详解BMP文件格式和转换

BMP图像文件，即bitmap文件，其实就是没有任何压缩的RGB格式，但这种Raw格式，也是一种存储格式。（就像用wav格式存放raw声音数据一样，也需要一点规范）

Bitmap是Windows操作系统中的标准图像文件格式，可以分成两类：设备相关位图（DDB）和设备无关位图（DIB），DDB已经基本停用。

>>> f = open('desk.bmp', 'rb')
>>> head = f.read(14)
>>> head[:2]
b'BM'
>>> int.from_bytes(head[2:6], 'little')
4196406  # byte
>>> head[6:10]
b'\x00\x00\x00\x00'
>>> int.from_bytes(head[10:14], 'little')
54   # means no color table

图像描述区占40 bytes，如果没有颜色表，整个bmp文件的头刚好是54bytes！

说一般，是因为这个区域的前4个byte，定义了这个区域的大小，也就有可能存在这个区域不是40bytes的情况：

>>> desc = f.read(40)
>>> int.from_bytes(desc[:4], 'little')
40

>>> int.from_bytes(desc[4:8], 'little')
1366
>>> int.from_bytes(desc[8:12], 'little')
768

>>> int.from_bytes(desc[12:14], 'little')
1
>>> int.from_bytes(desc[14:16], 'little')
32  # 4 bytes per pixel
>>> 
>>> 1366*768*4 + 54
4196406  # file size

这个区域后面的数据（测试用bmp文件，是微信截图保存的）：

>>> int.from_bytes(desc[16:20], 'little')
0
>>> int.from_bytes(desc[20:24], 'little')
0
>>> int.from_bytes(desc[24:28], 'little')
3780
>>> int.from_bytes(desc[28:32], 'little')
3780
>>> int.from_bytes(desc[32:36], 'little')
0
>>> int.from_bytes(desc[36:40], 'little')
0

在真彩色(24或32位)模式无颜色表。当存在颜色表的时候，每bit depth数据作为颜色表索引值，获取到对应的颜色。

其他色彩bmp图像的颜色表的大小，根据所使用的颜色模式而定：

每4字节表示一种颜色，分别是B（蓝色）、G（绿色）、R（红色）、Alpha通道（像素的透明度值，一般不需要，不透明为0xFF）。即首先4字节表示颜色号0的颜色，接下来表示颜色号1的颜色，依此类推。

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。（这种存储方式，有个专业术语，叫做packed）

这段代码转换的jpeg图像，与bmp图像，正好上下翻转了，因为bmp文件数据区的数据存储，是从左到右，从下到上的！

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "jpeglib.h"

#pragma comment(lib, "jpeg.lib")
#pragma comment(lib, "turbojpeg.lib")


int main(int argc, char* argv[]) {
    if (argc != 3) {
        fprintf(stderr, "Usage: %s input.bmp output.jpg\n", argv[0]);
        return 1;
    }

    char* input_file = argv[1];
    char* output_file = argv[2];

    FILE* infile = fopen(input_file, "rb");
    if (infile == NULL) {
        fprintf(stderr, "Error opening input file: %s\n", input_file);
        return 1;
    }

    // Read the BMP file header and extract the image width and height
    unsigned char bmp_header[54];
    fread(bmp_header, sizeof(unsigned char), 54, infile);
    int bmp_width = *(int*)&bmp_header[18];
    int bmp_height = *(int*)&bmp_header[22];

    // Allocate memory for the BMP image data
    int input_components = 4;
    int bmp_size = bmp_width * bmp_height * input_components;
    unsigned char* bmp_data = (unsigned char*)malloc(bmp_size);
    fread(bmp_data, sizeof(unsigned char), bmp_size, infile);

    fclose(infile);

    // Initialize the JPEG compression parameters
    struct jpeg_compress_struct cinfo;
    struct jpeg_error_mgr jerr;
    cinfo.err = jpeg_std_error(&jerr);
    jpeg_create_compress(&cinfo);

    FILE* outfile = fopen(output_file, "wb");
    if (outfile == NULL) {
        fprintf(stderr, "Error opening output file: %s\n", output_file);
        return 1;
    }

    jpeg_stdio_dest(&cinfo, outfile);

    cinfo.image_width = bmp_width;
    cinfo.image_height = bmp_height;
    cinfo.input_components = input_components;
    cinfo.in_color_space = JCS_EXT_BGRA;

    jpeg_set_defaults(&cinfo);
    jpeg_set_quality(&cinfo, 80, TRUE);

    jpeg_start_compress(&cinfo, TRUE);

    JSAMPROW row_pointer[1];
    int row_stride = bmp_width * input_components;

    // Convert and write the BMP image data to JPEG format
    while (cinfo.next_scanline < cinfo.image_height) {
        row_pointer[0] = &bmp_data[cinfo.next_scanline * row_stride];
        jpeg_write_scanlines(&cinfo, row_pointer, 1);
    }

    jpeg_finish_compress(&cinfo);
    jpeg_destroy_compress(&cinfo);
    fclose(outfile);

    // Free the BMP image data memory
    free(bmp_data);

    return 0;
}

先将BGRA数据现在内存中上下翻转，然后再走jpeg压缩，就好了！不要先jpeg压缩，再flip，这样做画面有轻微漂移。