图没有颜色表。这回答了问题 2。链接中也回答了其他问题。也许你只需要再读一遍。
@IInspectable ：我认为我已经掌握了这些部分。我担心可能是我的 OP 不够清楚。我的问题与引用部分的一般含义无关。只是在这些情况下它们对我来说没有意义。例如，我知道“颜色表”是什么，或者当它存在于位图中时它在哪里。我只是不明白“在没有颜色表的情况下填写BITMAPINFOHEADER 结构”是什么意思。 BITMAPINFOHEADER 不包含颜色表。它存储在BITMAPINFO 的bmiColors 数组成员中。
您正在将BITMAPINFO 结构传递给GetDIBits。

标签： c++ winapi gdi

【解决方案1】：

获取颜色表最简单的方法是使用GetDibColorTable：

HDC memdc = CreateCompatibleDC(NULL);
HBITMAP oldbmp = (HBITMAP)SelectObject(memdc, hbitmap);
int ncolors = 1 << bm.bmBitsPixel;
std::vector<RGBQUAD> rgb(ncolors);
if(ncolors == GetDIBColorTable(memdc, 0, ncolors, &rgb[0]))
{
    //success!
}
SelectObject(memdc, oldbmp);
DeleteDC(memdc);

回到您的问题：GetDIBits 期望 pbmi 包含全零（bmiHeader.biSize 成员除外）。所以pbmi->bmiHeader.biBitCount 应该为零。

//pbmi->bmiHeader.biBitCount = 1; <<= comment out this line

这应该有效；但是，正如文档中所述，这只会填充信息标题，而不是颜色表。要获得颜色表，您必须再次调用 GetDIBits，并为 dib 位分配足够的空间。

此外，DIB_PAL_COLORS 将返回调色板索引数组（我不确定你能用它做什么）。您可能需要使用DIB_RGB_COLORS 标志，当存在颜色表时，该标志将返回实际颜色。

用从文件加载的位图试试这个：

HBITMAP hbitmap = (HBITMAP)LoadImage(0, L"8bit.bmp",
    IMAGE_BITMAP, 0, 0, LR_CREATEDIBSECTION | LR_LOADFROMFILE);

BITMAP bm;
GetObject(hbitmap, sizeof(bm), &bm);

//don't continue for hi color bitmaps
if(bm.bmBitsPixel > 8) return;

int ncolors = 1 << bm.bmBitsPixel;
HDC memdc = CreateCompatibleDC(NULL);
int bmpinfo_size = sizeof(BITMAPINFOHEADER) + sizeof(RGBQUAD) * ncolors;
std::vector<BYTE> buf(bmpinfo_size);
BITMAPINFO* bmpinfo = (BITMAPINFO*)buf.data();
bmpinfo->bmiHeader.biSize = sizeof(BITMAPINFOHEADER);
if(!GetDIBits(memdc, hbitmap, 0, bm.bmHeight, NULL, bmpinfo, DIB_RGB_COLORS))
{
    DWORD err = GetLastError();
    //...
}

int dibsize = ((bm.bmWidth * bm.bmBitsPixel + 31) / 32) * 4 * bm.bmHeight;
std::vector<BYTE> dib(dibsize);
if(!GetDIBits(memdc, hbitmap, 0, (UINT)bm.bmHeight, &dib[0], bmpinfo, DIB_RGB_COLORS))
{
    DWORD err = GetLastError();
    //...
}

现在bmpinfo->bmiColors 应该包含与前面显示的rgb 数组相同的值。

BITMAPINFO 和 BITMAPINFOHEADER 之间可能存在混淆：

以上结构声明如下：

typedef struct tagBITMAPINFO {
    BITMAPINFOHEADER    bmiHeader;
    RGBQUAD             bmiColors[1];
} BITMAPINFO, FAR *LPBITMAPINFO, *PBITMAPINFO;

typedef struct tagBITMAPINFOHEADER{
        DWORD      biSize;
        LONG       biWidth;
        LONG       biHeight;
        WORD       biPlanes;
        WORD       biBitCount;
        DWORD      biCompression;
        DWORD      biSizeImage;
        LONG       biXPelsPerMeter;
        LONG       biYPelsPerMeter;
        DWORD      biClrUsed;
        DWORD      biClrImportant;
} BITMAPINFOHEADER, FAR *LPBITMAPINFOHEADER, *PBITMAPINFOHEADER;

所以BITMAPINFO 没有biBitCount 成员。但它确实有bmiHeader.biBitCount 成员。

当您声明BITMAPINFOHEADER 变量时，您必须设置biSize 成员（这是Windows 的版本控制理念）。当你声明一个 BITMAPINFO 变量时，你必须确保它的 BITMAPINFOHEADER 得到了处理。

请注意，大多数时候您不必担心调色板。例如LoadImage 将返回一个兼容的位图（如果您没有指定LR_CREATEDIBSECTION），您可以立即使用它。

【讨论】：

终于一切都清楚了，谢谢。现在我看到了我所有误解的关键点是我认为调用GetDIBits() 时使用BITMAPINFO 结构的完全初始化的bmiHeader 成员仅填充lpvBits，而实际上它也填充bmiColors 成员。我只是希望在文档中清楚。
是的，我也花了一个小时才弄清楚文档。
使用GetDIBits 和lpvBits 设置为NULL 将填充BITMAPINFO。但我认为最好手动填写BITMAPINFO。通常你可以从BITMAP和GetObject得到所有必要的BITMAPINFO值...

【解决方案2】：

虽然接受的答案涵盖了细节，但这更像是对 OP 中问题的直接回答。

假设函数调用为GetDIBits(hdc, hbmp, uStartScan, cScanLines, lpvBits, lpbi, uUsage)；

问题 1：

没错。 “BITMAPINFO的位数成员”指的是lpbi->bmiHeader.biBitCount。

问题 2：

当调用GetDIBits() 以获取DIB 位（即具有非空lpvBits 和适当初始化的lpbi->bmiHeader）时，lpbi->bmiColors 也被颜色表的函数填充（如果位深度为低于 24 bpp）。不幸的是，这在函数的文档中并不清楚。考虑到这一点，引用部分的意思是，当 lpvBits 为 NULL 且 lpbi->bmiHeader.biBitCount 为零时，该函数仅填充lpbi->bmiHeader，不 > 修改lpbi->bimColor（而不是在调用函数以获取 DIB 位时）。

问题 3：

您可以通过使用非空lpvBits 和适当初始化的lpbi->bmiHeader 调用该函数来返回lpbi->bmiColors 中的颜色表（对于8-bbp 或更少的位图）。 IOW，当您像往常一样调用该函数以获取 DIB 位时，它也会填充 lpbi->bmiColors。

编辑部分的问题：

如果 lpvBits 为 NULL 并且 lpvBits->bmiHeader.biBitCount 被初始化为零，GetDIBits() 仅填写 lpbi->bmiHeader 而 lpbi->bmiColors 是未修改。

这样理解正确吗？

是的，没错。

如果是这样，有没有办法让 GetDIBits() 填写 lpbi->bmiColors，比如初始化lpvBits->bmiHeader.biBitCount为位图的位深？

是的，有一种方法可以让函数返回颜色表，但正如在回答 Q2 中所解释的那样，仅将 lpvBits->bmiHeader.biBitCount 初始化为位图的位深度是不够的。 lpvBits->bmiHeader 的所有成员都必须正确初始化，lpvBits 必须为非空。这与调用函数获取DIB位基本相同。

【讨论】：