如何使用 ofstream 在 c++ 中将 512x512 像素数组写入 bmp 文件（256 色和 8 bpp）？

Question

让我从介绍开始。我一直在阅读有关位图文件格式（wiki、msdn 等）的信息并研究how to read and write bmp files in c++。我正在用 c++ 编写一个程序，不使用 bmp 库，它可以从 bmp 中提取数据，然后使用该数据创建一个新的 bmp。这样做的目的是查看新的图像文件是否与原始图像文件相同。然后，如果它有效，我可以继续操作提取的数据以执行直方图均衡。

目前，我的程序能够成功地从原始bmp文件中检索位图文件头和位图信息头，然后将其写入新的bmp文件。然后它对颜色表执行相同的操作。问题出现了，或者至少这是我目前认为的问题，与 Pixel 数据有关。看起来它被正确读取，甚至乍一看似乎被正确写入。当我在十六进制编辑器中打开新文件并将其与原始文件进行比较时，可以看到值在偏移量 (h) 630 处开始不同。此外，打开时的新图像看起来不像原始图像。

这是更新后的结构：

#pragma pack(2)                    // Using pragma to force structure format
struct BMPFH                       // Bitmap file header
{
  char HeaderField[2];             // Used to identify the BMP and DIB file is 0x42 0x4D in hexadecimal, same as BM in ASCII
  unsigned int Size_of_BMP;        // size of the BMP file in bytes
  unsigned short Reserved1;        // Reserved; actual value depends on the application that creates the image
  unsigned short Reserved2;        // "                                                                       "
  unsigned int StartAddress;       // offset, i.e. starting address, of the byte where the bitmap image data (pixel array) can be found
};

#pragma pack()
struct DIBH                        // Bitmap information header
{
  unsigned int Size_of_Header;     // Size of this header (40 bytes)
  signed int Width;                // bitmap width in pixels (signed integer)
  signed int Height;               // bitmap height in pixels (signed integer)
  unsigned short Num_of_Planes;    // number of color planes (must be 1)
  unsigned short Num_of_Bits;      // number of bits per pixel, which is the color depth (1, 4, 8, 16, 24, 32)
  unsigned int CompMethod;         // compression method being used (0, 1, 2, 3)
  unsigned int Size_of_Raw;        // size of the raw bitmap data
  signed int HRes;                 // horizontal resolution of the image. (pixel per meter, signed integer)
  signed int VRes;                 // vertical resolution of the image. (pixel per meter, signed integer)
  unsigned int Num_of_Col;         // number of colors in the color palette, or 0 to default to 2^n
  unsigned int Num_of_ICol;        // number of important colors used, or 0 when every color is important; generally ignored
};

struct ColorTable
{
    unsigned char data[1024];
};

struct Pixel
{
    unsigned char pix[262144];      
};

这是问题的更新相关代码：

//write pixel data to new file
    unsigned char p;
    for (int j = 0; j < H; j++)
    {
        for (int i = 0; i < W; i++)
        {
            p = opx.pix[j*W + i];
            outFile.write(reinterpret_cast<char*>(&p), sizeof(p));
        }
    }

这是输出到屏幕的内容：

 Bitmap File Header

 Header Field: BM
 Size of BMP: 263222
 Start Address: 1078

 Bitmap Information Header

 Header size: 40
 Image width: 512
 Image height: 512
 Number of bits for pixel: 8
 Used compression: 0
 Image size: 0
 Horizontal resolution: 2835
 Vertical resolution: 2835
 Number of colors in the color palette: 256
 Number of important colors used: 256
---------------------------------------------------

 Total number of bytes to store one row of pixels: 512

 Total amount of bytes to store the array of pixels: 262144

 The first three entries in color table: 0 0 0

 The first three pixels (Blue, Green, Red): 98 96 91

我使用的十六进制编辑器是 HxD。我使用的编译器是 Qt Creator。

这是我正在使用的 bmp 图片：https://drive.google.com/file/d/0B4emsCaxwnh5c3IxNWdsc1k2MGs/view?usp=sharing

感谢所有花费宝贵时间浏览这堵文字墙的人。我很感激反馈，如果我遗漏了一些明显的东西，一定要让我知道。

Answer 1

您的最终嵌套循环（输出循环）一遍又一遍地写入同一行像素数据。

//write pixel data to new file
unsigned char p;
for (int j = 0; j < H; j++)
    {
        for (int i = 0; i < W; i++)
        {
            p = opx.pix[i];
            outFile.write(reinterpret_cast<char*>(&p), sizeof(p));
        }
    }

这一行中的i：

            p = opx.pix[i];

是列偏移量。它从每一行重新开始。

要修复它，您可以将其更改为：

            p = opx.pix[j*W + i];

有更有效的方法可以做到这一点，但这会让您的代码正常工作。

十六进制编辑器中的 630 是文件开头的偏移量（以十六进制表示），您的问题似乎从那之后的六个字节开始。请注意，636h 将是第二行像素数据的第一个字节。 （文件头是14字节，DIB头是40字节，颜色表是1024字节，第一行是512字节。）这是寻找问题的线索。