软件设计课程设计报告

1 目 录 1. 前言………………………………………………………………………..3 2. 对项目任务的理解与分析…………………………………………….….3 2.1 BMP文件格式简介…………………………………………………...3 2.2 BMP图像信息的获取………………………………………………...6 3. 基本思路 ……………………………………………………………6 3.1本项目要完成的主要内容…………………………..……………….7 3.2 主要算法函数说明 ………………………..………………………7 3.3 模块划分………………………………………………………………8 4. 个人计划安排………………………………………………………………9 5. 参考资料…………………………………………………………………10 1

一.前言 之所以选这个题目，是因为看到老师演示已经编写好了的图像显示程序，感觉具有很炫的视觉效果，出于好奇，想要知道那些图片效果到底是怎么实现的，于是便选择了这一项目。但现实终归是现实，我对此一点头绪都没有，有太多的不懂，几乎是一头雾水，需要了解一些基本问题。如BMP的文件格式，获取图像的基本信息的方法，以及C语言中一些库函数（fseek、 fclose等）。随后，便开始了我的探讨之旅，查资料，并有了些简单的了解。同时也制定了学习计划。

二. 对项目任务的理解与分析 2.1 BMP文件格式简介 BMP(Bitmap-File）图形文件是Windows采用的图形文件格式，在Windows环境下运行的所有图象处理软件都支持BMP图象文件格式。Windows系统内部各图像绘制操作都是以BMP为基础的。Windows 3.0以前的BMP图文件格式与显示设备有关，因此把这种BMP图象文件格式称为设备相关位图DDB(device-dependent bitmap）文件格式。Windows 3.0以后的BMP图象文件与显示设备无关，因此把这种BMP图象文件格式称为设备无关位图DIB(device-independent bitmap）格式（注：Windows 3.0以后，在系统中仍然存在DDB位图，象BitBlt（）这种函数就是基于DDB位图的，只不过如果你想将图像以BMP格式保存到磁盘文件中时，微软极力推荐你以DIB格式保存），目的是为了让Windows能够在任何类型的显示设备上显示所存储的图象。BMP位图文件默认的文件扩展名是BMP或者bmp（有时它也会以.DIB或.RLE作扩展名）。Bmp文件是非常常用的位图文件，无论是游戏还是其他都被广泛使用。

一般BMP文件可以看成由4个部分组成：BMP文件头(bitmap-file header)、BMP信息头(bitmap-information header)、彩色表（调色板）(color table)和定义BMP位图数据。

1：位图头文件数据结构，它包含BMP图像文件的类型、显示内容等信息； 2：位图信息数据结构，它包含有BMP图像的宽、高、压缩方法，以及定义颜色等信息； 2

3：调色板，这个部分是可选的，有些位图需要调色板，有些位图，比如真彩色图（24位的BMP）就不需要调色板；

4：位图数据，这部分的内容根据BMP位图使用的位数不同而不同，在24位图中直接使用RGB，而其他的小于24位的使用调色板中颜色索引值。 2.1.1 BMP文件头 位图文件头(bmp file header)：提供文件的类型、大小、存放位置等信息 。其结构定义如下：

typedef struct tagBITMAPFILEHEADER { WORD bfType; // 位图文件的类型，必须为BM(0-1字节） DWORD bfSize; // 位图文件的大小，以字节为单位（2-5字节） WORD bfReserved1; // 位图文件保留字，必须为0(6-7字节） WORD bfReserved2; // 位图文件保留字，必须为0(8-9字节） DWORD bfOffBits; // 位图数据的起始位置，以相对于位图（10-13字节） // 文件头的偏移量表示，以字节为单位 } BITMAPFILEHEADER; 2.1.2 BMP信息头 位图信息头(bitmap information)：提供图像数据的尺寸、位平面数、压缩方式、颜色索引等信息。

2.1.3颜色表(调色板) (optional) 调色板(color palette)：可选，如使用索引来表示图像，调色板就是索引与其对应映射表，标识颜色索引号与其代表的颜色的对应关系。它在文件中的布局就像一个二维数palette[N][4],其中N表示总的颜色索引数，每行的四个元素分别表示该索引对应的B、G、R和Alpha的值，每个分量占一个字节。如不设透 明通道时，Alpha为0。索 3

引号就是所在行的行号，对应的颜色就是所在行的四个元素。单色、4位色、8位色、16位色需要调色板，24位色、32位色不需要调色板。

2.1.4定义BMP位图数据 位图数据(bitmap data)：就是图像数据，该域的大小取决于压缩方法及图像的尺寸和图像的位深度，它包含所有的位图数据字节，这些数据可能是彩色调色板的索引号，也可能是实际的RGB值，这将根据图像信息头中的位深度值来决定。由于位图信息头中的图像高度是正数，所以位图数据在文件中的排列顺序是从左下角到右上角，以行为主序排列的。也即我们见到的第一个像素是图像最左下角的数据，第二个像素为图像最后一行第二列的数据，…一直到最后一行的最后一列数据，后面紧接的是倒数第二行的第一列的数据，依此类推。

如果图像是24位或是32位数据的位图的话，位图数据区就不是索引而是实际的像素值了。下面说明一下，此时位图数据区的每个像素的RGB颜色阵列排布：24位RGB按照BGR的顺序来存储每个像素的各颜色通道的值，一个像素的所有颜色分量值都存完后才存下一个下一个像素，不进行交织存储。32位数据按照BGRA的顺序存储，其余与24位位图的方式一样。像素的排布规则与前述一致。

对齐规则：Windows默认的扫描的最小单位是4字节，如果数据对 齐满足这个值的话对于数据的获取速度等都是有很大的增益的。因此，BMP图像顺应了这个要求，要求每行的数据的长度必须是4的倍数，如果不够需要进行比特 填充（以0填充），这样可以达到按行的快速存取。这时，位图数据区的大小就未必是 图片宽×每像素字节数×图片高 能表示的了，因为每行可能还需要进行比特填充。

2.2 BMP图像信息的获取 1)fopen打开BMP文件。 2)fread读取文件的数据，读取的前14个字节是文件头，接着的40字节是信息头，然后是调色板和位图。

3)fclose关闭文件。 4

三.方案设计 3.1本项目要完成的主要内容 本次所选定的课程设计的题目有如下几个进行选择： 利用C语言实现BMP格式图象文件的分析和显示。主要内容包括： ①完成BMP格式图像的显示，要求在提供的画布上循环的显示某一文件夹下面所有的BMP文件(支持所有BMP格式)； ②实现图像的特效显示(淡入淡出，百页窗等等)。

3.2 主要算法函数说明 3.2.1 BMP图像信息的获取 1)fopen打开BMP文件。 2)fread读取文件的数据，读取的前14个字节是文件头，接着的40字节是信息头，然后是调色板和位图。 3)fclose关闭文件。 3．2.2 主要库函数fopen、 fread、 fseek、fclose简介 3. 2.2。1` fopen函数 函数功能： 打开一个文件 函数原型：FILE * fopen(const char * path,const char * mode); 所需库： 返回值： 文件顺利打开后，指向该流的文件指针就会被返回。如果文件打开失败则返回NULL，并把错误代码存在errno 中。一般而言，打开文件后会作一些文件读取或写入的动作，若打开文件失败，接下来的读写动作也无法顺利进行，所以一般在fopen()后作错误判断及处理。 参数说明： 参数path字符串包含欲打开的文件路径及文件名，参数mode字符串则代表着流的形态。 5

mode有下列几种形态字符串: r 以只读方式打开文件，该文件必须存在。 r+ 以可读写方式打开文件，该文件必须存在。 rb+ 读写打开一个二进制文件，只允许读写数据。 rt+ 读写打开一个文本文件，允许读和写。 w 打开只写文件，若文件存在则文件长度清为0，即该文件内容会消失。若文件不存在则建立该文件。 w+ 打开可读写文件，若文件存在则文件长度清为零，即该文件内容会消失。若文件不存在则建立该文件。 a 以附加的方式打开只写文件。若文件不存在，则会建立该文件，如果文件存在，写入的数据会被加到文件尾，即文件原先的内容会被保留。（EOF符保留） a+ 以附加方式打开可读写的文件。若文件不存在，则会建立该文件，如果文件存在，写入的数据会被加到文件尾后，即文件原先的内容会被保留。 （原来的EOF符不保留） wb 只写打开或新建一个二进制文件；只允许写数据。 wb+ 读写打开或建立一个二进制文件，允许读和写。 wt+ 读写打开或着建立一个文本文件；允许读写。 at+ 读写打开一个文本文件，允许读或在文本末追加数据。 ab+ 读写打开一个二进制文件，允许读或在文件末追加数据。 上述的形态字符串都可以再加一个b字符，如rb、w+b或ab＋等组合，加入b 字符用来告诉函数库打开的文件为二进制文件，而非纯文字文件。 3．2.2 fread函数 函数功能: 从一个流中读数据 函数用法: int fread(void *ptr, int size, int nitems, FILE *stream); 所需库： 返回值：成功读取的元素个数 参 数：用于接收数据的地址（ptr） 单个元素的大小（size） 元素个数（nitems） 提供数据的文件指针（stream） 3．2.3 fseek函数