Графический файл с расширением bmp. Что такое расширение файла BMP? Обзор структуры файла

Формат файла bmp относиться к растровым изображением и пользуется немалой популярностью. Его хорошо «понимает» любая операционная система виндовс.

Открытие файла с расширением bmp на компьютере, должно происходить автоматически – достаточно кликнуть по нему дважды левой кнопкой мыши.

Если же у вас этого не происходит, то скорее всего нарушена ассоциация файлов, тогда системе нужно в ручном режиме указать чем его открыть.

Для этого нажмите на ваш файл bmp правой мышью, подведите курсор к строке «открыть с помощью» и выберите любую программу (если таковы установлены) по своему усмотрению, например паинт.

Какой программой открыть расширение bmp

Самый простой способ открыть формат bmp – это программа фотоальбом виндовс. Скачивать ее не нужно – идет вместе с операционкой, то есть должна быть у всех.

Вторая программа «паинт». Скачивать также не нужно – встроена в виндовс по умолчанию, кроме того, ею можно расширение bmp не только редактировать, но и после открытия сохранить в другом формате, например jpg – для просмотра в телефоне.

Третья программа «PhotoScape». Ее придется скачать. Она бесплатна, на русском и при ее помощи кроме просмотра можно картинки bmp обрабатывать.

Четвертое приложение Paint.NET. Она также бесплатная имеет русский интерфейс, удобная и очень проста в использовании, с множеством инструментов для корректировки и редактирования изображений и фото – это как бы заменитель стандартного «Paint»

Пятая программа «GIMP». Ее приравнивают к фотошопу. Это бесплатный графический редактор для профессионального использования, обладающий всеми необходимыми функциями и отличающийся простотой.

Предоставленные выше программы, открывающие файлы в этом формате – далеко не все. Их десятки, но этих обычному пользователю компьютера вполне достаточно. Успехов.

О том, как спрятать текст в bitmap-изображении. К сожалению, топиков на эту тему я не нашел и решил восполнить данный пробел. Под катом Вы найдете способ сокрытия текста в bitmap"е, а также реализацию на C#.

Постановка задачи

Спрятать произвольный текст в кодировке windows-1251 в 24-разрядный bitmap рисунок и излвечь его обратно без искажений.

Структура bmp-файла

Для начала напомню, что из себя представляет bitmap-файл. Я уверен, что Вы все это прекрасно знаете, просто будет нагляднее описывать алгоритм сокрытия текста на базе изложенного материала. И так. Любой bmp-файла состоит из четырех частей:

1. Заголовок файла
2. Заголовок изображения (может отсутствовать)
3. Палитра (может отсутствовать)
4. Само изображение

Заголовок файла содержит служебную информацию, в том числе разрядность рисунка. Кстати, для 24-разрядного рисунка палитра не используется. По скольку мы в задании четко обозначили, что будем работать только с 24-разрядными изображениями, то в идеале можно проверить входное изображение на соответствие требованиям.
Теперь перейдем, непосредственно, к самому изображению. Как Вам известно, формат bmp по умолчанию не предусматривает сжатие (хотя есть поддержка сжатия по алгоритму RLE). Таким образом каждый пиксел в нашем случае кодируется 24 битами, по байту на каждую компоненту цвета. Следовательно, мы можем закодировать ни больше ни меньше, а ровно 16777216 цветов. Для наглядности приведу рисунок:

Идея алгоритма сокрытия текста

Наверное, Вы уже догадались в чем идея. Дело все в том, что глаз среднестатистического человека (не профессионального художника или фотографа) различает намного меньше цветов, чем было указано выше. Ни в одной книге нет четкого ответа на вопрос, сколько все же цветов различает глаз, но самая большая цифра, которую я встретил - 10 млн. Отсюда следует, что несколько младших битов из восьми, отводимых на каждую компоненту цвета, можно позаимствовать для наших корыстных целей.
Немного цифр: для примера возьмем и нагло отнимем у RGB компонент по два младщих бита. То есть из 24 бит у нас останется 18, которыми можно закодировать ровно 262144 цветов. Теперь возьмем текст в кодировке windows-1251, в которой каждый символ представляется 8ю битами. Путем несложных математический вычислений получаем, что 3 символа можно сохранить в 4 пикселах. Таким образом, в картинке 1024x768, где 786432 пикселов можно сохранить 589824 символа. Неплохо, да? Для наглядности приведу две картинки. На первой исходное изображение, а на второй изображение, у которого младшие два бита каждой компоненты цвета заполнены текстом. Сразу оговорюсь, что изображения сконвертированы в png, чтобы пожалеть траффик.

Исходное изображение:

Изображение, содержащее текст

Если приглядется, то на втором изображении цвета кажутся тусклее. Да, это так. Но мы то с Вами знаем, что в представленном изображении что-то не так, а если бы не знали, то и не догадались бы, что в нем спрятан какой-то текст. Кстати, в изображении спрятана фраза «Hello World!!! =)» размноженная 100 раз.
Вот и все. Как Вы видите, идея предельно проста. Кстати говоря, представленный метод называется LSB (спасибо frol за подсказку). Напоследок, можете посмотреть реализацию на языке C#.

Реализация на C#

Представленная реализация не претендует на награду в стиле «Совершенный код», она лишь демонстрирует описанный алгоритм на практике. В данном случае я гнался не за красотой кода, а за наглядностью.

Была рассмотрена небольшая программа, перемещающая спрайт по экрану, но, к сожалению, он при этом выглядел не так, как хотелось бы. В этой статье мы попробуем «привести» спрайт в порядок.

Изображение спрайта мы получили из Bmp-файла, из таких же файлов можно брать изображение фона, курсора мыши и элементов интерфейса. Однако на экране мы видим не совсем то, что ожидали: изображение оказалось перевернутым и к тому же с иными, нежели требовалось, цветами. Итак, научимся правильно считывать Bmp-файлы и перевернем картинку «с головы на ноги».

По решению разработчиков формат Bmp-файла не привязан к конкретной аппаратной платформе. Этот файл состоит из четырех частей: заголовка, информационного заголовка, таблицы цветов (палитры) и данных изображения. Если в файле хранится изображение с глубиной цвета 24 бита (16 млн. цветов), то таблица цветов может отсутствовать, однако в нашем, 256-цветном случае она есть. Структура каждой из частей файла, хранящего 256-цветное изображение, дана в , а соответствующие типы записей приведены в .

Заголовок файла начинается с сигнатуры «BM», а затем идет длина файла, выраженная в байтах. Следующие 4 байта зарезервированы для дальнейших расширений формата, а заканчивается этот заголовок смещением от начала файла до записанных в нем данных изображения. При 256 цветах это смещение составляет 1078 - именно столько и пришлось пропустить в нашей прошлой программе, чтобы добраться до данных.

Информационный заголовок начинается с собственной длины (она может изменяться, но для 256-цветного файла составляет 40 байт) и содержит размеры изображения, разрешение, характеристики представления цвета и другие параметры.

Ширина и высота изображения задаются в точках растра и пояснений, пожалуй, не требуют.

Количество плоскостей могло применяться в файлах, имеющих небольшую глубину цвета. При числе цветов 256 и больше оно всегда равно 1, поэтому сейчас это поле уже можно считать устаревшим, но для совместимости оно сохраняется.

Глубина цвета считается важнейшей характеристикой способа представления цвета в файле и измеряется в битах на точку. В данном случае она равна 8.

Компрессия. В Bmp-файлах обычно не используется, но поле в заголовке для нее предусмотрено. Обычно она равна 0, и это означает, что изображение не сжато. В дальнейшем будем использовать только такие файлы.

Размер изображения - количество байт памяти, требующихся для хранения этого изображения, не считая данных палитры.

Горизонтальное и вертикальное разрешения измеряются в точках растра на метр. Они особенно важны для сохранения масштаба отсканированных картинок. Изображения, созданные с помощью графических редакторов, как правило, имеют в этих полях нули.

Число цветов позволяет сократить размер таблицы палитры, если в изображении реально присутствует меньше цветов, чем это допускает выбранная глубина цвета. Однако на практике такие файлы почти не встречаются. Если число цветов принимает значение, максимально допустимое глубиной цвета, например 256 цветов при 8 битах, поле обнуляют.

Число основных цветов - идет с начала палитры, и его желательно выводить без искажений. Данное поле бывает важно тогда, когда максимальное число цветов дисплея было меньше, чем в палитре Bmp-файла. При разработке формата, очевидно, принималось, что наиболее часто встречающиеся цвета будут располагаться в начале таблицы. Сейчас этого требования практически не придерживаются, т. е. цвета не упорядочиваются по частоте, с которой они встречаются в файле. Это очень важно, поскольку палитры двух разных файлов, даже составленных из одних и тех же цветов, содержали бы их (цвета) в разном порядке, что могло существенно осложнить одновременный вывод таких изображений на экран.

За информационным заголовком следует таблица цветов, представляющая собой массив из 256 (по числу цветов) 4-байтовых полей. Каждое поле соответствует своему цвету в палитре, а три байта из четырех - компонентам синей, зеленой и красной составляющих для этого цвета. Последний, самый старший байт каждого поля зарезервирован и равен 0.

После таблицы цветов находятся данные изображения, которое по строкам растра записано снизу вверх, а внутри строки - слева направо. Так как на некоторых платформах невозможно считать единицу данных, которая меньше 4 байт, длина каждой строки выровнена на границу в 4 байта, т. е. при длине строки, некратной четырем, она дополняется нулями. Это обстоятельство обязательно надо учитывать при считывании файла, хотя, возможно, лучше заранее позаботиться, чтобы горизонтальные размеры всех изображений были кратны 4.

Как мы уже говорили, формат файла был разработан универсальным для различных платформ, поэтому нет ничего удивительного в том, что цвета палитры хранятся в нем иначе, чем принято для VGA. Во время выполнения процедуры чтения производится необходимая перекодировка. (О том, что представляет собой палитра VGA и как с ней работать, мы поговорим в следующих статьях.)

Модуль для чтения 256-цветных Bmp-файлов имеет всего две процедуры. Как видно из листинга, в процедуру чтения файла ReadBMP необходимо передать размеры изображения. Это удобно, если картинку нужно считывать не полностью. Когда заранее известны размеры, это не вызывает проблем, однако было бы хорошо, если бы с помощью нашего модуля можно было читать любые изображения, в том числе и такие, размер которых заранее неизвестен. Для этого предусмотрена процедура ReadBMPheader, считывающая только заголовок файла. Вызвав ее, можно проверить, записано ли изображение в выбранном 256-цветном формате, узнать его размеры и только потом выделять для него память и помещать в отведенный буфер.

Теперь подключим к нашей программе новый модуль. Для этого пропишем его имя в директиве uses, а также предусмотрим массив для хранения данных о палитре, который может быть описан так:

P: arrayof byte;

Процедура CreateSprite, вызывающая операцию чтения файла из нового модуля, упростилась (см. ).

Структура Bmp-файла

Имя Длина Смещение Описание Заголовок файла (BitMapFileHeader) Type 2 0 Сигнатура "BM" Size 4 2 Размер файла Reserved 1 2 6 Зарезервировано Reserved 2 2 8 Зарезервировано OffsetBits 4 10 Смещение изображения от начала файла Информационный заголовок (BitMapInfoHeader) Size 4 14 Длина заголовка Width 4 18 Ширина изображения, точки Height 4 22 Высота изображения, точки Planes 2 26 Число плоскостей BitCount 2 28 Глубина цвета, бит на точку Compression 4 30 Тип компрессии (0 - несжатое изображение) SizeImage 4 34 Размер изображения, байт XpelsPerMeter 4 38 Горизонтальное разрешение, точки на метр YpelsPerMeter 4 42 Вертикальное разрешение, точки на метр ColorsUsed 4 46 Число используемых цветов (0 - максимально возможное для данной глубины цвета) ColorsImportant 4 50 Число основных цветов Таблица цветов (палитра) (ColorTable) ColorTable 1024 54 256 элементов по 4 байта Данные изображения (BitMap Array) Image Size 1078 Изображение, записанное по строкам слева направо и снизу вверх

Листинг 1

unit bmpread; {процедуры для работы с Bmp} interface type artype = arrayof byte; arptr = ^artype; bmFileHeader = record {заголовок файла} Typf: word; {сигнатура } Size: longint; {длина файла в байтах} Res1: word; {зарезервировано} Res2: word; {зарезервировано} OfBm: longint; {смещение изображения в байтах (1078)} end; bmInfoHeader = record {информационный заголовок} Size: longint; {длина заголовка в байтах (40)} Widt: longint; {ширина изображения (в точках)} Heig: longint; {высота изображения (в точках)} Plan: word; {число плоскостей (1)} BitC: word; {глубина цвета (бит на точку) (8)} Comp: longint; {тип компрессии (0 - нет)} SizI: longint; {размер изображения в байтах} XppM: longint; {горизонтальное разрешение} {(точек на метр - обычно 0)} YppM: longint; {вертикальное разрешение} {(точек на метр - обычно 0)} NCoL: longint; {число цветов} {(если максимально допустимое - 0)} NCoI: longint; {число основных цветов} end; bmHeader = record {полный заголовок файла} f: bmFileHeader; {заголовок файла} i: bmInfoHeader; {информационный заголовок} p: arrayof byte; {таблица палитры} end; bmhptr = ^bmHeader; {чтение изображения из Bmp-файла} procedure ReadBMP(image:arptr; {массив с изображением} xim,yim:word; {размеры} pal:arptr; {палитра} filename:string); {имя файла} {чтение заголовка Bmp-файла} procedure ReadBMPheader(header:bmhptr;filename:string); implementation {$R-} {чтение изображения из Bmp-файла} procedure ReadBMP(image:arptr; xim,yim:word; pal:arptr; filename:string); var h: bmHeader; i: integer; bmpfile: file; s: longint; begin assign(bmpfile,filename); reset(bmpfile,1); blockread(bmpfile,h,sizeof(h)); {чтение заголовка} for i:= 0 to yim-1 do begin {построчное чтение} blockread(bmpfile,image^[(yim-i-1)*xim],xim); if (xim mod 4) <> 0 then blockread(bmpfile,s,4 - (xim mod 4)); end; close(bmpfile); for i ^= 0 to 255 do begin {преобразование палитры} pal^ := h.p shr 2; {синий} pal^ := h.p shr 2; {зеленый} pal^ := h.p shr 2; {красный} end; end; {чтение заголовка Bmp-файла} procedure ReadBMPheader(header:bmhptr;filename:string); var bmpfile:file; begin assign(bmpfile,filename); reset(bmpfile,1); blockread(bmpfile,header^,sizeof(header^)); close(bmpfile); end; end.

Листинг 2

{ спрайта} procedure CreateSprite(s:string; x,y,dx,dy:integer); var f: file; {файл с изображением спрайта} begin getmem(Sprt.Img,sizeof(SpriteArrayType)); {выделяем память для спрайта} getmem(Sprt.Back,sizeof(SpriteArrayType)); {выделяем память для буфера} Readbmp(@(Sprt.Img^),Xsize,Ysize,@p,s); Sprt.x:= x; Sprt.y:= y; {задаем начальные значения} Sprt.dx:= dx; {координат и приращений} Sprt.dy:= dy; end;

Формат файла BMP (сокращенно от BitMaP) - это "родной" формат растровой графики для Windows, поскольку он наиболее близко соответствует внутреннему формату Windows, в котором эта система хранит свои растровые массивы. Для имени файла, представленного в BMP-формате, чаще всего используется расширение BMP, хотя некоторые файлы имеют расширение RLE, означающее run length encoding (кодирование длины серий). Расширение RLE имени файла обычно указывает на то, что произведено сжатие растровой информации файла одним из двух способов сжатия RLE, которые допустимы для файлов BMP-формата.

В файлах BMP информация о цвете каждого пикселя кодируется 1, 4, 8, 16 или 24 бит (бит/пиксель). Числом бит/пиксель, называемым также глубиной представления цвета, определяется максимальное число цветов в изображении. Изображение при глубине 1 бит/пиксель может иметь всего два цвета, а при глубине 24 бит/пиксель - более 16 млн. различных цветов.

На приведенной схеме показана структура типичного BMP-файла, содержащего 256-цветное изображение (с глубиной 8 бит/пиксель). Файл разбит на четыре основные раздела: заголовок файла растровой графики, информационный заголовок растрового массива, таблица цветов и собственно данные растрового массива. Заголовок файла растровой графики содержит информацию о файле, в том числе адрес, с которого начинается область данных растрового массива. В информационном заголовке растрового массива содержатся сведения об изображении, хранящемся в файле, например, его высоте и ширине в пикселях. В таблице цветов представлены значения основных цветов RGB (красный, зеленый, синий) для используемых в изображении цветов. Программы, считывающие и отображающие BMP-файлы, в случае использования видеоадаптеров, которые не позволяют отображать более 256 цветов, для точной цветопередачи могут программно устанавливать такие значения RGB в цветовых палитрах адаптеров.

Формат собственно данных растрового массива в файле BMP зависит от числа бит, используемых для кодирования данных о цвете каждого пикселя. При 256-цветном изображении каждый пиксель в той части файла, где содержатся собственно данные растрового массива, описывается одним байтом (8 бит). Это описание пикселя не представляет значений цветов RGB, а служит указателем для входа в таблицу цветов файла. Таким образом, если в качестве первого значения цвета RGB в таблице цветов файла BMP хранится R/G/B=255/0/0, то значению пикселя 0 в растровом массиве будет поставлен в соответствие ярко-красный цвет. Значения пикселей хранятся в порядке их расположения слева направо, начиная (как правило) с нижней строки изображения. Таким образом, в 256-цветном BMP-файле первый байт данных растрового массива представляет собой индекс для цвета пикселя, находящегося в нижнем левом углу изображения; второй байт представляет индекс для цвета соседнего справа пиксела и т. д. Если число байт в каждой строке нечетно, то к каждой строке добавляется дополнительный байт, чтобы выровнять данные растрового массива по 16-бит границам.

Не все файлы BMP имеют структуру, подобную показанной на схеме. Например, файлы BMP с глубиной 16 и 24 бит/пиксель не имеют таблиц цветов; в этих файлах значения пикселей растрового массива непосредственно характеризуют значения цветов RGB. Также могут различаться внутренние форматы хранения отдельных разделов файла. Например, информация растрового массива в некоторых 16 и 256-цветных BMP-файлах может сжиматься посредством алгоритма RLE, который заменяет последовательности идентичных пикселей изображения на лексемы, определяющие число пикселей в последовательности и их цвет. В Windows допускается работа с BMP-файлами стиля OS/2, в которых используются различные форматы информационного заголовка растрового массива и таблицы цветов.

Очень часто при работе с графикой многие пользователи сталкиваются с изображениями в формате BMP. Сегодня мало кто знает, что это такое. Сейчас мы рассмотрим графический формат BMP более подробно. Более того, мы не только отследим историю его возникновения и эволюцию, но и предложим некоторые простейшие методы его преобразования в другие популярные форматы.

Что такое BMP-формат?

Не будем особенно вдаваться в технические подробности. Отметим, что BMP является форматом хранения графических изображений в виде точечного рисунка на основе однослойных растров.

Да, это действительно так. Изначально формат изображения BMP применялся исключительно к растровым картинкам и был универсальным (стандартным) расширением для всей графики вообще.

История возникновения

История создания этого формата неразрывно связана с корпорацией Microsoft, которая впервые реализовала его в своем главном детище - операционной системе Windows. Кроме того, несмотря на постоянную конкуренцию с Apple, поддержка графики такого типа позже была заявлена для операционки OS/2.

Правда, с тех пор BMP-формат графики претерпел множество изменений. Изначально предполагалось, что структура изображения строится на сочетании маленьких квадратиков, сегодня известных под названием пикселей. Считается, что каждый пиксель изображения может содержать данные о различной глубине цвета (количество бит на одну такую графическую единицу). Значения, используемые для указания битности цвета, выглядят как следующий ряд: 1, 2, 4, 8, 16, 24, 32, 48, 64 бита.

При этом для значений меньше 8 цвет указывается только с использованием индекса палитры (таблицы) оттенков, а для значений выше индекс берется из стандартной модели RGB. Последняя содержит вариации цветов, получаемые на основе смешивания красного, зеленого и синего.

Как уже понятно, чем выше битность, тем большим будет размер конечной картинки. Надо сказать, что формат файла BMP и в те далекие времена, и сегодня выглядит неким мастодонтом, ведь его размер достаточно большой. Связано это с тем, что само изображение является несжатым, по сравнению, допустим, с тем же форматом JPG. По размеру файлы с разными типами расширения, содержащие одно и то же изображение, могут отличаться не то что в сотни - в десятки тысяч раз.

Чем открыть формат файла BMP?

Что касается открытия изображений такого типа, любая операционка Windows имеет встроенные средства для этого.

Пока еще не были созданы приложения для просмотра, основным средством редактирования оставалась родная программа Paint, входящая в состав любой версии Windows. Тогда это приложение поддерживало исключительно BMP-формат.

Как уже понятно, с развитием технологий и эволюцией самого формата изменялась и программа. Сегодня возможности Paint намного выше, чем у начальных его версий.

Кроме того, с появлением программ для просмотра и редактирования графики формат файла BMP был заявлен в технической поддержке и в них. Неудивительно, ведь именно он явился «прадедом» практически всех известных сегодня расширений файлов изображений.

Программ для работы с такими графическими данными можно найти очень много. Среди средств просмотра, к примеру, в Windows можно использовать стандартное средство, среди сторонних приложений достаточно популярными являются программные пакеты типа ACDSee или Irfan View и многие другие.

Что касается редактирования, для работы можно применять все, что угодно, например, те же Adobe Photoshop, Corel Draw или любой другой графический редактор, имеющий даже минимальный набор инструментов и возможностей.

Простейший способ преобразования формата BMP

Теперь посмотрим, как изменить формат BMP простейшими способами. Для этого можно использовать все те же графические редакторы.

Если взять в пример стандартное приложение Paint, сначала в нем открывается искомый файл BMP, после чего из меню «Файл» выбирается команда «Сохранить как…», где в корне, в нижней строке (выпадающее меню) можно найти поддерживаемые форматы.

Собственно, в любом другом графическом редакторе технология преобразования точечного рисунка аналогична выше описанной. В некоторых приложениях можно найти и команды экспорта, которые, в принципе, ничем особо и не отличаются, поскольку при их использовании вся процедура опять же сводится только к выбору другого поддерживаемого графического формата, отличного от изначального BMP.

Использование конвертеров

Одним из самых простых способов, позволяющих перевести в формат BMP картинку другого типа, не говоря уже об использовании стандартных средств Windows и графических редакторов, является применение специализированных конвертеров, которые работают в автоматическом режиме.

Тут все просто. Пользователь добавляет графические файлы, подлежащие преобразованию, в окно программы, после чего выбирает конечный формат (в данном случае BMP) и нажимает кнопку старта процесса конвертирования. Конечные файлы в новом виде будут сохранены в папке, местоположение которой установлено в приложении по умолчанию или задано вручную.

Кстати, то же самое касается и обратного процесса, когда требуется преобразовать BMP-формат в какой-либо другой.

При всем множестве программ такого направления в Интернете можно найти немало ресурсов, позволяющих осуществлять такие преобразования в режиме онлайн. Только в данном случае пользователь загружает файлы на сайт, выбирает конечный формат, после чего скачивает результат себе на компьютер. Согласитесь, по сравнению с первыми двумя способами, не очень удобно.

Заключение

Вот вкратце и все, что можно сказать о формате графики BMP. По понятным причинам техническая сторона вопроса в плане структуры файла не рассматривалась. Рядовому юзеру такие данные вряд ли что-то скажут.

Но вот в заключение хотелось бы добавить несколько слов о преобразовании графических файлов именно в несжатый формат BMP. Конечно, его нынешний вариант занимает меньше места на диске. Но все равно он отличается от более современных сжатых типов данных. В принципе, сам формат BMP можно назвать даже несколько устаревшим, поскольку сегодня его мало кто использует. Поэтому преобразование сжатых форматов в тип графических файлов с расширением.bmp на современном этапе кажется явно нецелесообразным.