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详解Linux下读取位图的注意事项

2016年11月30日 作者：yutianzuijin

详解Linux下读取位图的注意事项

 在Linux下读取位图遇到的问题，很好地体现了linux与Windows操作系统的不同。按理说位图格式与操作系统无关，读取也应该无关，实际上在位图读到内存中时已经不同。下面主要介绍自己在Linux下操作位图遇到的问题。

（一）、位图结构

    位图一开始是两个结构体，包括位图的详细信息，是读取后面数据的关键。所以读取位图首先要正确读取这两个结构体：BITMAPFILEHEADER和BITMAPINFOHEADER。其具体定义为：

typedef struct tagBITMAPFILEHEADER 
{ // bmfh 
  WORD  bfType; 
  DWORD  bfSize; 
  WORD  bfReserved1; 
  WORD  bfReserved2; 
  DWORD  bfOffBits; 
}__attribute__ ((packed))BITMAPFILEHEADER; 
typedef struct tagBITMAPINFOHEADER 
{ // bmih 
  DWORD biSize; 
  LONG  biWidth; 
  LONG  biHeight; 
  WORD  biPlanes; 
  WORD  biBitCount; 
  DWORD biCompression; 
  DWORD biSizeImage; 
  LONG  biXPelsPerMeter; 
  LONG  biYPelsPerMeter; 
  DWORD biClrUsed; 
  DWORD biClrImportant; 
}__attribute__ ((packed))BITMAPINFOHEADER;

    上面两个结构是Windows下可以正常使用的。但是Linux下没有WORD、DWORD之类的变量类型，所以我们需要将这些变量映射到Linux下的常用变量类型：

typedef unsigned short WORD; 
typedef unsigned int DWORD; 
typedef int LONG;//use int not long here!!! 
typedef unsigned char BYTE;

    上述映射要特别注意每个类型的字节数。不同的操作系统变量的长度不同，我们在定义时首先需要用sizeof获得本机器的变量类型长度，然后再根据位图每个属性长度去选择合适的变量类型。在此第三个变量LONG在windows下是四个字节，但是在Linux下是八个字节，所以我们需要用int来代替LONG。

（二）、对齐

     在位图结构的定义中，我们在结构体名称前面添加了语句__attribute__ ((packed))。__attribute__ ((packed)) 的作用就是告诉编译器取消结构在编译过程中的优化对齐,按照实际占用字节数进行对齐，是GCC特有的语法。在windows下，读取操作不会优化，按照结构体实际的大小去读取，但是在Linux下，为了加快访存速度，会启用访存的对齐操作。这时读到内存中的结构体大小就大于最初的定义，此时如果按照之前的大小去访问位图属性，将读到错误的数值。为了使访问方便，我们需要禁止对齐优化。

（三）、位图数据

    对于24位真彩色位图，位图不包括调色板，位图数据就是RGB颜色的值。所以很多人认为数据的大小就是3*height*width，读取数据的时候直接利用这个大小，但这是错误的。24位真彩色位图每一行还需要满足一个条件：数据长度能被4整除，否则需要用0补齐到能被4整除。所以读取的过程需要一行一行完成，而且在每一行的末尾，我们都需要跳过一定数量的0，这个计算公式如下：                                   

    skip=(4-(3*width)%4)%4;

    C语言下，读取过程如下：

for(int i=0;i<height;i++) 
{ 
  fread(p,sizeof(unsigned char)*width*3,1,fp); 
  p+=sizeof(unsigned char)*width)*3; 
  fseek(fp,skip*sizeof(unsigned char),SEEK_CUR); 
 
}

（四）、RGB顺序

    如前所述，24位真彩色位图不包括调色板，位图数据就是RGB颜色的值，每个颜色占据一个字节。此时很多人认为颜色的顺序是R、G、B，但这也是错误的，实际的顺序应该是B、G、R。这一点也需要特别注意。

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