利用java实现画图板和保存读取BMP格式的图片（二）

在上一篇博文中，讲解了如何利用java组件实现了一个简易的画图板，那么本篇博文将会为大家介绍如何打开已有的BMP文件，和以BMP格式保存自己绘制的图片。

二、BMP是什么

（一）BMP介绍

BMP 是一种与硬件设备无关的图像文件格式，使用非常广。它采用位映射存储格式，除了图像深度可选以外，不采用其他任何压缩，因此， BMP 文件所占用的空间很大。 BMP 文件的图像深度可选 lbit 、 4bit 、 8bit 及 24bit 。 BMP 文件存储数据时，图像的扫描方式是按从左到右、从下到上的顺序。由于 BMP 文件格式是Windows 环境中交换与图有关的数据的一种标准，因此在 Windows 环境中运行的图形图像软件都支持 BMP 图像格式。

（二）BMP文件结构

典型的 BMP 图像文件由四部分组成：

1 . 构位图文件头数据结构，它包含 BMP 图像文件的类型、显示内容等信息；

2 .构位图信息数据结构，它包含有 BMP 图像的宽、高、压缩方法，以及定义颜色等信息；

3. 板调色板，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。本文就是讲解如何保存和读取一个24位的BMP文件;

4. 据位图数据，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。

（三）BMP各部分数据含义

1.BMP头文件（14字节）

int bfType; // 位图文件的类型，必须为 ' B '' M '两个字母 (0-1字节 )
int bfSize; // 位图文件的大小，以字节为单位 (2-5 字节 )
int usignedshort bfReserved1; // 位图文件保留字，必须为 0(6-7 字节 )
int usignedshort bfReserved2; // 位图文件保留字，必须为 0(8-9 字节 )
int bfOffBits; // 位图数据的起始位置，以相对于位图 (10-13 字节 )
int bfOffBits;// 文件头的偏移量表示，以字节为单位

2.位图信息头(40 节字节)

int Size; // 本结构所占用字节数 (14-17 字节 )
int image_width; // 位图的宽度，以像素为单位 (18-21 字节 )
int image_heigh; // 位图的高度，以像素为单位 (22-25 字节 )
int Planes; // 目标设备的级别，必须为 1(26-27 字节 )
int biBitCount;// 每个像素所需的位数，必须是 1(双色),(28-29 字节) 4(16
色 ) ， 8(256 色 ) 或 24(// 真彩色 ) 之一
int biCompression; // 位图压缩类型，必须是 0( 不压缩 ),(30-33 字节 )
1(BI_RLE8 压缩类型 ) 或// 2(BI_RLE4 压缩类型 ) 之一
int SizeImage; // 位图的大小，以字节为单位 (34-37 字节 )
int biXPelsPerMeter; // 位图水平分辨率，每米像素数 (38-41 字节 )
int biYPelsPerMeter; // 位图垂直分辨率，每米像素数 (42-45 字节 )
int biClrUsed;// 位图实际使用的颜色表中的颜色数 (46-49 字节 )
int biClrImportant;// 位图显示过程中重要的颜色数 (50-53 字节 )

3.颜色表

class RGBQUAD {
byte rgbBlue;// 蓝色的亮度 ( 值范围为 0-255)
byte rgbGreen; // 绿色的亮度 ( 值范围为 0-255)
byte rgbRed; // 红色的亮度 ( 值范围为 0-255)
byte rgbReserved;// 保留，必须为 0
}

4.位图数据

位图数据记录了位图的每一个像素值，记录顺序是在扫描行内是从左到右, 扫描行之间是从下到上。位图的一个像素值所占的字节数:

当 biBitCount=1 时， 8 个像素占 1 个字节 ;

当 biBitCount=4 时， 2 个像素占 1 个字节 ;

当 biBitCount=8 时， 1 个像素占 1 个字节 ;

当 biBitCount=24 时 ,1 个像素占 3 个字节 ;

Windows 规定一个扫描行所占的字节数必须是 4 的倍数 ( 即以 long 为单位 ), 不足的以 0填充，具体数据举例：如某 BMP 文件开头：

424D 4690 0000 0000 0000 4600 0000 2800 0000 8000 0000 9000 0000 0100*1000 0300 0000

0090 0000 A00F 0000 A00F 0000 0000 0000 0000 0000*00F8 E007 1F00 0000*02F1 84F1

04F1 84F1 84F1 06F2 84F1 06F2 04F2 86F2 06F2 86F2 86F2 .... ....

BMP 文件可分为四个部分：位图文件头、位图信息头、彩色板、图像数据阵列，在上图中

已用 * 分隔。

了解了BMP的基础知识后，我们可以进一步完善我们的画图板了，注意，我们这里只针对24位的BMP图片，不做256色和16位BMP的讲解。

三、实现BMP文件的读取

了解了BMP的基本知识后，我们可以知道，读取一个BMP文件实际上只要获取到文件头的宽度，高度和它的位图数据，而其他部分都是可以跳过的。可以利用之前已经做好的画图板来实现。

1.创建一个BMPReader.java类，用来封装读取BMP图片的一些列方法。

/**
 * BMP文件的读取类
 * 
 * @author Bill56
 *
 */
public class BMPReader {

	/**
	 * 读取BMP文件的方法
	 * 
	 * @param path
	 *            文件路径
	 * @param panel
	 *            显示的画板
	 * @throws IOException
	 *             流异常
	 */
	public void readBMP(String path, JPanel panel) throws IOException {
		FileInputStream fis = new FileInputStream(path);
		fis.skip(18);
		// 跳过不需要的，读取宽度和高度
		int width = changeInt(fis);
		int height = changeInt(fis);
		fis.skip(28);
		// 跳过，直接读取位图数据。
		DrawListener.array = new int[height][width];
		int t = 0;
		if (width * 3 % 4 > 0) {
			t = 4 - width * 3 % 4;
		}
		for (int i = height - 1; i >= 0; i--) {
			for (int j = 0; j < width; j++) {
				// 调用自定义方法，得到图片的像素点并保存到int数组中
				int c = readColor(fis);
				DrawListener.array[i][j] = c;
			}
			fis.skip(t);
		}
		fis.close();
		// 刷新，重绘面板，打开系统保存的图片。
		panel.setPreferredSize(new Dimension(width, height));
	}

	/**
	 * 由于读取的是字节，把读取到的4个byte转化成1个int
	 * 
	 * @param ips
	 *            文件输入流对象
	 * @return 转换后的int值
	 * @throws IOException
	 *             流异常
	 */
	public int changeInt(FileInputStream ips) throws IOException {
		int t1 = ips.read() & 0xff;
		int t2 = ips.read() & 0xff;
		int t3 = ips.read() & 0xff;
		int t4 = ips.read() & 0xff;
		int num = (t4 << 24) + (t3 << 16) + (t2 << 8) + t1;
		return num;
	}

	/**
	 * 24位的图片是1个像素3个字节，所以要将其颜色值合成一个具体的颜色值
	 * 
	 * @param ips
	 *            文件输入流对象
	 * @return 颜色值的合成值
	 * @throws IOException
	 *             流异常
	 */
	public int readColor(FileInputStream ips) throws IOException {
		int b = ips.read() & 0xff;
		int g = ips.read() & 0xff;
		int r = ips.read() & 0xff;
		int c = (r << 16) + (g << 8) + b;
		return c;
	}

}

2.在画图板代码的MenuListener中重写的actionPerformed方法中对应“打开”菜单的功能部分内写入打开一个BMP文件的代码。

else if (command.equals("打开")) {
			int t = chooser.showOpenDialog(null);
			if (t == JFileChooser.APPROVE_OPTION) {
				String path = chooser.getSelectedFile().getAbsolutePath();
				try {
					BMPReader reader = new BMPReader();
					reader.readBMP(path, panel);
					// 刷新界面
					panel.repaint();
				} catch (Exception ef) {
					JOptionPane.showMessageDialog(null, "文件打开失败！！");
					ef.printStackTrace();
				}
			}
		}

至此，我们可以用计算机自带的画图工具画一个图片，然后保存为24位的BMP（一定要是24位的），再用我们的自己画图板打开，查看效果。

四、实现BMP文件的保存

保存和读取比较起来，保存稍复杂，因为保存的时候需要写入很多必要的信息，而读取的时候可以跳过这些信息。具体如下：

1.创建一个BMPWriter.java类，用来封装保存BMP图片的一些列方法。

/**
 * BMP文件的保存写入类
 * 
 * @author Bill56
 *
 */
public class BMPWriter {

	/**
	 * 保存BMP图片头部信息的方法
	 * 
	 * @param ops
	 *            输出流
	 * @throws Exception
	 *             异常对象
	 */
	public void savebmpTop(OutputStream ops) throws Exception {
		ops.write('B');
		ops.write('M');
		int height = DrawListener.array.length;
		int width = DrawListener.array[0].length;
		int size = 14 + 40 + height * width * 3 + (4 - width * 3 % 4) * height;
		// 位图文件的大小
		size = 14 + 40 + height * width * 3 + (4 - width * 3 % 4) * 255;
		writeInt(ops, size);
		writeShort(ops, (short) 0);
		writeShort(ops, (short) 0);
		writeInt(ops, 54);
	}

	/**
	 * 保存BMP图片位图信息头部分的方法
	 * 
	 * @param ops
	 *            输出流
	 * @throws Exception
	 *             异常
	 */
	public void savebmpInfo(OutputStream ops) throws Exception {
		int height = DrawListener.array.length;
		int width = DrawListener.array[0].length;
		writeInt(ops, 40);
		writeInt(ops, width);
		writeInt(ops, height);
		writeShort(ops, (short) 1);
		writeShort(ops, (short) 24);
		writeInt(ops, 0);
		writeInt(ops, height * width * 3 + (4 - width * 3 % 4) * height);
		writeInt(ops, 0);
		writeInt(ops, 0);
		writeInt(ops, 0);
		writeInt(ops, 0);
	}

	/**
	 * 保存BMP图片位图数据部分的方法
	 * 
	 * @param ops
	 *            输出流
	 * @throws Exception
	 *             异常
	 */
	public void savebmpDate(OutputStream ops) throws Exception {
		int height = DrawListener.array.length;
		int width = DrawListener.array[0].length;
		int m = 0;
		if (width * 3 % 4 > 0) {
			m = 4 - width * 3 % 4;
		}
		for (int i = height - 1; i >= 0; i--) {
			for (int j = 0; j < width; j++) {
				int t = DrawListener.array[i][j];
				writeColor(ops, t);
			}
			for (int k = 0; k < m; k++) {
				ops.write(0);
			}
		}
	}

	/**
	 * 由于写入的是字节，所以要将整型进行转换
	 * 
	 * @param ops
	 *            输出流
	 * @param t
	 *            整型值
	 * @throws Exception
	 *             异常
	 */
	public void writeInt(OutputStream ops, int t) throws Exception {
		int a = (t >> 24) & 0xff;
		int b = (t >> 16) & 0xff;
		int c = (t >> 8) & 0xff;
		int d = t & 0xff;
		ops.write(d);
		ops.write(c);
		ops.write(b);
		ops.write(a);
	}

	/**
	 * 由于写入的是字节，所以要将颜色值进行转换
	 * 
	 * @param ops
	 *            输出流
	 * @param t
	 *            整型的颜色值
	 * @throws Exception
	 *             异常
	 */
	public void writeColor(OutputStream ops, int t) throws Exception {
		int b = (t >> 16) & 0xff;
		int c = (t >> 8) & 0xff;
		int d = t & 0xff;
		ops.write(d);
		ops.write(c);
		ops.write(b);
	}

	/**
	 * 由于写入的是字节，所以要将短整型进行转换
	 * 
	 * @param ops
	 *            输出流
	 * @param t
	 *            短整形值
	 * @throws Exception
	 *             异常
	 */
	public void writeShort(OutputStream ops, short t) throws Exception {
		int c = (t >> 8) & 0xff;
		int d = t & 0xff;
		ops.write(d);
		ops.write(c);
	}

}

2.在画图板代码的MenuListener中重写的actionPerformed方法中对应“保存”菜单的功能部分内写入保存成BMP文件的代码。

		if (command.equals("保存")) {
			int t = chooser.showSaveDialog(null);
			if (t == JFileChooser.APPROVE_OPTION) {
				String path = chooser.getSelectedFile().getAbsolutePath();
				try {
					FileOutputStream fos = new FileOutputStream(path + ".bmp");
					BMPWriter writer = new BMPWriter();
					writer.savebmpTop(fos);
					writer.savebmpInfo(fos);
					writer.savebmpDate(fos);
					fos.flush();
					fos.close();
				} catch (Exception ef) {
					JOptionPane.showMessageDialog(null, "文件保存失败！！");
					ef.printStackTrace();
				}
			}
		}

至此，我们已经完成了画图板的全部工作了。大家可以自己画一幅图片，然后保存后，用计算机自带的图片浏览器打开，查看完成情况。

谢谢您的关注和阅读，文章不当之处还请您不吝赐教~~~

利用java实现画图板和保存读取BMP格式的图片（二）

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