Windows DIB文件操作详解-4.使用DIB Section

前面讲了为了提高DIB的显示性能和效率，我们将DIB转换成DDB，但是这又遇到一个问题，如果我想操作DIB的数据的话，显然是不能使用DDB：一是因为DIB转DDB时发生了颜色转换，再就是DDB无法直接提取指定像素点的数据。那么我们怎么办呢，Windows使用一种折中的方式来达到这一目标(既提高了显示效率和性能，又可以直接操作像素点)。

1.DIB Section存储和显示

Windows使用DIB块(DIB Section)来存储DIB数据，其内存结构示意图如下

其实，和我们自己读入DIB数据到自己分配的各个数据区感觉是一样的，只是现在这些DIB的各个数据区是由Windows自己分配维护的，值得注意的是这些Windows自己维护的DIB数据区是通过HBITMAP句柄来组织的，这个HBITMAP句柄和BITMAP的HBITMAP句柄是不一样的，至于为什么同一种句柄可表示不同的对象可以查看笔者的博文“深入了解Windows句柄到底是什么”。

继续说现在的问题，这里存储的是DIB的数据，只有在使用BitBlt和StretchBlt显示的时候，才会发生DIB->DDB的转换，显然这里BitBlt和StretchBlt会对句柄属性做一个判断来确认指向BITMAP的HBITMAP及指向DIB Section的HBITMAP的不同操作。当然，这里的DIB Section各个区不一定是连续的，这是一定要注意的。

这里Windows自己维护DIB各个数据区，做了一定优化，所以比我们自己分配和存储DIB各个数据区的显示效率和性能要高。

2.DIB Section的相关函数使用

明白了Windows对于DIB Section的存储原理和转换规则以后，我们说一下DIB Section的相关函数使用。

1.CreateDIBSection

HBITMAP CreateDIBSection(
  HDC hdc,          		// 设备描述表句柄
  CONST BITMAPINFO *pbmi,	// 包含Info Header、Mask、Color Table数据的BITMAPINFO指针
  UINT iUsage,      		// DIB_PAL_COLORS或DIB_RGB_COLORS
  VOID *ppvBits,    		// 指向存储位图数据的地址的指针
  HANDLE hSection,
  DWORD dwOffset
);

使用如下：

1.一般不考虑后两个参数

2.传入包含DIB位图信息头(Info Header)、压缩掩码(Mask)及调色板信息(Color Table，主要针对位图深度<=8)的BITMAPINFO* pbmi指针，这三者必须是连续存储的，一般指明DIB_RGB_COLORS参数，这样Windows会自动按照pbmi提供的信息分配对应的DIB Section，包括Info Header、Mask、Color Table及Bits四个区，其中分配的Bits区的地址被写到ppvBits指向的指针中。

即常用调用步骤如下：

a.读入DIB的位图信息头(Info Header)、压缩掩码(Mask)及调色板信息(Color Table)到pbmi指向内存中

b.hBitmap = CreateDIBSection（NULL, pbmi, DIB_RGB_COLORS, &pBits, NULL, 0）;

c.读入DIB的Bits数据到pBits指向的内存中

d.BitBlt或StretchBlt显示hBitmap

3.只有使用DIB_PAL_COLORS参数时才需要hdc参数。只有DIB的调色板使用索引存储方式才需要使用这两个参数。实际上，这里的hdc和DIB_PAL_COLORS实际上最终被SetDIBitsToDevice和StretchDIBits函数调用，可以查看他们两个的参数。

4.pBits指向的内存由Windows操作系统托管，但是用户可以操作pBits数据，删除hBitmap时pBits内存区同时也会释放掉。

2.GetDIBColorTable和SetDIBColorTable

两个函数定义如下：

UINT GetDIBColorTable(
  HDC hdc,          // 设备描述表句柄
  UINT uStartIndex, // 调色板起始索引
  UINT cEntries,    // 要获取的调色板项个数
  RGBQUAD *pColors  // 存储调色板项的地址
);

UINT SetDIBColorTable(
  HDC hdc,          // 设备描述表句柄
  UINT uStartIndex, // 调色板起始索引
  UINT cEntries,    // 要设置的调色板项个数
  RGBQUAD *pColors  // 存储调色板项的地址
);

分别用来获取和设置指定的调色板项，一般如下使用。

hdcMem = CreateCompatibleDC(NULL);
SelectObject(hdcMem, hBitmap);
GetDIBColorTable(hdcMem, uFirstIndex, uNumEntries, &prgb);
DeleteDC(hdcMem);

hdcMem = CreateCompatibleDC(NULL);
SelectObject(hdcMem, hBitmap);
SetDIBColorTable(hdcMem, uFirstIndex, uNumEntries, &prgb);
DeleteDC(hdcMem);

通过DIB Section来获取和设置调色板，可以屏蔽OS/2兼容位图带来的差异(BITMAPCOREINFO调色板项采用RGBTRIPLE结构体而不是BITMAPINFOHEADER采用的RGBQUAD)。

3.获取DIBSECTION

DIBSECTION定义如下：

typedef struct tagDIBSECTION {
    BITMAP              dsBm;
    BITMAPINFOHEADER    dsBmih;
    DWORD               dsBitfields[3];
    HANDLE              dshSection;
    DWORD               dsOffset;
} DIBSECTION;

使用

GetObject(hBitmap, sizeof(DIBSECTION), &dibsection);

不同于BITMAP，DIB Section使用GetObject获取的是DIB Section，可以看到DIBSECTION将BITMAP设为第一个属性，这是为了保证和BITMAP的兼容，万一你不知道hBitmap的属性是指向DIB Section的，那么GetObject(hBitmap, sizeof(BITMAP), &bitmap)也不至于发生错误。

通过DIB Section来获取位图信息，可以不考虑不同DIB位图格式带来的差异，位图信息头均使用BITMAPINFOHEADER，压缩掩码使用DWORD来单独指定，不用考虑BITMAPCOREHEADER、BITMAPV4HEADER、BITMAPV5HWEADER带来的差异。

3.代码演示

在演示程序中，我们读入一幅图片(8bit、16bit、24bit)创建成DIB Section形式显示、查看调色板及压缩掩码

//读入DIB文件并转换成DIB Section
HBITMAP CreateDibSectionFromDibFile(PTSTR szFileName)
{
	BITMAPFILEHEADER	bmfh;
	BITMAPINFO			*pbmi;
	BYTE				*pBits;
	BOOL				bSuccess;
	DWORD				dwInfoSize, dwBytesRead;
	HANDLE				hFile;
	HBITMAP				hBitmap;

	//打开文件
	hFile = CreateFile(szFileName, GENERIC_READ, FILE_SHARE_READ, NULL, OPEN_EXISTING, FILE_FLAG_SEQUENTIAL_SCAN, NULL);
	if (INVALID_HANDLE_VALUE == hFile)
	{
		return NULL;
	}

	//读入DIB文件头
	bSuccess = ReadFile(hFile, &bmfh, sizeof(BITMAPFILEHEADER), &dwBytesRead, NULL);
	if (!bSuccess || (dwBytesRead != sizeof(BITMAPFILEHEADER)) || (bmfh.bfType != *(WORD *)"BM"))
	{
		CloseHandle(hFile);
		return NULL;
	}

	//为DIB BITMAPINFO分配内存,并读入DIB数据
	dwInfoSize = bmfh.bfOffBits - sizeof(BITMAPFILEHEADER);

	pbmi = malloc(dwInfoSize);

	if (NULL == pbmi)
	{
		CloseHandle(hFile);
		return NULL;
	}

	bSuccess = ReadFile(hFile, pbmi, dwInfoSize, &dwBytesRead, NULL);

	if (!bSuccess || (dwBytesRead != dwInfoSize))
	{
		free(pbmi);
		CloseHandle(hFile);
		return NULL;
	}

	//创建DIB Section
	hBitmap = CreateDIBSection(NULL, pbmi, DIB_RGB_COLORS, &pBits, NULL, 0);
	free(pbmi);

	if (NULL == hBitmap)
	{
		CloseHandle(hFile);
		return NULL;
	}

	//读入位图数据到分配的DIB Section的Bits区(pBits指向)
	bSuccess = ReadFile(hFile, pBits, bmfh.bfSize-bmfh.bfOffBits, &dwBytesRead, NULL);
	CloseHandle(hFile);

	if (!bSuccess || (dwBytesRead != (bmfh.bfSize-bmfh.bfOffBits)))
	{
		return NULL;
	}

	return hBitmap;
}

//如果有调色板则获得第一个调色板项
BOOL GetFirstColorTableItem(HBITMAP hBitmap, RGBQUAD *prgb)
{
	HDC hdcMem;
	int	iNum;

	hdcMem = CreateCompatibleDC(NULL);
	SelectObject(hdcMem, hBitmap);

	iNum = GetDIBColorTable(hdcMem, 0, 1, prgb);
	DeleteDC(hdcMem);

	return 0==iNum ?  FALSE : TRUE;
}

//获得第一个调色板项
DWORD GetFirstMaskItem(HBITMAP hBitmap)
{
	DIBSECTION ds;

	GetObject(hBitmap, sizeof(DIBSECTION), &ds);

	return ds.dsBitfields[0];
}

在后续我会讲解使用DIB Section来完成图像指定像素点的读写，实际上，一旦能够操作pBits，那么完成指定像素点的读写也不是什么难事。

完整演示代码下载链接

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