位图读、写、显示的C++实现实例

对图像进行处理的前提是，要能实现对象的打开保存和显示，这是处理的前提。以下在VS2010中基于MFC的框架实现对位图文件的打开、保存和显示功能。

第一步：打开MFC应用程序向导，创建一个单文档的MFC应用程序，向导中的其它参数均可保持默认。

第二部：实现读写和显示功能：

1.打开类视图，为CBMPTestView类添加以下5个函数，方法是右击CBMPTestView，在弹出的菜单中选择添加->添加函数，将会弹出添加成员函数向导，如下图：



如果自动向导添加的函数与下面不符，应该手动添加或者手动修改正确后，再继续。

五个函数原型声明为：

HANDLE LoadBMP(LPCTSTR lpFileName);
BOOL SaveBMP(HANDLE hBMP,LPCTSTR lpFileName);
WORD BMPColorNum(LPBYTE lpbmInfo);
HPALETTE CreateBMPPalette(LPBYTE lpBMP);
BOOL PaintBMP(HDC hDC,LPRECT lpDCRect,HANDLE hBMP,LPRECT lpBMPRect,HPALETTE hPalette);

2.定义上面5个函数：

/********************************************************************************************
*LoadBMP(LPCTSTR lpFileName)
*功能：从文件装载位图数据到内存
*参数：LPCTSTR lpFileName，指定位图文件的文件名（路径名）
*返回值：HANDLE,位图数据缓冲区句柄，包括位图信息块和像素阵列
*********************************************************************************************/
HANDLE CBMPTestView::LoadBMP(LPCTSTR lpFileName)
{
HANDLE hBMP;  //载入数据所在缓冲区的句柄
HANDLE hFile;
BITMAPFILEHEADER bmfHeader;  //文件头
UINT nNumColors;   //位图颜色表的颜色数
HANDLE hBMPtmp;
LPBITMAPINFOHEADER lpbmInfo;   //指向信息头的指针
DWORD dwOffBits;  //像素阵列偏移量
DWORD dwRead;

if((hFile=CreateFile((LPCWSTR)lpFileName,GENERIC_READ,FILE_SHARE_READ,NULL,OPEN_EXISTING,
FILE_ATTRIBUTE_NORMAL|FILE_FLAG_SEQUENTIAL_SCAN,NULL))==INVALID_HANDLE_VALUE)
{
return NULL;  //若打开文件失败，则返回NULL
}
//为位图信息头和颜色表分配初始内存，后续可根据实际需要扩大内存
hBMP=GlobalAlloc(GMEM_MOVEABLE,(DWORD)(sizeof(BITMAPINFOHEADER)+256*sizeof(RGBQUAD)));
if(!hBMP)
{
CloseHandle(hFile);
return NULL;
}
lpbmInfo=(LPBITMAPINFOHEADER)GlobalLock(hBMP);  //指向信息头的指针
if(!lpbmInfo)
{
goto ErrorExit_NoUnlock;
}
//从文件读入位图文件头BITMAPFILEHEADER
if(!ReadFile(hFile,(LPBYTE)&bmfHeader,sizeof(BITMAPFILEHEADER),&dwRead,NULL))
{
goto ErrorExit;
}
if(sizeof(BITMAPFILEHEADER) !=dwRead)
{
goto ErrorExit;
}
//读入位图信息头BITMAPINFOHEADER
if(!ReadFile(hFile,(LPBYTE)lpbmInfo,sizeof(BITMAPINFOHEADER),&dwRead,NULL))
{
goto ErrorExit;
}
if(sizeof(BITMAPINFOHEADER)!=dwRead)
{
goto ErrorExit;
}
//确定颜色大小
if(!(nNumColors=(UINT)lpbmInfo->biClrUsed))
{
if(lpbmInfo->biBitCount !=24)  //如果非真彩色，则根据biBitCount计算颜色项数
{
nNumColors=1<<lpbmInfo->biBitCount;
}
}
if(lpbmInfo->biClrUsed == 0)
{
lpbmInfo->biClrUsed=nNumColors;
}
//计算像素阵列占用空间，字节对齐
if(lpbmInfo->biSizeImage == 0)
{
lpbmInfo->biSizeImage=((((lpbmInfo->biWidth*(DWORD)lpbmInfo->biBitCount)+31)&~31)>>3)*lpbmInfo->biHeight;
}
//重新根据图像实际大小分配内存，用于存放信息头、颜色表和像素阵列
GlobalUnlock(hBMP);
hBMPtmp=GlobalReAlloc(hBMP,lpbmInfo->biSize+nNumColors*sizeof(RGBQUAD)+lpbmInfo->biSizeImage,0);
if(!hBMPtmp)
{
goto ErrorExit_NoUnlock;
}
else
{
hBMP=hBMPtmp;
}
lpbmInfo=(LPBITMAPINFOHEADER)GlobalLock(hBMP);
//读入颜色表
ReadFile(hFile,(LPBYTE)(lpbmInfo)+lpbmInfo->biSize,nNumColors*sizeof(RGBQUAD),&dwRead,NULL);
//计算像素阵列偏移量
dwOffBits=lpbmInfo->biSize+nNumColors*sizeof(RGBQUAD);
if(bmfHeader.bfOffBits!=0L)
{
SetFilePointer(hFile,bmfHeader.bfOffBits,NULL,FILE_BEGIN);
}
//读入图像像素阵列数据
if(ReadFile(hFile,(LPBYTE)lpbmInfo+dwOffBits,lpbmInfo->biSizeImage,&dwRead,NULL))
{
goto SuccessExit;
}
ErrorExit:
GlobalUnlock(hBMP);
ErrorExit_NoUnlock:
GlobalFree(hBMP);
CloseHandle(hFile);
return NULL;
SuccessExit:
CloseHandle(hFile);
GlobalUnlock(hBMP);
return hBMP;
}

/********************************************************************************************
*SaveBMP(HANDLE hBMP,LPCTSTR lpFileName)
*功能：存储位图数据到指定文件
*参数：HANDLE hBMP,要存储的位图数据缓存区的句柄，包括位图信息块和像素阵列
LPCTSTR lpFileName，指定位图文件的文件名（路径名）
*返回值：TRUE,存储成功
FALSE，存储失败
*********************************************************************************************/
BOOL CBMPTestView::SaveBMP(HANDLE hBMP,LPCTSTR lpFileName)
{
BITMAPFILEHEADER bmfHeader;   //位图文件头
LPBITMAPINFOHEADER lpbmInfo;  //指向文件头的指针
HANDLE hFile;   //文件句柄
DWORD dwBMPSize,dwBitsSize;  //位图的信息头、颜色表、像素阵列大小，像素阵列大小
DWORD dwWritten;

if(!hBMP)
{
return FALSE;
}
//根据指定的文件（路径）名创建文件
hFile=CreateFile(lpFileName,GENERIC_WRITE,0,NULL,CREATE_ALWAYS,FILE_ATTRIBUTE_NORMAL | FILE_FLAG_SEQUENTIAL_SCAN,NULL);
if(hFile==INVALID_HANDLE_VALUE)
{
return FALSE;
}
//获得指向位图数据缓冲区（包括位图信息块和像素阵列）的指针，即该指针指向信息头
lpbmInfo=(LPBITMAPINFOHEADER)GlobalLock(hBMP);
if(!lpbmInfo)
{
CloseHandle(hFile);
return FALSE;
}
if(lpbmInfo->biSize != sizeof(BITMAPINFOHEADER))
{
GlobalUnlock(hBMP);
CloseHandle(hFile);
return FALSE;
}
//计算位图信息块大小（包括信息头和颜色表），调用BMPColorNum()计算颜色表项数
dwBMPSize=*(LPDWORD)lpbmInfo+BMPColorNum((LPBYTE)lpbmInfo)*sizeof(RGBQUAD);
//计算像素阵列大小
dwBitsSize=WIDTHBYTES(lpbmInfo->biWidth*(DWORD)lpbmInfo->biBitCount)*lpbmInfo->biHeight;
lpbmInfo->biSizeImage=dwBitsSize;  //填写信息头的biSizeImage，即像素阵列占用字节数
//位图大小（信息块和像素阵列）
dwBMPSize+=dwBitsSize;
//填写文件头结构
bmfHeader.bfType=0x4d42;
bmfHeader.bfSize=dwBMPSize+sizeof(BITMAPFILEHEADER);  //位图文件大小
bmfHeader.bfReserved1=0;
bmfHeader.bfReserved2=0;
//像素阵列相对文件头的偏移量
bmfHeader.bfOffBits=(DWORD)sizeof(BITMAPFILEHEADER)+lpbmInfo->biSize+BMPColorNum((LPBYTE)lpbmInfo)*sizeof(RGBQUAD);
//写文件头
WriteFile(hFile,(LPBYTE)&bmfHeader,sizeof(BITMAPFILEHEADER),&dwWritten,NULL);
//写信息头、颜色表和像素阵列数据
WriteFile(hFile,(LPBYTE)lpbmInfo,dwBMPSize,&dwWritten,NULL);
GlobalUnlock(hBMP);
CloseHandle(hFile);
if(dwWritten==0)
return FALSE;
else
return TRUE;
return 0;
}

/********************************************************************************************
*BMPColorNum(LPBYTE lpbmInfo)
*功能：计算颜色表的颜色项数
*参数：LPBYTE lpbmInfo,位图缓冲区地址，即指向位图信息头的指针
*返回值：DOWRD,颜色表中的颜色项数
*********************************************************************************************/
WORD CBMPTestView::BMPColorNum(LPBYTE lpbmInfo)
{
WORD wBitCount;
//根据信息头的biBitCount计算颜色表项数
wBitCount=((LPBITMAPINFOHEADER)lpbmInfo)->biBitCount;
switch(wBitCount)
{
case 1:
return 2;
case 4:
return 16;
case 8:
return 256;
default:
return 0;
}
}

/********************************************************************************************
*CreateBMPPalette(LPBYTE lpBMP)
*功能：根据位图颜色表创建调色板
*参数：LPBYTE lpBMP,位图缓冲区地址，即指向位图信息头的指针
*返回值：HPALETTE,创建的调色板句柄，若创建失败，则返回NULL
*********************************************************************************************/
HPALETTE CBMPTestView::CreateBMPPalette(LPBYTE lpBMP)
{
LPLOGPALETTE lpPalette;  //指向逻辑调色板的指针
HANDLE hLogPal;   //逻辑调色板句柄
HPALETTE hPalette=NULL;   //初始化调色板
LPBITMAPINFO lpbmInfo;  //指向LPBITMAPINFO结构的指针
int wNumColors;  //颜色表的颜色数
int i;
if(!lpBMP)  //若不是有效指针，则返回NULL,表示创建失败
return NULL;
lpbmInfo=(LPBITMAPINFO)lpBMP;  //指向位图信息块的指针
wNumColors=BMPColorNum((LPBYTE)lpBMP);  //获取位图颜色表中的颜色数
if(wNumColors)
{
//为逻辑调色板分配内存空间
hLogPal=GlobalAlloc(GHND,sizeof(LOGPALETTE)+sizeof(PALETTEENTRY)*wNumColors);
//若分配失败，则返回NULL
if(!hLogPal)
return NULL;
lpPalette=(LPLOGPALETTE)GlobalLock(hLogPal);  //使lpPalette指向逻辑调色板
//设置逻辑调色板
lpPalette->palVersion=0x300;  //逻辑调色板版本号
lpPalette->palNumEntries=wNumColors;  //设置调色板颜色数
//根据位图颜色表设置调色板颜色项
for(i=0;i<wNumColors;i++)
{
lpPalette->palPalEntry[i].peRed=lpbmInfo->bmiColors[i].rgbRed;
lpPalette->palPalEntry[i].peGreen=lpbmInfo->bmiColors[i].rgbGreen;
lpPalette->palPalEntry[i].peBlue=lpbmInfo->bmiColors[i].rgbBlue;
lpPalette->palPalEntry[i].peFlags=0;
}
hPalette=CreatePalette(lpPalette);  //创建调色板
GlobalUnlock(hLogPal);
GlobalFree(hLogPal);
if(!hPalette) //如果创建失败，则返回NULL
return NULL;
}
return hPalette;  //若创建成功则返回调色板句柄
}

/********************************************************************************************
*PaintBMP(HDC hDC,LPRECT lpDCRect,HANDLE hBMP,LPRECT lpBMPRect,HPALETTE hPalette)
*功能：显示位图
*参数：HDC hDC,显示位图的设备描述句柄
LPRECT lpDCRect,设备中显示位图的矩形区域
HANDLE hBMP,要显示的位图数据缓冲区句柄
LPRECT lpBMPRect,要显示的位图矩形区域
HPALETTE hPalette,用来显示位图的调色板句柄，若为NULL则根据位图的颜色表来显示
*返回值：TRUE,显示成功
FALSE,显示失败
*********************************************************************************************/
bool CBMPTestView::PaintBMP(HDC hDC,LPRECT lpDCRect,HANDLE hBMP,LPRECT lpBMPRect,HPALETTE hPalette)
{
LPBYTE lpBMPHdr;   //指向位图数据的指针，即指向位图信息头
LPBYTE lpBMPBits;  //指向位图要素阵列的指针
BOOL bSuccessful=FALSE;  //函数StretchDIBits()是否成功执行
HPALETTE hOldPal=NULL;  //原调色板句柄
//若位图句柄hBMP=0则不能显示，返回FALSE
if(!hBMP)
return FALSE;
//使lpBMPHdr指向位图信息头
lpBMPHdr=(LPBYTE)GlobalLock(hBMP);
//使lpBMPBits指向位图像素阵列
lpBMPBits=lpBMPHdr+sizeof(BITMAPINFOHEADER)+BMPColorNum(lpBMPHdr)*sizeof(RGBQUAD);
//若没有指定调色板，则调用函数CreateBMPalette()根据要显示位图的颜色表创建调色板
if(!hPalette)
{
hPalette=CreateBMPPalette(lpBMPHdr);
}
//选择并实现指定的或新建的调色板，同时记录原调色板hOldPal
if(hPalette)
{
hOldPal=SelectPalette(hDC,hPalette,TRUE);
RealizePalette(hDC);
}
//设置位图拉伸模式
SetStretchBltMode(hDC,COLORONCOLOR);
//使用函数StretchDIBits()将位图图像矩形区域中像素使用的颜色数据复制到指定目标矩形中
bSuccessful=StretchDIBits(hDC,lpDCRect->left,lpDCRect->top,lpDCRect->right-lpDCRect->left,lpDCRect->bottom-lpDCRect->top,
lpBMPRect->left,((LPBITMAPINFOHEADER)lpBMPHdr)->biHeight-lpBMPRect->top-(lpBMPRect->bottom-lpBMPRect->top),
lpBMPRect->right-lpBMPRect->left,lpBMPRect->bottom-lpBMPRect->top,
lpBMPBits,(LPBITMAPINFO)lpBMPHdr,DIB_RGB_COLORS,SRCCOPY);
//重新选择原调色板
if(hOldPal)
{
SelectPalette(hDC,hOldPal,FALSE);
}
GlobalUnlock(hBMP);
return bSuccessful;
}

在函数SaveBMP()中为使像素阵列每行的字节数为4的整数倍，使用宏WIDTHBYTES.在BMPTestView.cpp文件开始处添加如下宏定义：

#define WIDTHBYTES(bits) (((bits)+31)/32*4)   //使像素阵列每一行字节数是4的倍数

3.添加成员变量：

在类资源视图中右击CBMPTestView类，在弹出的菜单中选择添加->添加变量选择，将会弹出添加成员变量向导对话框，然后为CBMPTestView添加两个公共public的成员变量：

<span style="white-space:pre"></span><pre name="code" class="cpp">HANDLE m_hBMP;<span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif;">		</span><span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif;">// 图像数据内存句柄</span>

CRect m_rcBMP;<span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif;">	</span><span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif;">// 图像矩形区域</span>

4.重写OnInitialUpdate()函数载入位图

应用程序调用OnDraw()函数之前会先调用OnInitialUpdate()函数。因此可重写OnInitialUpdate()函数，在其中添加代码来载入位图并获取相关位图信息。

在类视图中右击CBMPTestView类，在弹出的对话框中选择属性，然后选择重写(overrides)栏，



然后单击OnInitialUpdate()函数项的下拉按钮，选择“<添加>OnInitialUpdate()"选项，就可以重写OnInitialUpdate()函数，在其中添加如下代码，调用函数LoadBMP()载入位图

/***********************************************************************************************
*OnInitialUpdate()
*功能：初始化应用程序，载入位图并获取位图信息
*参数：无
*返回值：void
***********************************************************************************************/
void CBMPTestView::OnInitialUpdate()
{
CView::OnInitialUpdate();

// TODO: Add your specialized code here and/or call the base class
m_hBMP=LoadBMP((CString)"test.bmp");   //载入位图
//获取位图信息，以初始化显示区域
LPBITMAPINFOHEADER lpBMP=(LPBITMAPINFOHEADER)GlobalLock(m_hBMP);
m_rcBMP.left=0;
m_rcBMP.top=0;
m_rcBMP.right=lpBMP->biWidth;
m_rcBMP.bottom=lpBMP->biHeight;
GlobalUnlock(m_hBMP);
}

5.函数OnDraw（）中添加代码实现位图显示

OnDraw()函数是CView类的成员函数，当视图变得无效（大小改变、移动或遮盖等）时，才被调用，以重绘视图。因此一般将绘制代码放在OnDraw（）中。此处将调用PaintBMP()函数显示位图。

void CBMPTestView::OnDraw(CDC* pDC)
{
CBMPTestDoc* pDoc = GetDocument();
ASSERT_VALID(pDoc);
if (!pDoc)
return;

// TODO: add draw code for native data here
PaintBMP(pDC->GetSafeHdc(),m_rcBMP,m_hBMP,m_rcBMP,NULL);
}

6.任找一张BMP图像，将其命名为test.bmp，然后将其放在工程目录下，运行程序，结果如下所示：



7.存储位图：

载入位图后，就可以获得位图数据缓冲区的句柄，之后就可以对位图进行相关处理，以及将处理后的位图放到指定文件。示例中，在函数OnInitialUpdate()函数末尾添加如下语句，调用SaveBMP（）函数来存储位图到项目目录下的test1.bmp；

SaveBMP(m_hBMP,(CString)"test1.bmp");  //保存位图

同路径下的文件名不能相同，否则会覆盖原文件。

再次运行程序后，会在项目目录下生成一个test1.bmp的位图文件。

参考文献：张俊华.《医学图像三维重建和可视化——VC++实现实例》.科学出版社