4.9 Битовые образы

Битовые или растровые образы (bitmap) представляют собой один из двух методов хранения графической информации в программах для Windows. Битовый образ — это цифровое представление изображения. Каждый пиксель соответствует одному или более битам в растровом образе. Монохромные битовые образы требуют всего один бит для хранения информации об одном пикселе; цветные битовые образы требуют дополнительных битов для представления цвета каждого пикселя. Второй формой хранения графической информации является метафайл (metafile), его мы рассмотрим в этой главе позднее. Метафайл — это описание изображения, а не его цифровое представление.

Битовые образы и метафайлы занимают свое определенное место в компьютерной графике. Битовые образы чаще всего используются для хранения очень сложных изображений реального мира, таких как цифровые фотографии или видеоролики. Метафайлы более удобны для хранения изображений, выполненных человеком или компьютером, таких как архитектурные чертежи. И битовые образы, и метафайлы могут находиться в памяти, могут быть сохранены на диске в виде файлов, могут передаваться между приложениями Windows через буфер обмена (clipboard).

Вы можете строить битовые образы вручную, используя, например, программу Paint из официальной версии Windows.

Затем вы включаете их в качестве ресурсов в файл описания ресурсов и загружаете в программу, используя функцию LoadBitmap. В дальнейшем мы увидим, как битовые образы могут использоваться вместо текста в меню. Они могут также использоваться для создания кистей.

Битовые образы имеют два существенных недостатка.

Во-первых, они очень зависимы от оборудования. Большинство реальных устройств — цветные. Представление цветного битового образа на монохромном устройстве часто неудовлетворительно. Другая проблема состоит в том, что битовые образы часто рассчитаны на конкретное разрешение и коэффициент сжатия изображения. Хотя битовые образы могут быть и растянуты и сжаты, это требует, соответственно, либо дублирования, либо перемещения строк или столбцов пикселей, и может привести к искажениям изображения. Метафайл может быть преобразован практически к любому размеру без искажений.

Вторым существенным недостатком битовых образов является то, что для их хранения требуется много памяти.

Например, битовый образ, представляющий экран 16-цветного дисплея VGA в режиме 640х480 пикселей, требует 150 килобайт. Метафайлы обычно требуют значительно меньше памяти, чем битовые образы. Размер памяти для битового образа зависит от размера изображения и числа цветов, в нем содержащихся. Размер памяти для метафайла зависит от сложности изображения и конкретного числа инструкций GDI для его воспроизведения.

Единственное преимущество битовых образов над метафайлами — это, конечно, скорость. Копирование битовых образов на экран обычно осуществляется значительно быстрее, чем воспроизведение метафайла.

4.9.1 Цвета и битовые образы

Каждый пиксель изображения соответствует одному или более битам битового образа. Для представления монохромного изображения требуется один бит на пиксель. Для представления цветного изображения требуется более одного бита на пиксель. Число цветов, которые могут быть представлены в битовом образе равно 2 в степени "число битов на пиксель". Например, для представления 16 цветов в битовом образе требуется 4 бита на пиксель, для представления 256 цветов — 8 битов на пиксель. Для полноцветного битового образа необходимо 24 бита на пиксель, по 8 битов для каждого из цветов RGB — красного, зеленого, синего.

До появления версии Windows 3.0 объектами GDI были только битовые образы, поддерживаемые Windows. Работа с ними осуществлялась через описатель битового образа. Эти битовые образы были либо монохромными, либо имели такую же цветовую структуру, как и реальные графические устройства вывода, например, видеотерминал.

Битовый образ, совместимый с 16-цветным VGA, имел, соответственно, четыре цветовых плоскости. Проблема заключалась в том, что эти цветные битовые образы не могли быть сохранены и использованы на графических устройствах вывода, имеющих иную цветовую организацию, например, на устройстве, имеющем 8 бит на пиксель, и способном воспроизвести 256 цветов.

Начиная с Windows 3.0, был введен новый формат битовых образов, названный независимым от устройства битовым образом (device independent bitmap) или DIB. В DIB содержалась таблица цветов, отражавшая соответствие двоичного представления пикселей цветам RGB. DIB могут быть выведены на любом растровом графическом устройстве. Проблема состоит только в том, что цвета из DIB должны быть преобразованы к ближайшим цветам, которые реально может воспроизвести устройство.