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  1. 2007.02.05 DIB구조
  2. 2007.02.01 BMP를 DDB로 변환

DIB구조

Projects/CoVNC 2007.02.05 20:54 Posted by soulfree >동네청년<
비트맵 이미지에는 두가지 종류가 있는데 DDB와 DIB가 바로 그것입니다.

DDB(Device Dependent Bitmap)은 이름을 봐도 알수 있드시 장치에 의존하여 비트맵을 출력하는 방식입니다.

DDB는 원래 윈도우 3.0 버전 이하 버전에서 사용하던 포맷인데, DDB는 별도의 팔레트 정보를 파일안에 포함하지 않고 있으므로, 실행 시키는 곳의 장치에 따라 다른 색깔의 이미지가 보여질 수 있습니다. 그에반해 DIB(Device Independent Bitmap) 의 경우 장치에 독립된 비트맵이기 때문에 어떤 장치에서 실행을 시키더라도 같은 모습의 비트맵 이미지를 볼수 있습니다.

물론 DIB의 중요도가 훨씬 더 높고 우리가 이번 시간에 알아볼 비트맵 포맷도 DIB 이지만, DDB 역시도 아직까지 많이 사용되고 있으므로 무시해도 되는 개념은 아님을 알아두시길 바랍니다.

DDB는 비트맵 이미지에 대한 간단한 정보와 이미지 비트만으로 구성되어져 있기때문에 아주 간단하게 구성되어 있지만, DIB는 꽤나 복잡한 구조로 이루어져 있습니다.


이런식으로 구성되어져 있는데, 이제 하나하나 그 멤버들을 살펴보도록 하겠습니다.

BITMAPFILEHEADER

typedef struct tagBITMAPFILEHEADER
{
   WORD    bfType;
   DWORD  bfsize;
   WORD    bfReserved1;
   WORD    bfReserved2;
   DWORD  bfOffBits;
} BITMAPFILEHEADER;

bfType Bitmap 파일의 형식이 기록되는 부분입니다.
비트맵 파일은 반드시 bfType의 값이 BM(0x42, 0x4d)이어야 합니다.
bfSize비트맵 파일의 크기를 바이트 단위로 나타냅니다.
bfReserved1  항상 0으로 설정해주면 됩니다. 현재 사용되지 않는 비트입니다.
bfReserved2마찬가지로 0으로 설정해주시면 됩니다.
bfOffBits이 값은 BITMAPFILEHEADER, BITMAPINFOHEADER, RGBQUAD
3개 구조체의 크기를 더한 값으로 실제 이미지 비트의 OffSet을 의미합니다.

BITMAPFILEHEADER은 구조체명에서도 알수 있듯이, 비트맵 이미지 그 자체에 대한 정보보다는, 비트맵 파일에 대한 정보를 주로 가지고 있습니다. 따라서 비트맵 파일을 DIB 형식으로 저장할 때에만 쓰이고, 화면에 출력할때에는 쓰이지 않는 구조체입니다.

BITMAPINFOHEADER

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;

biSize 이 구조체의 크기를 나타냅니다.
biWidth비트맵의 가로 픽셀수.
biHeight비트맵의 세로 픽셀수.
이 값이 양수이면, 바텀업 방식이라고 하며, 출력시, 아래쪽 부터 출력을 해야 합니다.
또 이 값이 음수이면, 탑다운 방식이라고 하며, 출력시, 위쪽부터 차례로 출력 합니다.
biPlanes비트맵의 플래인 개수를 나타내는데 이 값은 반드시 1로 고정되어야 합니다.
biBitCount한 픽셀이 몇개의 비트로 이루어지는가를 나타내며 이 값에 따라 픽샐이 가질수 있는 색상수가 결정됩니다.
1이면 흑백, 4이면 16색, 8이면 256색... 과 같이, 2의 제곱승으로 계산됩니다.
biCompression압축 방식을 나타내는데요. 반드시 바텀업 방식일때만 압축이 가능하며,
이 값이 BI_RGB이면 압축되지 않았다는 것을 의미하고,
BI_RLE8이면 8비트 압축, BI_RLE4이면 4비트 압축으로 압축되어 있는 것입니다.
biSizeImage이미지의 크기를 바이트 단위로 나타내며 BI_RGB(압축이 안된 상태) 비트맵에서의 이 값은 0입니다.
biXPelsPerMeter가로 해상도를 의미합니다.
biYPelsPerMeter세로 해상도를 의미합니다.
biClrUsed비트맵에 사용된 색상수를 의미하며, 이값에 따라 RGBQUAD의 배열을 메모리 할당하여서 읽어오시면 됩니다.
이 값이 0이면 모든 색깔을 다 사용한다는 의미입니다.
biClrImportant 비트맵을 출력하는데 필수적인 색상수를 나타내며, 이 값이 0이면 모든 색상을 다 사용한다는 의미입니다.

이 구조체에는 이미지의 폭, 높이, 해상도, 팔레트 정보등 비트맵의 실제 구성 정보가 기록 되어져 있습니다.

RGBQUAD는 팔레트를 사용하는 경우에만 사용되며 팔레트를 쓰지 않는 경우에는 사이즈가 0입니다. 우리는 팔레트를 사용하지 않으므로, RGBQUAD에 대한 내용은 언급하지 않고 넘어가도록 하겠습니다.

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TAG Bitmap, bmp, DDB, DIB

BMP를 DDB로 변환

Projects/CoVNC 2007.02.01 14:03 Posted by soulfree >동네청년<

출처 : 블로그 > Priss In The Attic
http://blog.naver.com/priling/80012774193
===========================================

[부대에서 구린 컴퓨터로나마 비주얼C를 돌려볼 수 있다는 것이 얼마나 고마운지 모릅니다.

2년이나 쉬어서 그런지 코드 한 줄 쓰기도 낯설더군요.

그래도 옛 생각 새록새록 나는게 기분이 삼삼~하네요

무려 3일 동안이나 삽질하던거를 잊어버리지 않도록 그냥 한번 써봤습니다.]



BMP 파일은 DIB이다. 윈도우즈 프로그램에서 이것을 이용하기 위해서는 내부적으로 DDB로 바꾸어 주는 편이 낫다. DIB의 형식을 유지한 채로 메모리 상에서 이용하는 방법이 없는 것은 아니지만 (CreateDIBSection함수) 이렇게 되면 당연히 이미지 처리 속도가 늦어지게 된다.
DIB라는 것이 화면의 DC와는 별개로 자체적인 컬러 포맷을 가진 이미지 형식이므로 이것을 DC에서 출력하기 위해선 DDB로 변환해 DC와 같은 포맷으로 만들어 주어야만 원만한 처리 속도를 기대할 수 있다.

1. BMP 파일을 어떻게 화면에 뿌릴까?
도스 시절 때처럼 생각하면 헤맨다. 도스 때에 그냥 메모리에 그림 파일을 읽어 올려서 화면 컬러 포맷에 맞추어서 이미지 데이터를 비디오 메모리에 전송하면 되었지만, 윈도우는 DC라는 시스템이 있어서 조금 거쳐가야 한다.

즉 읽어들인 그림 파일을 프로그래머 임의의 방식으로 가지고 있다가 화면에 뿌려주는 게 아니고 DC에 보관했다가 DC간의 메모리 전송으로 화면에 출력해야 한다는 것이다.

CreateCompatibleDC 함수를 사용해 메모리 상에 화면 DC와 같은 포맷의 DC를 만든다. 이것을 memDC라고 하면, memDC에서 SelectObject 함수를 사용해 HBITMAP 형식의 이미지를 붙일 수 있다. (이것은 DC에서 브러시나 펜 등을 설정하는 것과 같다. 한번에 하나의 비트맵이 선택될 수 있다.)

이제 우리는 두개의 DC를 가지고 있다.
주화면 DC (hDC라고 하자)와 memDC..
두 개의 DC끼리는 BitBlt 함수를 사용해 이미지를 복사할 수 있다.


2. 그럼 BMP 파일을 DDB로 바꾸는 방법은?
SelectObject 함수로 이미지를 DC에 선택하려면 DDB가 필요하다. 그러나 BMP 파일은 DIB이기 때문에 변환이 필요하다. 다음 함수가 바로 DIB를 DDB로 한방에 바꾸어 주는 놈이다.

HBITMAP CreateDIBitmap(
  HDC hdc,                        // handle to DC
  CONST BITMAPINFOHEADER *lpbmih, // bitmap data
  DWORD fdwInit,                  // initialization option
  CONST VOID *lpbInit,            // initialization data
  CONST BITMAPINFO *lpbmi,        // color-format data
  UINT fuUsage                    // color-data usage
);

인자 설명 ::
HDC hdc  => 생성될 DDB의 컬러 포맷을 참조할 DC (주화면 DC 핸들을 넣으면 된다)
CONST BITMAPINFOHEADER *lpbmih  => 말그대로 BMP파일의 BITMAPINFOHEADER
DWORD fdwInit  => CBM_INIT라는 상수를 넣으면 된다 (자세한 건 msdn참조)
CONST VOID *lpbInit  => 이미지 데이터 블록의 포인터를 넣어주자
CONST BITMAPINFO *lpbmi  => BMP 파일의 BITMAPINFO의 포인터를 넘기면 된다
UINT fuUsage  => 디스플레이의 현재 색비트 수가 8이하라면 DIB_PAL_COLORS, 16이상이면 DIB_RGB_COLORS 이다


3. 그외 겪었던 잡다한 문제들
(1) 색깔이 이상하게 나온다?
처음에 겪은 버그. 이미지의 모양은 제대로 출력 되지만 색깔이 이상했다.
RGB의 순서가 뒤바뀐 듯한 느낌. 실제로
빨강이 초록으로
초록이 파랑으로
파랑이 빨강으로 표시되는 현상이 생겼다.

이것은 작은 실수에 의한 것이다. 그러나 찾기는 쉽지 않다. 게다가 이미지의 모양은 제대로 출력되면서 색깔만이 이상하게 나오기 때문에 속기 쉬워서 컬러 포맷의 비트 변환에서 계속 문제를 찾느라 시간을 허비했다. 이 버그는 이미지의 왼쪽 세로 라인 하나가 오른쪽에 잘려붙여져 나타나는 현상을 동반한다.
이건 다름아니라.. 이미지 데이터 블록의 포인터를 잘못 잡은 탓이다.
BMP파일에서 이미지 데이터 블록을 읽어들일 때 한 바이트라도 빗나가면 RGB의 순서가 뒤바뀌게 되는 것이다. BMP 파일에서 헤더부터 순차적으로 읽어들이다가 조금이라도 어긋나면 이렇게 되버린다. 차라리 나은 방법은 fseek를 사용해서 BMP파일의 뒤에서 위치를 재어 들어가는 것이다.

// bmi는 BITMAPINFO 구조체, pixels는 이미지 데이터를 보관할 포인터
fseek(fp, -(int)(bmi->bmiHeader.biSizeImage), SEEK_END);
pixels = (unsigned char*) malloc(bmi->bmiHeader.biSizeImage);
fread(pixels, bmi->bmiHeader.biSizeImage, 1, fp);


(2) 8비트 BMP를 읽어들일 때 팔레트 문제
8비트라고 해서 별다른 게 있는 것은 아니다. CreateDIBitmap 함수는 컬러 포맷에 관계없이 대상 DC와 BITMAPINFO 구조체 정보를 이용해 양쪽을 잘 매치해준다.
다만, 8비트는 팔레트를 파일에서 읽어줘야 한다는 문제가 있다.
어려움을 겪은 부분은 BIMAPINFO 구조체의 팔레트 부분이었다.

typedef struct tagBITMAPINFO {
  BITMAPINFOHEADER bmiHeader;
  RGBQUAD          bmiColors[1];
} BITMAPINFO, *PBITMAPINFO;

두번째 멤버변수가 바로 팔레트를 위한 부분인데, 문제는 배열의 크기가 1이라는 것이다.
8비트 팔레트는 256개의 RGBQUAD가 필요한데 배열을 확보하기 위해서 약간의 꽁수가 필요하다.

BITMAPINFO* bmi=NULL;
bmi = (BITMAPINFO*) malloc(sizeof(BITMAPINFO) + sizeof(RGBQUAD) * 255);

fread(bmi, sizeof(BITMAPINFOHEADER), 1, fp);
if (bmi->bmiHeader.biBitCount == 8)
fread(bmi->bmiColors, sizeof(RGBQUAD), 256, fp);

그냥 변수로 선언하면 팔레트엔 1개의 엔트리 뿐이게 되므로 포인터 선언을 한 후 메모리 할당을 해주는데 이때 255개의 RGBQUAD 분량의 메모리를 더 잡아주면 이미 BITMAPINFO에 들어 있는 1개의 엔트리에 255개 만큼의 엔트리가 더해지게 된다.
그 후에 BITMAPINFOHEADER를 읽어들이면 다음은 팔레트 차례가 된다.




// BMP 읽어서 화면에 뿌려주는 코드의 핵심부
HBITMAP hbm;
:
:
BMPLoad("a.bmp");
hdc = GetDC(hWnd);
hbm = CreateDIBitmap(hdc, &(bmi->bmiHeader), CBM_INIT, pixels, bmi, DIB_RGB_COLORS);
memDC = CreateCompatibleDC(hdc);
SelectObject(memDC, hbm);
BitBlt(hdc, 0, 0, bmi->bmiHeader.biWidth, bmi->bmiHeader.biHeight, memDC, 0, 0, SRCCOPY);
ReleaseDC(hWnd,hdc);   




// BMP 로드 함수
BITMAPFILEHEADER bf;
BITMAPINFO* bmi=NULL;
unsigned char* pixels=0;
:
:
int BMPLoad(char* filename)
{

FILE* fp;
fp = fopen(filename, "rb");

bmi = (BITMAPINFO*) malloc(sizeof(BITMAPINFO) + sizeof(RGBQUAD) * 255);

fread(&bf, sizeof(BITMAPFILEHEADER), 1, fp);
fread(bmi, sizeof(BITMAPINFOHEADER), 1, fp);
if (bmi->bmiHeader.biBitCount == 8)
{
  fread(bmi->bmiColors, sizeof(RGBQUAD), 256, fp);
}

       // 픽셀 데이터 읽기
fseek(fp, -(int)(bmi->bmiHeader.biSizeImage), SEEK_END);
pixels = (unsigned char*) malloc(bmi->bmiHeader.biSizeImage);
fread(pixels, bmi->bmiHeader.biSizeImage, 1, fp);

fclose(fp);


return TRUE;
}


색깔 바뀌는 버그는 군대 오기 전에도 DDRAW 만지면서 한 번 당해서 고생했던 기억이 난다.
문제는 다 해결하고 나서야 어? 전에도 이랬던 적이 있었던거 같애! 거 희한하네~ 하는게 문제지.

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