1. 基本概念
先來用通俗的語句講解位圖和調色板的概念。
我們知道，自然界中的所有顏色都可以由紅、綠、藍(R，G，B)三基色組合而成。針對含有紅、綠、藍色成分的多少，可以對其分別分成0～255個等級，而紅、綠、藍的不同組合共有256×256×256種，因此約能表示1600萬種顏色。對於人眼而言，這已經是"真彩色"了。
對每個像素進行了（R，G，B）量化的圖像就是位圖，其在計算機中對應文件的擴展名一般爲.bmp。既然用R，G，B的量化值就可以直接記錄一張位圖的所有像素，那我們需要調色板幹什麼呢？
首先，我們可以計算完全利用（R，G，B）組合來存儲一個800×600的位圖所需要的空間爲：
800×600×3 = 1440000（字節）＝ 1.37M（字節）
驚人的大！因此，調色板橫空出世了，它的功能在於緩解位圖文件存儲空間過大的問題。
假設一個位圖爲16色，其像素總數爲800×600。我們只需要用4個bit就可以存儲這個位圖的每個像素在16種顏色中所處的等級，然後調色板提供了這16種等級對應的（R，G，B）值，這樣，存儲這個16色位圖只需要：
800×600×4/8 = 240000（字節）= 0.22 M（字節）
額外的存儲R，G，B表的開銷（即調色板Palette，也稱爲顏色查找表LUT）僅僅爲16×3＝48字節。
存儲空間被大爲減少！
常見的位圖有單色、16色、256色、16位及24位真彩色5種，對於前三者（即不大於256色）都可以調色板方式進行存儲，而對16位及24位真彩色以調色板進行存儲是不划算的，它們直接按照R，G，B分量進行存儲。
在此基礎上我們來分析DDB位圖（Device-dependent bitmap，與設備相關的位圖）與DIB位圖（Device-independent bitmap，與設備無關的位圖）的概念以及二者的區別。
DDB依賴於具體設備，它只能存在於內存中（視頻內存或系統內存），其顏色模式必須與特定的輸出設備相一致，使用系統調色板。一般只能載入色彩較簡單的DDB位圖，對於顏色較豐富的位圖，需使用DIB才能長期保存。
DIB不依賴於具體設備，可以用來永久性地保存圖象。DIB一般是以*.BMP文件的形式保存在磁盤中的，有時也會保存在*.DIB文件中。 DIB位圖的特點是將顏色信息儲存在位圖文件自身的顏色表中，應用程序要根據此顏色表爲DIB創建邏輯調色板。因此，在輸出一幅DIB位圖之前，程序應該將其邏輯調色板選入到相關的設備上下文並實現到系統調色板中。
4. DIB位圖編程
4.1位圖文件格式
先來分析DIB位圖文件的格式。位圖文件分爲四部分：
（1）位圖文件頭BITMAPFILEHEADER
位圖文件頭BITMAPFILEHEADER是一個結構體，長度爲14字節，定義爲：
| typedef struct tagBITMAPFILEHEADER { WORD bfType; //文件類型，必須是0x424D，即字符串"BM" DWORD bfSize; //文件大小，包括BITMAPFILEHEADER的14個字節 WORD bfReserved1; //保留字 WORD bfReserved2; //保留字 DWORD bfOffBits; //從文件頭到實際的位圖數據的偏移字節數 } BITMAPFILEHEADER; |
（2）位圖信息頭BITMAPINFOHEADER
位圖信息頭BITMAPINFOHEADER也是一個結構體，長度爲40字節，定義爲：
| typedef struct tagBITMAPINFOHEADER { DWORD biSize; //本結構的長度，爲40 LONG biWidth; //圖象的寬度，單位是象素 LONG biHeight; //圖象的高度，單位是象素 WORD biPlanes; //必須是1 WORD biBitCount; //表示顏色時要用到的位數，1(單色), 4(16色), 8(256色), 24(真彩色) DWORD biCompression; //指定位圖是否壓縮，有效的值爲BI_RGB，BI_RLE8，BI_RLE4，BI_BITFIELDS等，BI_RGB表示不壓縮 DWORD biSizeImage; //實際的位圖數據佔用的字節數，即 biSizeImage=biWidth’ × biHeight，biWidth’是biWidth 按照4的整倍數調整後的結果 LONG biXPelsPerMeter; //目標設備的水平分辨率，單位是每米的象素個數 LONG biYPelsPerMeter; //目標設備的垂直分辨率，單位是每米的象素個數 DWORD biClrUsed; //位圖實際用到的顏色數，0表示顏色數爲2biBitCount DWORD biClrImportant; //位圖中重要的顏色數，0表示所有顏色都重要 } BITMAPINFOHEADER; |
（3）調色板Palette
調色板Palette針對的是需要調色板的位圖，即單色、16色和256色位圖。對於不以調色板方式存儲的位圖，則無此項信息。調色板是一個數組，共有biClrUsed個元素(如果該值爲0，則有2biBitCount個元素)。數組中每個元素是一個RGBQUAD結構體，長度爲4個字節，定義爲：
| typedef struct tagRGBQUAD { BYTE rgbBlue; //藍色分量 BYTE rgbGreen; //綠色分量 BYTE rgbRed; //紅色分量 BYTE rgbReserved; //保留值 } RGBQUAD; |
（4）實際的位圖數據ImageDate
對於用到調色板的位圖，實際的圖象數據ImageDate爲該象素的顏色在調色板中的索引值；對於真彩色圖，圖象數據則爲實際的R、G、B值：
a.單色位圖：用1bit就可以表示象素的顏色索引值；
b.16色位圖：用4bit可以表示象素的顏色索引值；
c. 256色位圖：1個字節表示1個象素的顏色索引值；
d.真彩色：3個字節表示1個象素的顏色R，G，B值。
此外，位圖數據每一行的字節數必須爲4的整倍數，如果不是，則需要補齊。奇怪的是，位圖文件中的數據是從下到上（而不是從上到下）、從左到右方式存儲的。
4.2位圖的顯示
Visual C++ MFC中沒有提供一個專門的類來處理DIB位圖，因此，爲了方便地使用位圖文件，我們有必要派生一個CDib類。類的源代碼如下：
(1) CDib類的聲明
| // DIB.h：類CDib聲明頭文件 #ifndef __DIB_H__ #define __DIB_H__ #include <wingdi.h> class CDib { public: CDib(); ~CDib(); BOOL Load( const char * ); BOOL Save( const char * ); BOOL Draw( CDC *, int nX = 0, int nY = 0, int nWidth = -1, int nHeight = -1, int mode = SRCCOPY); BOOL SetPalette( CDC * ); private: CPalette m_Palette; unsigned char *m_pDib, *m_pDibBits; DWORD m_dwDibSize; BITMAPINFOHEADER *m_pBIH; RGBQUAD *m_pPalette; int m_nPaletteEntries; }; #endif |
(2) CDib類的實現
| // DIB.cpp：類CDib實現文件 #include "stdafx.h" #include "DIB.h" CDib::CDib() { m_pDib = NULL; } CDib::~CDib() { // 如果位圖已經被加載，釋放內存 if (m_pDib != NULL) delete []m_pDib; } |
下面這個函數非常重要，其功能爲加載位圖，類似於CBitmap類的LoadBitmap函數：
| BOOL CDib::Load(const char *pszFilename) { CFile cf; // 打開位圖文件 if (!cf.Open(pszFilename, CFile::modeRead)) return (FALSE); // 獲得位圖文件大小，並減去BITMAPFILEHEADER的長度 DWORD dwDibSize; dwDibSize = cf.GetLength() - sizeof(BITMAPFILEHEADER); // 爲DIB位圖分配內存 unsigned char *pDib; pDib = new unsigned char[dwDibSize]; if (pDib == NULL) return (FALSE); BITMAPFILEHEADER BFH; // 讀取位圖文件數據 try { // 文件格式是否正確有效 if ( cf.Read(&BFH, sizeof(BITMAPFILEHEADER)) != sizeof(BITMAPFILEHEADER) || BFH.bfType != ’MB’ || cf.Read(pDib, dwDibSize) != dwDibSize) { delete []pDib; return (FALSE); } } catch (CFileException *e) { e->Delete(); delete []pDib; return (FALSE); } // delete先前加載的位圖 if (m_pDib != NULL) delete m_pDib; // 將臨時Dib數據指針和Dib大小變量賦給類成員變量 m_pDib = pDib; m_dwDibSize = dwDibSize; // 爲相應類成員變量賦BITMAPINFOHEADER和調色板指針 m_pBIH = (BITMAPINFOHEADER*)m_pDib; m_pPalette = (RGBQUAD*) &m_pDib[sizeof(BITMAPINFOHEADER)]; // 計算調色板中實際顏色數量 m_nPaletteEntries = 1 << m_pBIH->biBitCount; if (m_pBIH->biBitCount > 8) m_nPaletteEntries = 0; else if (m_pBIH->biClrUsed != 0) m_nPaletteEntries = m_pBIH->biClrUsed; // 爲相應類成員變量賦image data指針 m_pDibBits = &m_pDib[sizeof(BITMAPINFOHEADER) + m_nPaletteEntries * sizeof (RGBQUAD)]; // delete先前的調色板 if (m_Palette.GetSafeHandle() != NULL) m_Palette.DeleteObject(); // 如果位圖中存在調色板，創建LOGPALETTE 及CPalette if (m_nPaletteEntries != 0) { LOGPALETTE *pLogPal = (LOGPALETTE*)new char[sizeof(LOGPALETTE) + m_nPaletteEntries *sizeof(PALETTEENTRY)]; if (pLogPal != NULL) { pLogPal->palVersion = 0x300; pLogPal->palNumEntries = m_nPaletteEntries; for (int i = 0; i < m_nPaletteEntries; i++) { pLogPal->palPalEntry[i].peRed = m_pPalette[i].rgbRed; pLogPal->palPalEntry[i].peGreen = m_pPalette[i].rgbGreen; pLogPal->palPalEntry[i].peBlue = m_pPalette[i].rgbBlue; } //創建CPalette並釋放LOGPALETTE的內存 m_Palette.CreatePalette(pLogPal); delete []pLogPal; } } return (TRUE); } //函數功能：保存位圖入BMP文件 BOOL CDib::Save(const char *pszFilename) { if (m_pDib == NULL) return (FALSE); CFile cf; if (!cf.Open(pszFilename, CFile::modeCreate | CFile::modeWrite)) return (FALSE); try { BITMAPFILEHEADER BFH; memset(&BFH, 0, sizeof(BITMAPFILEHEADER)); BFH.bfType = ’MB’; BFH.bfSize = sizeof(BITMAPFILEHEADER) + m_dwDibSize; BFH.bfOffBits = sizeof(BITMAPFILEHEADER) + sizeof(BITMAPINFOHEADER) + m_nPaletteEntries *sizeof(RGBQUAD); cf.Write(&BFH, sizeof(BITMAPFILEHEADER)); cf.Write(m_pDib, m_dwDibSize); } catch (CFileException *e) { e->Delete(); return (FALSE); } return (TRUE); } |
下面這個函數也非常重要，其功能爲在pDC指向的CDC中繪製位圖，起點座標爲(nX,nY)，繪製寬度和高度爲nWidth、nHeight，最後一個參數是光柵模式：
| BOOL CDib::Draw(CDC *pDC, int nX, int nY, int nWidth, int nHeight, int mode) { if (m_pDib == NULL) return (FALSE); // 獲取位圖寬度和高度賦值 if (nWidth == - 1) nWidth = m_pBIH->biWidth; if (nHeight == - 1) nHeight = m_pBIH->biHeight; // 繪製位圖 StretchDIBits(pDC->m_hDC, nX, nY, nWidth, nHeight, 0, 0, m_pBIH->biWidth, m_pBIH->biHeight, m_pDibBits, (BITMAPINFO*)m_pBIH, BI_RGB, mode); return (TRUE); } //函數功能：設置調色板 BOOL CDib::SetPalette(CDC *pDC) { if (m_pDib == NULL) return (FALSE); // 檢查當前是否有一個調色板句柄，對於大於256色的位圖，爲NULL if (m_Palette.GetSafeHandle() == NULL) return (TRUE); // 選擇調色板，接着實施之，最後恢復老的調色板 CPalette *pOldPalette; pOldPalette = pDC->SelectPalette(&m_Palette, FALSE); pDC->RealizePalette(); pDC->SelectPalette(pOldPalette, FALSE); return (TRUE); } |
從整個CDib類的代碼中我們可以看出，DIB位圖的顯示需遵循如下步驟：
（1）讀取位圖，本類中使用pDib = new unsigned char[dwDibSize]爲位圖中的信息分配內存，另一種方法是調用API函數CreateDIBSection，譬如：
| m_hBitmap = ::CreateDIBSection(pDC->GetSafeHdc(), (LPBITMAPINFO) m_lpBMPHdr, DIB_RGB_COLORS, (LPVOID*) &m_lpDIBits, NULL, 0); |
m_hBitmap定義爲：
| HBITMAP m_hBitmap; |
（2）根據讀取的位圖信息，計算出調色板大小，然後創建調色板；
（3）調用CDib::SetPalette( CDC *pDC )設置調色板，需要用到CDC::SelectPalette及CDC::RealizePalette兩個函數；
（4）調用CDib::Draw(CDC *pDC, int nX, int nY, int nWidth, int nHeight, int mode)函數繪製位圖。在此函數中，真正發揮顯示位圖作用的是對StretchDIBits API函數的調用。StretchDIBits函數具有縮放功能，其最後一個參數也是光柵操作的模式。
下面給出DIB位圖的打開及顯示並在其中加入天極網logo的函數源代碼。"DIB位圖"父菜單下"打開"子菜單的單擊事件消息處理函數爲（其功能爲打開位圖並顯示之）：
| void CBitMapExampleDlg::OnOpendibpic() { // 彈出文件對話框，讓用戶選擇位圖文件 CFileDialog fileDialog(TRUE, "*.BMP", NULL, NULL,"位圖文件(*.BMP)|*.bmp;*.BMP|"); if (IDOK == fileDialog.DoModal()) { // 加載位圖並顯示之 CDib dib; if (dib.Load(fileDialog.GetPathName())) { CClientDC dc(this); dib.SetPalette(&dc); dib.Draw(&dc); } } } |
"DIB位圖"父菜單下"標記"子菜單的單擊事件消息處理函數爲（其功能爲給位圖加上天極網logo）：
| void CBitMapExampleDlg::OnMarkDibpic() { // 彈出文件對話框，讓用戶選擇標記logo CFileDialog fileDialog(TRUE, "*.BMP", NULL, NULL, "標記位圖文件(*.BMP)|*.bmp;*.BMP|"); if (IDOK == fileDialog.DoModal()) { // 加載標記logo位圖並與目標位圖相與 CDib dib; if (dib.Load(fileDialog.GetPathName())) { CClientDC dc(this); dib.SetPalette(&dc); dib.Draw(&dc, 0, 0, - 1, - 1, SRCAND); } } } |
