Описание формата изображения BMP или как он выглядит внутри

Мне нужно было сделать конвертер изображений в код для дисплея от Nokia 5110. Я решил использовать .bmp файлы. Теперь расскажу что я узнал.

.bmp файл это бинарный файл, на Википедии хорошо расписано как он выглядит внутри, какая информация хранится в каждом бите и есть несколько примеров. 

Также удобно использовать какой либо "hex editor" его можно использовать чтобы открыть изображение и увидеть исходный код в 16-ричной системе. У меня такой: "Hex Editor XVI32"

Пример bmp файла (4 пикселя разного цвета):

Сразу скажу что количество байт для записи горизонтальной строки (информация о пикселях), должно быть числом которое без остатка делится на 4, из-за этого иногда может использоваться заполнение (как в этом примере), это ненужная информация куда может быть записано любое значение, которая используется лишь для выравнивания массива пикселей под 4 байта.

Пиксели хранятся в памяти начиная с того который находится в левом нижнем углу и идут по порядку вправо, дойдя до конца строки идёт крайний левый пиксель на 1 строку выше, затем строка на которой он находится и т.д.

Вот как закодировано это изображение:

Адрес	Размер	Hex значение	Значение	Описание
BMP Header
0h	2	42 4D	"BM"	ID field (42h, 4Dh)
2h	4	46 00 00 00	70 bytes (54+16)	Размер BMP файла
6h	2	00 00	Unused	Application specific
8h	2	00 00	Unused	Application specific
Ah	4	36 00 00 00	54 bytes (14+40)	Адрес по которому находится информация о пикселях
DIB Header
Eh	4	28 00 00 00	40 bytes	Количество байтов в DIB header (с этого момента)
12h	4	02 00 00 00	2 pixels (left to right order)	Ширина изображения в пикселях
16h	4	02 00 00 00	2 pixels (bottom to top order)	Высота изображения в пикселях
1Ah	2	01 00	1 plane	Number of color planes being used
1Ch	2	18 00	24 bits	Кол-во битов на пиксель
1Eh	4	00 00 00 00	0	BI_RGB, no pixel array compression used
22h	4	10 00 00 00	16 bytes	Кол-во байт для пикселей на 1 горизонтальную строку (вместе с заполнением)
26h	4	13 0B 00 00	2835 pixels/meter horizontal	Print resolution of the image, 72 DPI × 39.3701 inches per meter yields 2834.6472
2Ah	4	13 0B 00 00	2835 pixels/meter vertical
2Eh	4	00 00 00 00	0 colors	Number of colors in the palette
32h	4	00 00 00 00	0 important colors	0 means all colors are important
Start of pixel array (bitmap data)
36h	3	00 00 FF	0 0 255	Красный, Пиксель (0,1)
39h	3	FF FF FF	255 255 255	Белый, Пиксель (1,1)
3Ch	2	00 00	0 0	Заполнение для выравнивания 4 байта (может быть любое число)
3Eh	3	FF 00 00	255 0 0	Синий, Пиксель (0,0)
41h	3	00 FF 00	0 255 0	Зелёный, Пиксель (1,0)
44h	2	00 00	0 0	Заполнение для выравнивания 4 байта (может быть любое число)

Пиксели в изображении могут быть описаны различным количеством бит:

• 1-бит на пиксель (1bpp), этот формат поддерживает 2 цвета (к примеру чёрный и белый). 0 == цвет левого нижнего пикселя, 1 == второй цвет.

• 2-бита на пиксель (2bpp), этот формат поддерживает 4 цвета (У меня не получилось сохранить файл в этом формате)

• 4-бита на пиксель (4bpp), этот формат поддерживает 16 цветов, не понял как он их хранит, в теории файл должен хранить палитру красок, 4-битное число определяет какой цвет из палитры использовать (это используется и в 8, 2, 1 битных форматах)

• 8-бит на пиксель (8bpp), этот формат поддерживает 256 цветов, может использовать как палитру так и хранить сам цвет (RGB):

Bit     7   6   5   4   3   2   1  0

Data   R  R  R  G  G  G  B  B

• 16-бит на пиксель (16bpp), этот формат поддерживает 65536 цветов, может хранить альфа-канал (прозрачность).

• 24-бит на пиксель (24bpp), этот формат поддерживает 16,777,216 цветов, цвет хранится как BGR, синий, зелёный и красный, на каждый цвет 1 байт (8 бит).

• 32-бита на пиксель (24bpp), этот формат поддерживает 4,294,967,296 цветов, может быть такого вида

О том как хранятся цвета в пикселях указано в битовых масках которые начинаются по адресу 36h (если они есть). Может быть к примеру по 8 бит на цвет (RGB) и 8 бит на альфа-канал.

Источник:
wikipedia