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如何在Java应用程序中读取8位和24位Microsoft Windows位图--在 Java 应用程序中加载位图文件的逐步指南

王朝java/jsp·作者佚名  2006-01-08
窄屏简体版  字體: |||超大  

作者:Jeff West 和 John D. Mitchell

摘要

目前,标准的 getImage() 方法仅支持 GIF 和 JPEG 图像。尽管存在用于读取 PNG(可移植网络图形)格式的 Java 例程,但我们还没听说过有用于读取 Microsoft Windows 位图图像的阅读程序。Jeff West 撰写的这篇技巧提供了加载 Windows 位图图像的代码。 Java 的当前发行版并不正式支持在 Java 应用程序中读取 Microsoft Windows 位图文件。但别担心,我们有办法解决这个问题!这篇技巧将说明如何完成这一任务 -- 我们首先说明读取 Microsoft Windows 文件格式的基本步骤。

Windows DIB(设备独立的位图)文件格式比较简单。与纯位图格式不同,DIB 格式保留着用于在内存中存储图像的明确信息。问题是图像格式的变体如此之多(1 位、4 位、8 位和 16 位,以及其他格式)。本篇 Java 技巧中提供的解决方案只处理 8 位和 24 位两种格式。这两种格式代表了最常见的变体。

不管是哪种 Windows DIB 子类型,这种文件格式总是由 14 位文件头和 40 位信息头组成。这两个标头精确包含有关文件的存储内容和存储次序的信息。有关标头中每一项的确切含义,请参考 Microsoft Software Development Kit (SDK)。文件其余部分的内容随信息头中数据的不同而不同。

我们看一下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 个字节,并按 BGR 排序)紧接在信息头之后。但是,每个扫描行都被补足到 4 个字节。按照说明文档(请参阅 Microsoft SDK)的说法,这种“补足”是为了优化 Windows 位图绘图 API。同时,底部的扫描行是文件中的第一项内容 -- 因此相对普通的图形坐标系统(其矢量方向的正向分别为向下和向右)而言,必须从后向前读取图像。

8 位子类型由于在信息头和象素数据之间插入调色板信息而复杂化。因此,每个象素条目只是进入 24 位 RGB 颜色的调色板数组的一个 8 位索引。在象素信息中,每个扫描行同样被补足到 4 个字节。

请注意,本文提供的位图图像加载方法不支持对压缩位图图像进行解压缩。实际上,这个例程甚至不寻求这种可能性!如果遇到压缩 Windows DIB 文件,该例程肯定会产生异常。Windows SDK 中有对压缩 Windows DIB 格式的说明。

至于性能,在运行 Microsoft Windows 95 的 486-DX2-66MHz 系统上,该例程读取 24 位 640 x 480 的文件(大约 920 千字节)所需的时间不超过 10 秒。使用 BufferedInputStream 而不是 FileInputStream 可明显提高性能。

以下例程读取两种文件格式中的任一种,并生成一个 Image 图像。以下代码并未包含全面的错误和异常处理,以避免使该例程更加复杂。您总可用 Windows Paint 程序对不支持的 Windows DIB 子类型进行转换。

/**

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

对它进行了测试。如果图像不是 24 位或 8 位图像,

该程序拒绝进行任何尝试。我猜测如果先用 1100,

然后用 0011 对字节执行掩码操作,则也可将 4 位

图像包括在内。我实际上对这些图像不感兴趣。

如果尝试读取压缩图像,该例程可能失败,并产生

一个 IOException 异常。如果变量 ncompression

不为 0,则表示已经过压缩。

参数:

sdir 和 sfile 是 FileDialog 的

getDirectory() 和 getFile() 方法的结果。

返回值:

Image 对象,切记要检查 (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);

// 查找表明压缩的非零值

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 位格式不包含调色板数据,但扫描行被补足到

// 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]&0xff)+")");

nindex += 3;

}

nindex += npad;

}

image = createImage

( new MemoryImageSource (nwidth, nheight,

ndata, 0, nwidth));

}

else if (nbitcount == 8)

{

// 必须确定颜色数。如果 clrsused 参数大于 0,

// 则颜色数由它决定。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);

// 某些位图不计算 sizeimage 域,请找出

// 这些情况并对它们进行修正。

if (nsizeimage == 0)

{

nsizeimage = ((((nwidth*nbitcount)+31) & ~31 ) >> 3);

nsizeimage *= nheight;

System.out.println("nsizeimage (backup) is"+nsizeimage);

}

// 读取调色板颜色。

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]&0xff)+")");

nindex8 += 4;

}

// 读取图像数据(实际上是调色板的索引)

// 扫描行仍被补足到 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;

}

您已掌握了读取位图文件的技巧。很容易对此方法进行扩展,使它能够读取单色和 16 色(4 位)格式。

作者简介Jeff West 是加州圣地亚哥市的一名工程学研究生。在研究燃烧和火焰扩张的闲暇之余,他沉迷于 Java。

 
 
 
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