（学习笔记3）BMP位图的读取与显示

在（学习笔记2）中，我们已经详细说明如何去创建MFC。在这节中，主要解决BMP位图照片的读取和显示问题。

我们新建一个工程demo1。创建步骤请看（学习笔记2）中详细说明。

创建成功后，如下图所示：



下面我们添加一个ImageDib这个类，在头文件中添加ImageDib.h，在源文件中添加ImageDib.cpp。

我在代码尽可能都写有注释，另外对BMP格式还不熟悉的请查看（学习笔记1）。



Image.h的源码如下：

// ImageDib.h: interface for the ImageDib class.
//
// Author: caicai_nbu
// Date:2016.4.5
//////////////////////////////////////////////////////////////////////

#if !defined(AFX_IMAGEDIB_H__4FC00616_753D_4313_8CAE_4B5E8ED02544__INCLUDED_)
#define AFX_IMAGEDIB_H__4FC00616_753D_4313_8CAE_4B5E8ED02544__INCLUDED_

#if _MSC_VER > 1000
#pragma once
#endif // _MSC_VER > 1000

class ImageDib
{
//成员变量
public:
unsigned char * m_pImgData;                 //图像数据指针
LPRGBQUAD m_lpColorTable;               //图像颜色表指针
int m_nBitCount;                        //每像素占的位数

private:
LPBYTE m_lpDib;                     //指向DIB的指针
HPALETTE m_hPalette;                    //逻辑调色板句柄
int m_nColorTableLength;                    //颜色表长度（多少个表项）

public:
int m_imgWidth;                         //图像的宽，像素为单位
int m_imgHeight;                        //图像的高，像素为单位
LPBITMAPINFOHEADER m_lpBmpInfoHead;     //图像信息头指针

//成员函数
public:
ImageDib();                         //构造函数
ImageDib(CSize size, int nBitCount, LPRGBQUAD lpColorTable,
unsigned char *pImgData);           //带参数的构造函数
~ImageDib();                       //析构函数
BOOL Read(LPCTSTR lpszPathName);        //DIB读函数
BOOL Write(LPCTSTR lpszPathName);       //DIB写函数
int ComputeColorTabalLength(int nBitCount); //计算颜色表的长度
BOOL Draw(CDC* pDC, CPoint origin, CSize size); //图像绘制
CSize GetDimensions();                  //读取图像维数
void ReplaceDib(CSize size, int nBitCount, LPRGBQUAD lpColorTable,
unsigned char *pImgData);               //用新的数据替换DIB

private:
void MakePalette();                     //创建逻辑调色板
void Empty();                           //清理空间

};

#endif // !defined(AFX_IMAGEDIB_H__4FC00616_753D_4313_8CAE_4B5E8ED02544__INCLUDED_)

ImageDib.cpp的源代码如下：

// ImageDib.cpp: implementation of the ImageDib class.
//
// Author: caicai_nbu
// Date:2016.4.5
//////////////////////////////////////////////////////////////////////

#include "stdafx.h"
#include "demo1.h"
#include "ImageDib.h"

#ifdef _DEBUG
#undef THIS_FILE
static char THIS_FILE[]=__FILE__;
#define new DEBUG_NEW
#endif

//////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Construction/Destruction
//////////////////////////////////////////////////////////////////////

ImageDib::ImageDib()
{
m_lpDib=NULL;                   //初始化m_lpDib为空。
m_lpColorTable=NULL;                //颜色表指针为空
m_pImgData=NULL;                //图像数据指针为空
m_lpBmpInfoHead=NULL;               //图像信息头指针为空
m_hPalette = NULL;                  //调色板为空
}

ImageDib::~ImageDib()
{
//释放m_lpDib所指向的内存缓冲区
if(m_lpDib != NULL)
delete [] m_lpDib;

//如果有调色板，释放调色板缓冲区
if(m_hPalette != NULL)
::DeleteObject(m_hPalette);
}

ImageDib::ImageDib(CSize size, int nBitCount, LPRGBQUAD lpColorTable,
unsigned char *pImgData)
{
//如果没有位图数据传入，我们认为是空的DIB，此时不分配DIB内存
if(pImgData == NULL){
m_lpDib = NULL;
m_lpColorTable = NULL;
m_pImgData = NULL;  // 图像数据
m_lpBmpInfoHead = NULL; //  图像信息头
m_hPalette = NULL;
}
else
{//如果有位图数据传入
//图像的宽、高、每像素位数等成员变量赋值
m_imgWidth = size.cx;
m_imgHeight = size.cy;
m_nBitCount = nBitCount;

//根据每像素位数，计算颜色表长度
m_nColorTableLength = ComputeColorTabalLength(nBitCount);

//每行像素所占字节数，必须扩展成4的倍数
int lineByte = (m_imgWidth*nBitCount/8+3)/4*4;

//位图数据缓冲区的大小（图像大小）
int imgBufSize = m_imgHeight*lineByte;

//为m_lpDib一次性分配内存，生成DIB结构
m_lpDib = new BYTE [sizeof(BITMAPINFOHEADER) +
sizeof(RGBQUAD) * m_nColorTableLength+imgBufSize];

//填写BITMAPINFOHEADER结构
m_lpBmpInfoHead = (LPBITMAPINFOHEADER) m_lpDib;
m_lpBmpInfoHead->biSize = sizeof(BITMAPINFOHEADER);
m_lpBmpInfoHead->biWidth = m_imgWidth;
m_lpBmpInfoHead->biHeight = m_imgHeight;
m_lpBmpInfoHead->biPlanes = 1;
m_lpBmpInfoHead->biBitCount = m_nBitCount;
m_lpBmpInfoHead->biCompression = BI_RGB;
m_lpBmpInfoHead->biSizeImage = 0;
m_lpBmpInfoHead->biXPelsPerMeter = 0;
m_lpBmpInfoHead->biYPelsPerMeter = 0;
m_lpBmpInfoHead->biClrUsed = m_nColorTableLength;
m_lpBmpInfoHead->biClrImportant = m_nColorTableLength;

//调色板句柄初始化为空，有颜色表时，MakePalette()函数要生成新的调色板
m_hPalette = NULL;
//如果有颜色表，则将颜色表拷贝进DIB的颜色表位置
if(m_nColorTableLength != 0){

//m_lpColorTable指向DIB颜色表的起始位置
m_lpColorTable = (LPRGBQUAD)(m_lpDib+sizeof(BITMAPINFOHEADER));

//颜色表拷贝
memcpy(m_lpColorTable,lpColorTable,sizeof(RGBQUAD) * m_nColorTableLength);

//创建逻辑调色板
MakePalette();
}

//m_pImgData指向DIB位图数据起始位置
m_pImgData = (LPBYTE)m_lpDib+sizeof(BITMAPINFOHEADER)+
sizeof(RGBQUAD) * m_nColorTableLength;

//拷贝图像数据进DIB位图数据区
memcpy(m_pImgData,pImgData,imgBufSize);
}

}

BOOL ImageDib::Read(LPCTSTR lpszPathName)
{
//读模式打开图像文件
CFile file;
if (!file.Open(lpszPathName, CFile::modeRead | CFile::shareDenyWrite))
return FALSE;
BITMAPFILEHEADER bmfh;
//读取BITMAPFILEHEADER结构到变量bmfh中
int nCount=file.Read((LPVOID) &bmfh, sizeof(BITMAPFILEHEADER));
//为m_lpDib分配空间，读取DIB进内存
if(m_lpDib != NULL) delete []m_lpDib;
m_lpDib = new BYTE[file.GetLength() - sizeof(BITMAPFILEHEADER)];
file.Read(m_lpDib, file.GetLength() - sizeof(BITMAPFILEHEADER));
//m_lpBmpInfoHead位置为m_lpDib起始位置
m_lpBmpInfoHead = (LPBITMAPINFOHEADER)m_lpDib;
//为成员变量赋值
m_imgWidth = m_lpBmpInfoHead->biWidth;
m_imgHeight = m_lpBmpInfoHead->biHeight;
m_nBitCount = m_lpBmpInfoHead->biBitCount;
//计算颜色表长度
m_nColorTableLength = ComputeColorTabalLength(m_lpBmpInfoHead->biBitCount);
//如果有颜色表,则创建逻辑调色板
m_hPalette = NULL;
if(m_nColorTableLength != 0)
{
m_lpColorTable = (LPRGBQUAD)(m_lpDib+sizeof(BITMAPINFOHEADER));
MakePalette();
}
//m_pImgData指向DIB的位图数据起始位置
m_pImgData = (LPBYTE)m_lpDib+sizeof(BITMAPINFOHEADER) +
sizeof(RGBQUAD) * m_nColorTableLength;
return TRUE;
}

BOOL ImageDib::Write(LPCTSTR lpszPathName)
{
//写模式打开文件
CFile file;
if (!file.Open(lpszPathName, CFile::modeCreate | CFile::modeReadWrite
| CFile::shareExclusive))
return FALSE;

//填写文件头结构
BITMAPFILEHEADER bmfh;
bmfh.bfType = 0x4d42;  // 'BMP'
bmfh.bfSize = 0;
bmfh.bfReserved1 = bmfh.bfReserved2 = 0;
bmfh.bfOffBits = sizeof(BITMAPFILEHEADER) + sizeof(BITMAPINFOHEADER) +
sizeof(RGBQUAD) * m_nColorTableLength;
try
{
//文件头结构写进文件
file.Write((LPVOID) &bmfh, sizeof(BITMAPFILEHEADER));

//文件信息头结构写进文件
file.Write(m_lpBmpInfoHead,  sizeof(BITMAPINFOHEADER));

//如果有颜色表的话，颜色表写进文件
if(m_nColorTableLength != 0)
file.Write(m_lpColorTable, sizeof(RGBQUAD) * m_nColorTableLength);

//位图数据写进文件
int imgBufSize = (m_imgWidth*m_nBitCount/8+3)/4*4*m_imgHeight;
file.Write(m_pImgData, imgBufSize);
}
catch(CException* pe)
{
pe->Delete();
MessageBox(0,TEXT("write error"),TEXT("提示"),MB_OK);
return FALSE;
}

//函数返回
return TRUE;
}

void ImageDib::MakePalette()
{
//如果颜色表长度为0，则不创建逻辑调色板
if(m_nColorTableLength == 0)
return;
//删除旧的逻辑调色板句柄
if(m_hPalette != NULL) ::DeleteObject(m_hPalette);
//申请空间，根据颜色表生成LOGPALETTE结构
LPLOGPALETTE pLogPal = (LPLOGPALETTE) new char[2 * sizeof(WORD) +
m_nColorTableLength * sizeof(PALETTEENTRY)];
pLogPal->palVersion = 0x300;
pLogPal->palNumEntries = m_nColorTableLength;
LPRGBQUAD m_lpDibQuad = (LPRGBQUAD) m_lpColorTable;

for(int i = 0; i < m_nColorTableLength; i++)
{
pLogPal->palPalEntry[i].peRed = m_lpDibQuad->rgbRed;
pLogPal->palPalEntry[i].peGreen = m_lpDibQuad->rgbGreen;
pLogPal->palPalEntry[i].peBlue = m_lpDibQuad->rgbBlue;
pLogPal->palPalEntry[i].peFlags = 0;
m_lpDibQuad ++;
}
//创建逻辑调色板
m_hPalette = ::CreatePalette(pLogPal);
//释放空间
delete pLogPal;
}

int ImageDib::ComputeColorTabalLength(int nBitCount)
{
int colorTableLength;
switch(nBitCount)
{
case 1:
colorTableLength = 2;
break;

case 4:
colorTableLength = 16;
break;

case 8:
colorTableLength = 256;
break;

case 16:
case 24:
case 32:
colorTableLength = 0;
break;

default:
ASSERT(FALSE);
}

ASSERT((colorTableLength >= 0) && (colorTableLength <= 256));
return colorTableLength;
}

BOOL ImageDib::Draw(CDC* pDC, CPoint origin, CSize size)
{
HPALETTE hOldPal=NULL;              //旧的调色板句柄
if(m_lpDib == NULL) return FALSE;           //如果DIB为空，则返回0
if(m_hPalette != NULL)
{                   //如果DIB有调色板
//将调色板选进设备环境中
hOldPal=::SelectPalette(pDC->GetSafeHdc(), m_hPalette, TRUE);
pDC->RealizePalette();
}
pDC->SetStretchBltMode(COLORONCOLOR);  //设置位图伸缩模式
//将DIB在pDC所指向的设备上进行显示
::StretchDIBits(pDC->GetSafeHdc(), origin.x, origin.y, size.cx, size.cy,
0, 0, m_lpBmpInfoHead->biWidth, m_lpBmpInfoHead->biHeight,m_pImgData,
(LPBITMAPINFO) m_lpBmpInfoHead, DIB_RGB_COLORS, SRCCOPY);
if(hOldPal!=NULL)                       //恢复旧的调色板
::SelectPalette(pDC->GetSafeHdc(), hOldPal, TRUE);
return TRUE;
}

CSize ImageDib::GetDimensions()
{
if(m_lpDib == NULL) return CSize(0, 0);
return CSize(m_imgWidth, m_imgHeight);
}

void ImageDib::Empty()
{
//释放DIB内存缓冲区
if(m_lpDib != NULL)
{
delete [] m_lpDib;
m_lpDib = NULL;
m_lpColorTable = NULL;
m_pImgData = NULL;
m_lpBmpInfoHead = NULL;
}
//释放逻辑调色板缓冲区
if(m_hPalette != NULL)
{
::DeleteObject(m_hPalette);
m_hPalette = NULL;
}
}

void ImageDib::ReplaceDib(CSize size, int nBitCount,
LPRGBQUAD lpColorTable,unsigned char *pImgData)
{
//释放原DIB所占空间
Empty();

//成员变量赋值
m_imgWidth = size.cx;
m_imgHeight = size.cy;
m_nBitCount = nBitCount;

//计算颜色表的长度
m_nColorTableLength = ComputeColorTabalLength(nBitCount);

//每行像素所占字节数，扩展成4的倍数
int lineByte = (m_imgWidth*nBitCount/8+3)/4*4;

//位图数据的大小
int imgBufSize = m_imgHeight*lineByte;

//为m_lpDib重新分配空间，以存放新的DIB
m_lpDib=new BYTE [sizeof(BITMAPINFOHEADER) +
sizeof(RGBQUAD) * m_nColorTableLength+imgBufSize];

//填写位图信息头BITMAPINFOHEADER结构
m_lpBmpInfoHead = (LPBITMAPINFOHEADER) m_lpDib;
m_lpBmpInfoHead->biSize = sizeof(BITMAPINFOHEADER);
m_lpBmpInfoHead->biWidth = m_imgWidth;
m_lpBmpInfoHead->biHeight = m_imgHeight;
m_lpBmpInfoHead->biPlanes = 1;
m_lpBmpInfoHead->biBitCount = m_nBitCount;
m_lpBmpInfoHead->biCompression = BI_RGB;
m_lpBmpInfoHead->biSizeImage = 0;
m_lpBmpInfoHead->biXPelsPerMeter = 0;
m_lpBmpInfoHead->biYPelsPerMeter = 0;
m_lpBmpInfoHead->biClrUsed = m_nColorTableLength;
m_lpBmpInfoHead->biClrImportant = m_nColorTableLength;

//调色板置空
m_hPalette = NULL;

//如果有颜色表，则将颜色表拷贝至新生成的DIB，并创建逻辑调色板
if(m_nColorTableLength!=0)
{
m_lpColorTable=(LPRGBQUAD)(m_lpDib+sizeof(BITMAPINFOHEADER));
memcpy(m_lpColorTable,lpColorTable,sizeof(RGBQUAD) * m_nColorTableLength);
MakePalette();
}

//m_pImgData指向DIB的位图数据起始位置
m_pImgData = (LPBYTE)m_lpDib+sizeof(BITMAPINFOHEADER)+
sizeof(RGBQUAD) * m_nColorTableLength;

//将新位图数据拷贝至新的DIB中
memcpy(m_pImgData,pImgData,imgBufSize);
}

接下来操作如下图：



在头文件demo1Doc.h中添加

#include"ImageDib.h"

然后在demo1Doc.h中声明ImgDib类的对象，从打开文件中读入的数据放在该对象中，如下图所示：



接着在demo1Doc.h中OnOpenDocument和

OnSaveDocument函数。

如下图所示：



Ok，下一步我们，对demo1Doc.cpp中的构造函数，析构函数，以及OnOpenDocument和OnSaveDocument函数进行重写。

如下截屏：



重写代码如下：

Cdemo1Doc::Cdemo1Doc()
{
// TODO: 在此添加一次性构造代码
m_dib = new ImageDib;
}

Cdemo1Doc::~Cdemo1Doc()
{
if (m_dib != NULL)
{
delete m_dib;
m_dib = 0;
}
}

重写代码如下：

BOOL Cdemo1Doc::OnNewDocument()
{
if (!CDocument::OnNewDocument())
return FALSE;

// TODO: 在此添加重新初始化代码
// (SDI 文档将重用该文档)

return TRUE;
}

BOOL Cdemo1Doc::OnOpenDocument(LPCTSTR lpszPathName)
{
if (m_dib->Read(lpszPathName) == TRUE)
{
SetModifiedFlag(FALSE);     // start off with unmodified
return TRUE;
}
else
return 0;
}

下面进行解释一下：OnOpenDocument函数仅是实现将数字图像读入内存。如果在文档所对应的视窗内进行数字图像显示，还需要对视窗类demo1View的OnDraw函数进行重写。首先我们需要在demo1View.h中包含Image.h这个头文件。然后对OnDraw进行重写。

截屏如下：



OnDraw函数重写如下截屏：



重写代码如下

void Cdemo1View::OnDraw(CDC* pDC)
{
Cdemo1Doc* pDoc = GetDocument();            //获取文档类指针
ASSERT(pDoc != NULL);
ImageDib* pDib = pDoc->m_dib;                   //返回m_dib的指针

pDib->Draw(pDC, CPoint(0, 0), pDib->GetDimensions());   //显示DIB

// TODO: 在此处为本机数据添加绘制代码
}

Ok。这样就完全创建好了，置于代码我已经写了很多注释了，请自行查看。

我们运行一下：



下一次我们对BMP照片进行灰度变换 几何变换到等。