用 Java 保存位图文件

虽然 Java 它提供了几种打开图像的机制，但保存图像并不是它的强项。这个技巧将讲述如何保存图像 24 在位图文件中。另外，Jean-Pierre 还提供了将图像文件写入位图文件所需的所有代码。 这篇技巧是 Java 技巧 43 那个技巧解释了补充 Java 在应用程序中加载位图文件的过程。本月，我将提供另一个教程，解释如何保存图像 24 在位位图文件中，还包括将图像对象写入位图文件的代码片断。 如果您在 Microsoft Windows 在环境中工作，创建位图文件的功能将为您提供许多便利。例如，在我的最后一个项目中，我必须 Java 与 Microsoft Access 对接。Java 允许用户在屏幕上绘图。这张照片随后打印出来 Microsoft Access 报表中。由于 Java 不支持 OLE，我唯一的选择就是创建一个位图文件，并通知它 Microsoft Access 这个位图文件在哪里可以找到报表？如果你写了一个向剪贴板发送图像的应用程序，这个技能可能对你有用 -- 特别是当您将此信息传递给另一个应用程序时。

位图文件的格式 支持位图文件格式 4 位 RLE(行程长度编码)和 8 位和 24 位编码。因为我们只处理它。 24 位格式，下面我们来看看文件的结构。

位图文件分为三个部分。下面我已经列出了它们。

第 1 部分：位图文件标头 标头包含位图文件的类型、大小和布局信息。结构如下(摘自) C 语言结构定义)：

typedef struct tagBITMAPFILEHEADER { UINT bfType; DWORD bfSize; UINT bfreserved1; UINT bfreserved2; DWORD bfOffBits; }BITMAPFILEHEADER;

以下是本清单中代码元素的说明:

bfType：指定文件类型的值始终为 BM。

bfSize：指定整个文件的大小(以字节为单位)。

bfreserved1：保留 -- 必须为 0。

bfreserved2：保留 -- 必须为 0。

bfOffBits：指定从 BitmapFileHeader 到图像首部的字节偏移量。 现在你已经明白了位图标头的目的是识别位图文件。读取位图文件的每个程序都使用位图标头进行文件验证。

第 2 部分：位图信息标头 随后的标头称为信息标头，其中包含图像本身的属性。

如何指定下面的说明 Windows 3.0(或更高版本)设备独立位图 (DIB) 尺寸及颜色格式：

typedef struct tagBITMAPINFOHEADER { DWORD biSize; LONG biWidth; LONG biHeight; WORD biPlanes; WORD biBitCount; DWORD biCompression; DWORD biSizeImage; LONG biXPelsPerMeter; LONG biYPelsPerMeter; DWORD biClrUsed; DWORD biClrImportant; } BITMAPINFOHEADER;

上述代码列表中的每个元素描述如下：

biSize：指定 BITMAPINFOHEADER 结构所需的字节数。

biWidth：指定位图的宽度(以象素为单位)。

biHeight：指定位图的高度(以象素为单位)。

biPlanes：指定目标设备的位面数。这个成员变量的值必须是 1。

biBitCount：指定每个象素的位数。其值必须是 1、4、8 或 24。

biCompression：指定压缩位图的压缩类型。在 24 该变量设置在位置格式中 0。

biSizeImage：指定图像的大小(以字节为单位)。如果位图的格式是 BI_RGB，将成员变量设置为 0 是有效的。

biXPelsPerMeter：指定目标设备的水平分辨率（以“象素/米”为单位）。应用程序可以从最符合当前设备特征的资源组中选择一个位图。

biYPelsPerMeter：指定目标设备的垂直分辨率(以“象素/米”为单位)。

biClrUsed：指定位图实际使用的颜色表中的颜色索引数。如果 biBitCount 设为 24，则 biClrUsed 指定用于优化 Windows 调色板性能参考颜色表。

biClrImportant：颜色索引数对指定对位图的显示有重要影响。如果这个值是 所有的颜色都很重要。 创建图像所需的所有信息都已定义。

第 3 部分：图像 在 24 图像中的每一个象素都存储在位格式中 BRG 的三字节 RGB 序列表示。每一个扫描行都得到了补充 4 位。为了使这个过程稍微复杂一点，图像自底而上存储，即第一个扫描线是图像中的最后一个扫描线。标头显示在下图中 (BITMAPHEADER) 和 (BITMAPINFOHEADER) 还有一些图像。各部分由垂线分隔：

0000000000 4D42 B536 0002 0000 0000 0036 0000 | 0028 0000000020 0000 0107 0000 00E0 0000 0001 0018 0000 0000000040 0000 B500 0002 0EC4 0000 0EC4 0000 0000 0000000060 0000 0000 0000 | FFFF FFFF FFFF FFFF FFFF 0000000100 FFFF FFFF FFFF FFFF FFFF FFFF FFFF FFFF *

现在，我们开始检查代码 现在我们已经知道了 24 位图文件的结构，以下是您期待已久的内容：用于将图像对象写入位图文件的代码。

import java.awt.*; import java.io.*; import java.awt.image.*;

public class BMPFile extends Component {

//--- 私有常量 private final static int BITMAPFILEHEADER_SIZE = 14; private final static int BITMAPINFOHEADER_SIZE = 40;

//--- 私有变量声明

//--- 位图文件标头 private byte bitmapFileHeader [] = new byte [14]; private byte bfType [] = {'B', 'M'}; private int bfSize = 0; private int bfreserved1 = 0; private int bfreserved2 = 0; private int bfOffBits = BITMAPFILEHEADER_SIZE + BITMAPINFOHEADER_SIZE;

//--- 位图信息标头 private byte bitmapInfoHeader [] = new byte [40]; private int biSize = BITMAPINFOHEADER_SIZE; private int biWidth = 0; private int biHeight = 0; private int biPlanes = 1; private int biBitCount = 24; private int biCompression = 0; private int biSizeImage = 0x030000; private int biXPelsPerMeter = 0x0; private int biYPelsPerMeter = 0x0; private int biClrUsed = 0; private int biClrImportant = 0;

//--- 原始数据的位图 private int bitmap [];

//--- 文件部分 private FileOutputStream fo;

//--- 缺乏构造函数 public BMPFile() {

}

public void saveBitmap (String parFilename, Image parImage, int parWidth, int parHeight) {

try { fo = new FileOutputStream (parFilename); save (parImage, parWidth, parHeight); fo.close (); } catch (Exception saveEx) { saveEx.printStackTrace (); }

}

/* * saveMethod 是这个过程的主要方法。该方法 * 将调用 convertImage 该方法将内存图像转换为 * 字节数组；writeBitmapFileHeader 创建和写入方法 * 位图文件标头；writeBitmapInfoHeader 创建 * 信息标头；writeBitmap 写入图像。 * */ private void save (Image parImage, int parWidth, int parHeight) {

try { convertImage (parImage, parWidth, parHeight); writeBitmapFileHeader (); writeBitmapInfoHeader (); writeBitmap (); } catch (Exception saveEx) { saveEx.printStackTrace (); } }

/* * convertImage 将内存图像转换为位图格式 (BRG)。 * 它还计算了位图信息标头中使用的一些信息。 * */ private boolean convertImage (Image parImage, int parWidth, int parHeight) {

int pad; bitmap = new int [parWidth * parHeight];

PixelGrabber pg = new PixelGrabber (parImage, 0, 0, parWidth, parHeight, bitmap, 0, parWidth);

try { pg.grabPixels (); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace (); return (false); }

pad = (4 - ((parWidth * 3) % 4)) * parHeight; biSizeImage = ((parWidth * parHeight) * 3) + pad; bfSize = biSizeImage + BITMAPFILEHEADER_SIZE + BITMAPINFOHEADER_SIZE; biWidth = parWidth; biHeight = parHeight;

return (true); }

/* * writeBitmap 将象素捕获器返回的图像转换为 * 所需格式。请记住：扫描行在位图文件中 * 反向存储！ * * 每一个扫描行都必须补充 4 个字节。 */ private void writeBitmap () {

int size; int value; int j; int i; int rowCount; int rowIndex; int lastRowIndex; int pad; int padCount; byte rgb [] = new byte [3];

size = (biWidth * biHeight) - 1; pad = 4 - ((biWidth * 3) % 4); if (pad == 4) // <==== 错误修正 pad = 0; // <==== 错误修正 rowCount = 1; padCount = 0; rowIndex = size - biWidth; lastRowIndex = rowIndex;

try { for (j = 0; j < size; j++) { value = bitmap [rowIndex]; rgb [0] = (byte) (value & 0xFF); rgb [1] = (byte) ((value >> 8) & 0xFF); rgb [2] = (byte) ((value >> 16) & 0xFF); fo.write (rgb); if (rowCount == biWidth) { padCount += pad; for (i = 1; i <= pad; i++) { fo.write (0x00); } rowCount = 1; rowIndex = lastRowIndex - biWidth; lastRowIndex = rowIndex; } else rowCount++; rowIndex++; }

//--- 更新文件大小 bfSize += padCount - pad; biSizeImage += padCount - pad; } catch (Exception wb) { wb.printStackTrace (); }

}

/* * writeBitmapFileHeader 将位图文件标头写入文件中。 * */ private void writeBitmapFileHeader () {

try { fo.write (bfType); fo.write (intToDWord (bfSize)); fo.write (intToWord (bfreserved1); fo.write (intToWord (bfreserved2); fo.write (intToDWord (bfOffBits));

} catch (Exception wbfh) { wbfh.printStackTrace (); }

}

/* * * writeBitmapInfoHeader 将位图信息标头 * 写在文件中。 * */

private void writeBitmapInfoHeader () {

try { fo.write (intToDWord (biSize)); fo.write (intToDWord (biWidth)); fo.write (intToDWord (biHeight)); fo.write (intToWord (biPlanes)); fo.write (intToWord (biBitCount)); fo.write (intToDWord (biCompression)); fo.write (intToDWord (biSizeImage)); fo.write (intToDWord (biXPelsPerMeter)); fo.write (intToDWord (biYPelsPerMeter)); fo.write (intToDWord (biClrUsed)); fo.write (intToDWord (biClrImportant)); } catch (Exception wbih) { wbih.printStackTrace (); }

}

/* * * intToWord 将整数转换为单词，返回值 * 存储在双字节数组中。 * */ private byte [] intToWord (int parValue) {

byte retValue [] = new byte [2];

retValue [0] = (byte) (parValue & 0x00FF); retValue [1] = (byte) ((parValue >> 8) & 0x00FF);

return (retValue);

}

/* * * intToDWord 将整数转换为双字，返回值 * 存储在一个 4 在字节数组中。 * */ private byte [] intToDWord (int parValue) {

byte retValue [] = new byte [4];

retValue [0] = (byte) (parValue & 0x00FF); retValue [1] = (byte) ((parValue >> 8) & 0x000000FF); retValue [2] = (byte) ((parValue >> 16) & 0x000000FF); retValue [3] = (byte) ((parValue >> 24) & 0x000000FF);

return (retValue);

}

}

小结 这就是你要做的所有工作。我相信你会发现这个类很有用，因为到了 JDK 1.1.6 为止，Java 图像不支持以任何常用格式保存。JDK 1.2 将支持创建 JPEG 图像，但不支持创建位图。因此，这一类仍将被填写 JDK1.2 中的空白。

如果你使用这个类别并找到改进它的方法，请通知我！我的电子邮件地址在下面的简历中。

如何在 Java 在应用程序中读取 8 位和 24 位 Microsoft Windows 位图

目前，标准 getImage() 方法仅支持 GIF 和 JPEG 图像。虽然存在于读取中 PNG格式(可移植网络图形) Java 例程，但我们还没听说过有用于阅读 Microsoft Windows 阅读位图图像的程序。Jeff West 这种写作技巧提供了加载 Windows 位图图像代码。 Java 目前的发行版并没有正式支持 Java 在应用程序中读取 Microsoft Windows 位图文件。但是别担心，我们有办法解决这个问题！这项技能将解释如何完成这项任务 -- 首先，我们解释读取 Microsoft Windows 文件格式的基本步骤。 Windows DIB(设备独立位图)文件格式相对简单。不同于纯位图格式，DIB 格式保留了在内存中存储图像的清晰信息。问题是图像格式有这么多变体(1) 位、4 位、8 位和 16 位，以及其它格式)。本篇 Java 只处理技能中提供的解决方案 8 位和 24 两种格式。这两种格式代表最常见的变体。

不管是哪种 Windows DIB 这类文件格式总是由子类型组成 14 位文件头和 40 由位信息头组成。这两个标头准确地包含了相关文件的存储内容和存储顺序。请参考标头中每一项的确切含义 Microsoft Software Development Kit (SDK)。文件的其余部分不同于信息头中的数据。

让我们来看看本文要处理的两种子类型。24 位格式很简单：RGB(红-绿-蓝)颜色值(3) 并按字节 BGR 在信息头之后进行排序)。然而，每一个扫描行都得到了补充 4 个字节。请参阅说明文档(请参阅说明文档(请参阅) Microsoft SDK）这种“补充”是为了优化 Windows 位图绘图 API。同时，文件中的第一个内容是底部扫描行 -- 因此，相对于普通的图形坐标系统(其矢量方向的正向分别是向下和向右)，图像必须从后向前读取。

8 位子类型复杂，因为在信息头和象素数据之间插入调色板信息。因此，每个象素条目只进入 24 位 RGB 调色板数组的颜色 8 位索引。在象素信息中，每个扫描行也被补充到 4 个字节。

请注意，本文提供的位图图像加载方法不支持压缩位图像的解压。事实上，这个例程甚至不寻求这种可能性！如果遇到压缩 Windows DIB 文件，这个例程肯定会产生异常。Windows SDK 中有对压缩 Windows DIB 格式说明。

至于性能，正在运行 Microsoft Windows 95 的 486-DX2-66MHz 本例程读取在系统上 24 位 640 x 480 文件(关于 920 千字节)所需时间不得超过 10 秒。使用 BufferedInputStream 而不是 FileInputStream 能显著提高性能。

下面的例程读取两个文件格式中的任何一个，并生成一个 Image 图像。以下代码不包括全面的错误和异常处理，以避免使例程更加复杂。您总是可以使用它 Windows Paint 不支持程序 Windows DIB 转换子类型。

/** loadbitmap() 方法由 Windows C 代码转换而来。 只能读取未压缩的 24 位和 8 位图像。已在 Windows 95 上用 Microsoft Paint 保存的图像 测试了一下。假如图像不是 24 位或 8 位图像， 该程序拒绝进行任何尝试。我猜如果先用 1100， 然后用 0011 也可以对字节进行掩码操作 4 位 包括图像。事实上，我对这些图像并不感兴趣。 如果试图读取压缩图像，例程可能会失败并产生 一个 IOException 异常。如果变量 ncompression 不为 0，说明压缩已经过去了。

参数： sdir 和 sfile 是 FileDialog 的 getDirectory() 和 getFile() 方法的结果。

返回值： Image 记得检查对象 (Image)null !!!

*/ public Image loadbitmap (String sdir, String sfile) { Image image; System.out.println("loading:"+sdir+sfile); try { FileInputStream fs=new FileInputStream(sdir+sfile); int bflen=14; // 14 字节 BITMAPFILEHEADER byte bf[]=new byte[bflen]; fs.read(bf,0,bflen); int bilen=40; // 40 字节 BITMAPINFOHEADER byte bi[]=new byte[bilen]; fs.read(bi,0,bilen);

// 解释数据。 int nsize = (((int)bf[5]&0xff)<<24) | (((int)bf[4]&0xff)<<16) | (((int)bf[3]&0xff)<<8) | (int)bf[2]&0xff; System.out.println("File type is :"+(char)bf[0]+(char)bf[1]); System.out.println("Size of file is :"+nsize);

int nbisize = (((int)bi[3]&0xff)<<24) | (((int)bi[2]&0xff)<<16) | (((int)bi[1]&0xff)<<8) | (int)bi[0]&0xff; System.out.println("Size of bitmapinfoheader is :"+nbisize);

int nwidth = (((int)bi[7]&0xff)<<24) | (((int)bi[6]&0xff)<<16) | (((int)bi[5]&0xff)<<8) | (int)bi[4]&0xff; System.out.println("Width is :"+nwidth);

int nheight = (((int)bi[11]&0xff)<<24) | (((int)bi[10]&0xff)<<16) | (((int)bi[9]&0xff)<<8) | (int)bi[8]&0xff; System.out.println("Height is :"+nheight);

int nplanes = (((int)bi[13]&0xff)<<8) | (int)bi[12]&0xff; System.out.println("Planes is :"+nplanes);

int nbitcount = (((int)bi[15]&0xff)<<8) | (int)bi[14]&0xff; System.out.println("BitCount is :"+nbitcount);

// 搜索表明压缩的非零值 int ncompression = (((int)bi[19])<<24) | (((int)bi[18])<<16) | (((int)bi[17])<<8) | (int)bi[16]; System.out.println("Compression is :"+ncompression);

int nsizeimage = (((int)bi[23]&0xff)<<24) | (((int)bi[22]&0xff)<<16) | (((int)bi[21]&0xff)<<8) | (int)bi[20]&0xff; System.out.println("SizeImage is :"+nsizeimage);

int nxpm = (((int)bi[27]&0xff)<<24) | (((int)bi[26]&0xff)<<16) | (((int)bi[25]&0xff)<<8) | (int)bi[24]&0xff; System.out.println("X-Pixels per meter is :"+nxpm);

int nypm = (((int)bi[31]&0xff)<<24) | (((int)bi[30]&0xff)<<16) | (((int)bi[29]&0xff)<<8) | (int)bi[28]&0xff; System.out.println("Y-Pixels per meter is :"+nypm);

int nclrused = (((int)bi[35]&0xff)<<24) | (((int)bi[34]&0xff)<<16) | (((int)bi[33]&0xff)<<8) | (int)bi[32]&0xff; System.out.println("Colors used are :"+nclrused);

int nclrimp = (((int)bi[39]&0xff)<<24) | (((int)bi[38]&0xff)<<16) | (((int)bi[37]&0xff)<<8) | (int)bi[36]&0xff; System.out.println("Colors important are :"+nclrimp);

if (nbitcount==24) { // 24 位置格式不包括调色板数据，但扫描行补充到 // 4 个字节。 int npad = (nsizeimage / nheight) - nwidth * 3; int ndata[] = new int [nheight * nwidth]; byte brgb[] = new byte [( nwidth + npad) * 3 * nheight]; fs.read (brgb, 0, (nwidth + npad) * 3 * nheight); int nindex = 0; for (int j = 0; j < nheight; j++) { for (int i = 0; i < nwidth; i++) { ndata [nwidth * (nheight - j - 1) + i] = (255&0xff)<<24 | (((int)brgb[nindex+2]&0xff)<<16) | (((int)brgb[nindex+1]&0xff)<<8) | (int)brgb[nindex]&0xff; // System.out.println("Encoded Color at (" +i+","+j+")is:"+nrgb+" (R,G,B)= (" +((int)(brgb[2]) & 0xff)+" +((int)brgb[1]&0xff)+",，" +((int)brgb[0]&()")")"; nindex += 3; } nindex += npad; }

image = createImage ( new MemoryImageSource (nwidth, nheight, ndata, 0, nwidth)); } else if (nbitcount == 8) { // 颜色数必须确定。如果 clrsused 参数大于 0， // 颜色数由它决定。如果它等于 0，则根据 // bitsperpixel 计算颜色数。 int nNumColors = 0; if (nclrused > 0) { nNumColors = nclrused; } else { nNumColors = (1&0xff)<<nbitcount; } System.out.println("The number of Colors is"+nNumColors);

// 不计算某些位图 sizeimage 域，请找出 // 并纠正这些情况。 if (nsizeimage == 0) { nsizeimage = ((((nwidth*nbitcount)+31) & ~31 ) >> 3); nsizeimage *= nheight; System.out.println("nsizeimage (backup) is"+nsizeimage); }

// 读调色板的颜色。 int npalette[] = new int [nNumColors]; byte bpalette[] = new byte [nNumColors*4]; fs.read (bpalette, 0, nNumColors*4); int nindex8 = 0; for (int n = 0; n < nNumColors; n++) { npalette[n] = (255&0xff)<<24 | (((int)bpalette[nindex8+2]&0xff)<<16) | (((int)bpalette[nindex8+1]&0xff)<<8) | (int)bpalette[nindex8]&0xff; // System.out.println ("Palette Color "+n +" is:"+npalette[n]+" (res,R,G,B)= (" +((int)(bpalette[nindex8+3] & 0xff)+" +((int)(bpalette[nindex8+2] & 0xff)+" +((int)bpalette[nindex8+1]&0xff)+，" +((int)bpalette[nindex8]&()")")"; nindex8 += 4; }

// 读取图像数据(实际上是调色板的索引) // 扫描行仍然得到补充 4 个字节。 int npad8 = (nsizeimage / nheight) - nwidth; System.out.println("nPad is:"+npad8);

int ndata8[] = new int [nwidth*nheight]; byte bdata[] = new byte [(nwidth+npad8)*nheight]; fs.read (bdata, 0, (nwidth+npad8)*nheight); nindex8 = 0; for (int j8 = 0; j8 < nheight; j8++) { for (int i8 = 0; i8 < nwidth; i8++) { ndata8 [nwidth*(nheight-j8-1)+i8] = npalette [((int)bdata[nindex8]&0xff)]; nindex8++; } nindex8 += npad8; }

image = createImage ( new MemoryImageSource (nwidth, nheight, ndata8， 0, nwidth)); } else { System.out.println ("Not a 24-bit or 8-bit Windows Bitmap, aborting..."); image = (Image)null; }

fs.close(); return image; } catch (Exception e) { System.out.println("Caught exception in loadbitmap!"); } return (Image) null; }

您已经掌握了读取位图文件的技巧。这种方法很容易扩展，使其能够读取单色和单色 16 色（4 位）格式。