[Tips] ビットマップファイルのフォーマット

今まで公開してきたビットマップファイルの読み出し・書き出しのプログラムがバグだらけなので，
ソースコード，および記事を修正して，ここにアップロードしていく．
ここでは，特に24ビットのビットマップファイルのみを説明対象とする．

ビットマップファイルの構造

ビットマップファイル自体は，2つのヘッダ情報とピクセル情報から構成される．
2つのヘッダファイルは，BitmapHeaderとBitmapInfoHeaderである．
ひとつめのBitmapHeaderは以下である．

typedef struct _BitmapHeader{
char    distinct1;      // 'B'
char    distinct2;      // 'M'
int     filesize;       // 総ファイルサイズ
short   reserve1;       // 予約領域・常に０
short   reserve2;       // 予約領域・常に０
int     offset;         // ファイルの先頭からデータまでのオフセット
}BitmapHeader;

ふたつめのBitmapInfoHeaderは以下である．

typedef struct _BitmapInfoHeader{
int     header;            // この構造体のサイズ
int     width;             // Bitmapのサイズ・横幅
int     height;            // Bitmapのサイズ・縦幅
short   plane;　　　　　　   // plane数・常に１
short   bits;              // Bitmapの色数(bit単位)
int     compression;       // 圧縮されているか？
int     comp_image_size;   // 画像全体のサイズ・使わない
int     x_resolution;      // Bitmapの解像度・使わない
int     y_resolution;      // 72と設定しておいてもかまわない
int     pallet_num;        // パレット数・24bitカラー等の場合使わない
int     important_pallet_num;
// 重要なパレット数・使わない
// 24bitカラー等の場合使わない
}BitmapInfoHeader;

そして，３つめのデータ，ピクセルデータが並ぶ．
このピクセルデータがくせ者．

ビットマップファイルのピクセルデータ

・1ピクセルずつの色情報
　直感的に，1ピクセルずつにRGBの順番にデータが入っているのが普通な気がするが，実はビットマップファイルでは，1ピクセルずつに，BGRの順番でデータが入っている．
　このため，RGBの順番でピクセルデータをプログラム上で管理する場合，読み込み，書き込み時に順番を入れ替える必要がある．
・横と縦のピクセルの並び
　一般的に画像の座標は，デバイス座標系で表す（とsonsonは考えているのだが）．このデバイス座標系では，左上が原点となり，右方向にX軸，下方向にY軸を取る．このため，画像データもデバイス座標系で保存するのが一般的である（とsonsonは考えているのだが）．
　そうすると，1次元配列でRGB24ビットの画像を保存する場合，例えば，以下のように表すことができる．

unsigned char *pixel = (unsigned char*)malloc(sizeof(unsigned char)*width*height*3);
*(pixel+3*(x+y*width)  )=red;
*(pixel+3*(x+y*width)+1)=blue;
*(pixel+3*(x+y*width)+2)=green;

この場合，メモリ上に画像の左上から，1行ずつ並べていくように保存するイメージとなる．
　しかし，ビットマップファイルは，画像をデバイス座標系で言うと下から1行ずつ保存する．つまり，上下が逆さまなのだ．このため，デバイス座標系で管理する画像データを書き出す場合は，上下の方向を逆にする必要がある．つまり直感的に言うと下のようなコーディングとなる．

*(pixel+3*(x+(y-(height-1))*width)  )=red;
*(pixel+3*(x+(y-(height-1))*width)+1)=blue;
*(pixel+3*(x+(y-(height-1))*width)+2)=green;

あぁ，ﾏﾝﾄﾞｸｾ．