作者：zergman
email: zergman@chinaasp.com
日期：2001-6-15 13:27:17
[b]用 Java 保存位圖文件
教程 -- 其中包括將圖像對象寫入位圖文件的全部代碼[/b]

[b]作者 Jean-Pierre Dubé[/b]
[BLOCKQUOTE][I][b]摘要[/b]
雖然 Java 提供了幾種打開圖像的機(jī)制，但保存圖像并不是它的強(qiáng)項(xiàng)。這篇技巧將講述如何將圖像保存在 24 位位圖文件中。另外，Jean-Pierre 還提供了將圖像文件寫入位圖文件所需的全部代碼。 [i][/i][/I][/BLOCKQUOTE]這篇技巧是 [url href=http://www.cn.ibm.com/developerWorks/java/jw-tips/tip043/index.shtml]Java 技巧 43[/url] 的補(bǔ)充，那篇技巧說明了在 Java 應(yīng)用程序中加載位圖文件的過程。本月我再提供一篇教程，說明如何將圖像保存在 24 位位圖文件中，其中還包含將圖像對象寫入位圖文件的代碼片斷。 
如果您在 Microsoft Windows 環(huán)境中工作，那么創(chuàng)建位圖文件的功能將為您提供許多方便。例如，在我的上一個(gè)項(xiàng)目中，我必須將 Java 與 Microsoft Access 對接。Java 程序允許用戶在屏幕上繪圖。這幅圖隨后被打印到 Microsoft Access 報(bào)表中。由于 Java 不支持 OLE，我的唯一選擇就是創(chuàng)建該圖的一個(gè)位圖文件，并通知 Microsoft Access 報(bào)表在何處能找到這個(gè)位圖文件。如果您寫過向剪貼板發(fā)送圖像的應(yīng)用程序，則這個(gè)技巧可能對您有用 -- 尤其是當(dāng)您將這個(gè)信息傳遞給另一個(gè)應(yīng)用程序時(shí)。 
[b]位圖文件的格式[/b]
位圖文件格式支持 4 位 RLE（行程長度編碼）以及 8 位和 24 位編碼。因?yàn)槲覀冎惶幚?24 位格式，所以下面我們查看一下該文件的結(jié)構(gòu)。 
位圖文件分為三個(gè)部分。我已將它們列在下面。 
[b]第 1 部分：位圖文件的標(biāo)頭[/b]
標(biāo)頭包含位圖文件的類型大小信息和版面信息。結(jié)構(gòu)如下（摘自 C 語言結(jié)構(gòu)定義）： 
typedef struct tagBITMAPFILEHEADER {
   UINT bfType;
   DWORD bfSize;
   UINT bfReserved1;
   UINT bfReserved2;
   DWORD bfOffBits;
}BITMAPFILEHEADER;

下面是對這個(gè)清單中的代碼元素的說明： 
[UL][LI]bfType：指定文件類型，其值始終為 BM。 
[LI]bfSize：指定整個(gè)文件的大小（以字節(jié)為單位）。 
[LI]bfReserved1：保留 -- 必須為 0。 
[LI]bfReserved2：保留 -- 必須為 0。 
[LI]bfOffBits：指定從 BitmapFileHeader 到圖像首部的字節(jié)偏移量。 [/LI][/UL]
現(xiàn)在您已經(jīng)明白位圖標(biāo)頭的用途就是標(biāo)識位圖文件。讀取位圖文件的每個(gè)程序都使用位圖標(biāo)頭來進(jìn)行文件驗(yàn)證。 
[b]第 2 部分：位圖信息標(biāo)頭[/b]
隨后的標(biāo)頭稱為[i]信息標(biāo)頭[/i]，其中包含圖像本身的屬性。 
下面說明如何指定 Windows 3.0（或更高版本）設(shè)備獨(dú)立位圖 (DIB) 的大小和顏色格式: 
typedef struct tagBITMAPINFOHEADER {
    DWORD biSize;
    LONG biWidth;
    LONG biHeight;
    WORD biPlanes;
    WORD biBitCount;
    DWORD biCompression;
    DWORD biSizeImage;
    LONG biXPelsPerMeter;
    LONG biYPelsPerMeter;
    DWORD biClrUsed;
    DWORD biClrImportant;
} BITMAPINFOHEADER;

以上代碼清單的每個(gè)元素說明如下： 
[UL][LI]biSize：指定 BITMAPINFOHEADER 結(jié)構(gòu)所需的字節(jié)數(shù)。 
[LI]biWidth：指定位圖的寬度（以象素為單位）。 
[LI]biHeight：指定位圖的高度（以象素為單位）。 
[LI]biPlanes：指定目標(biāo)設(shè)備的位面數(shù)。這個(gè)成員變量的值必須為 1。 
[LI]biBitCount：指定每個(gè)象素的位數(shù)。其值必須為 1、4、8 或 24。 
[LI]biCompression：指定壓縮位圖的壓縮類型。在 24 位格式中，該變量被設(shè)置為 0。 
[LI]biSizeImage：指定圖像的大小（以字節(jié)為單位）。如果位圖的格式是 BI_RGB，則將此成員變量設(shè)置為 0 是有效的。 
[LI]biXPelsPerMeter：為位圖指定目標(biāo)設(shè)備的水平分辨率（以“象素/米”為單位）。應(yīng)用程序可用該值從最符合當(dāng)前設(shè)備特征的資源群組中選擇一個(gè)位圖。 
[LI]biYPelsPerMeter：為位圖指定目標(biāo)設(shè)備的垂直分辨率（以“象素/米”為單位）。 
[LI]biClrUsed：指定位圖實(shí)際所用的顏色表中的顏色索引數(shù)。如果 biBitCount 設(shè)為 24，則 biClrUsed 指定用來優(yōu)化 Windows 調(diào)色板性能的參考顏色表。 
[LI]biClrImportant：指定對位圖的顯示有重要影響的顏色索引數(shù)。如果此值為 0，則所有顏色都很重要。 [/LI][/UL]
現(xiàn)在已定義了創(chuàng)建圖像所需的全部信息。 
[b]第 3 部分：圖像[/b]
在 24 位格式中，圖像中的每個(gè)象素都由存儲為 BRG 的三字節(jié) RGB 序列表示。每個(gè)掃描行都被補(bǔ)足到 4 位。為了使這個(gè)過程稍復(fù)雜一點(diǎn)，圖像是自底而上存儲的，即第一個(gè)掃描行是圖像中的最后一個(gè)掃描行。下圖顯示了標(biāo)頭 (BITMAPHEADER) 和 (BITMAPINFOHEADER) 以及部分圖像。各個(gè)部分由垂線分隔： 
0000000000 4D42 B536 0002 0000 0000 0036 0000 | 0028
0000000020 0000 0107 0000 00E0 0000 0001 0018 0000
0000000040 0000 B500 0002 0EC4 0000 0EC4 0000 0000
0000000060 0000 0000 0000 | FFFF FFFF FFFF FFFF FFFF
0000000100 FFFF FFFF FFFF FFFF FFFF FFFF FFFF FFFF
*

[b]現(xiàn)在，我們開始檢視代碼[/b]
現(xiàn)在我們已經(jīng)知道了 24 位位圖文件的結(jié)構(gòu)，下面就是您期待已久的內(nèi)容：用來將圖像對象寫入位圖文件的代碼。 
import java.awt.*;
import java.io.*;
import java.awt.image.*;

public class BMPFile extends Component {

  //--- 私有常量
  private final static int BITMAPFILEHEADER_SIZE = 14;
  private final static int BITMAPINFOHEADER_SIZE = 40;

  //--- 私有變量聲明

  //--- 位圖文件標(biāo)頭
  private byte bitmapFileHeader [] = new byte [14];
  private byte bfType [] = {'B', 'M'};
  private int bfSize = 0;
  private int bfReserved1 = 0;
  private int bfReserved2 = 0;
  private int bfOffBits = BITMAPFILEHEADER_SIZE + BITMAPINFOHEADER_SIZE;

  //--- 位圖信息標(biāo)頭
  private byte bitmapInfoHeader [] = new byte [40];
  private int biSize = BITMAPINFOHEADER_SIZE;
  private int biWidth = 0;
  private int biHeight = 0;
  private int biPlanes = 1;
  private int biBitCount = 24;
  private int biCompression = 0;
  private int biSizeImage = 0x030000;
  private int biXPelsPerMeter = 0x0;
  private int biYPelsPerMeter = 0x0;
  private int biClrUsed = 0;
  private int biClrImportant = 0;

  //--- 位圖原始數(shù)據(jù)
  private int bitmap [];

  //--- 文件部分
  private FileOutputStream fo;

  //--- 缺省構(gòu)造函數(shù)
  public BMPFile() {

  }


  public void saveBitmap (String parFilename, Image parImage, int
parWidth, int parHeight) {

     try {
        fo = new FileOutputStream (parFilename);
        save (parImage, parWidth, parHeight);
        fo.close (); 
     }
     catch (Exception saveEx) {
        saveEx.printStackTrace ();
     }

  }


  /*
   * saveMethod 是該進(jìn)程的主方法。該方法
   * 將調(diào)用 convertImage 方法以將內(nèi)存圖像轉(zhuǎn)換為
   * 字節(jié)數(shù)組；writeBitmapFileHeader 方法創(chuàng)建并寫入
   * 位圖文件標(biāo)頭；writeBitmapInfoHeader 創(chuàng)建 
   * 信息標(biāo)頭；writeBitmap 寫入圖像。
   *
   */
  private void save (Image parImage, int parWidth, int parHeight) {

     try {
        convertImage (parImage, parWidth, parHeight);
        writeBitmapFileHeader ();
        writeBitmapInfoHeader ();
        writeBitmap ();
     }
     catch (Exception saveEx) {
        saveEx.printStackTrace ();
     }
  }


  /*
   * convertImage 將內(nèi)存圖像轉(zhuǎn)換為位圖格式 (BRG)。
   * 它還計(jì)算位圖信息標(biāo)頭所用的某些信息。
   *
   */
  private boolean convertImage (Image parImage, int parWidth, int parHeight) {

     int pad;
     bitmap = new int [parWidth * parHeight];

     PixelGrabber pg = new PixelGrabber (parImage, 0, 0, parWidth, parHeight,
                                         bitmap, 0, parWidth);

     try {
        pg.grabPixels ();
     }
     catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace ();
        return (false);
     }

     pad = (4 - ((parWidth * 3) % 4)) * parHeight;
     biSizeImage = ((parWidth * parHeight) * 3) + pad;
     bfSize = biSizeImage + BITMAPFILEHEADER_SIZE +
BITMAPINFOHEADER_SIZE;
     biWidth = parWidth;
     biHeight = parHeight;

     return (true);
  }

  /*
   * writeBitmap 將象素捕獲器返回的圖像轉(zhuǎn)換為
   * 所需的格式。請記住：掃描行在位圖文件中是
   * 反向存儲的！
   *
   * 每個(gè)掃描行必須補(bǔ)足為 4 個(gè)字節(jié)。
   */
  private void writeBitmap () {

      int size;
      int value;
      int j;
      int i;
      int rowCount;
      int rowIndex;
      int lastRowIndex;
      int pad;
      int padCount;
      byte rgb [] = new byte [3];


      size = (biWidth * biHeight) - 1;
      pad = 4 - ((biWidth * 3) % 4);
      if (pad == 4) // <==== 錯(cuò)誤修正
         pad = 0; // <==== 錯(cuò)誤修正
      rowCount = 1;
      padCount = 0;
      rowIndex = size - biWidth;
      lastRowIndex = rowIndex;

      try {
         for (j = 0; j < size; j++) {
            value = bitmap [rowIndex];
            rgb [0] = (byte) (value & 0xFF);
            rgb [1] = (byte) ((value >> 8) & 0xFF);
            rgb [2] = (byte) ((value >> 16) & 0xFF);
            fo.write (rgb);
            if (rowCount == biWidth) {
               padCount += pad;
               for (i = 1; i <= pad; i++) {
                  fo.write (0x00);
               }
               rowCount = 1;
               rowIndex = lastRowIndex - biWidth;
               lastRowIndex = rowIndex;
            }
            else
               rowCount++;
            rowIndex++;
         }

         //--- 更新文件大小
         bfSize += padCount - pad;
         biSizeImage += padCount - pad;
      }
      catch (Exception wb) {
         wb.printStackTrace ();
      }

   } 

  /*
   * writeBitmapFileHeader 將位圖文件標(biāo)頭寫入文件中。
   *
   */
  private void writeBitmapFileHeader () {

     try {
        fo.write (bfType);
        fo.write (intToDWord (bfSize));
        fo.write (intToWord (bfReserved1));
        fo.write (intToWord (bfReserved2));
        fo.write (intToDWord (bfOffBits));

     }
     catch (Exception wbfh) {
        wbfh.printStackTrace ();
     }

  }

  /*
   *
   * writeBitmapInfoHeader 將位圖信息標(biāo)頭
   * 寫入文件中。
   *
   */

  private void writeBitmapInfoHeader () {

     try {
        fo.write (intToDWord (biSize));
        fo.write (intToDWord (biWidth));
        fo.write (intToDWord (biHeight));
        fo.write (intToWord (biPlanes));
        fo.write (intToWord (biBitCount));
        fo.write (intToDWord (biCompression));
        fo.write (intToDWord (biSizeImage));
        fo.write (intToDWord (biXPelsPerMeter));
        fo.write (intToDWord (biYPelsPerMeter));
        fo.write (intToDWord (biClrUsed));
        fo.write (intToDWord (biClrImportant));
     }
     catch (Exception wbih) {
        wbih.printStackTrace ();
     }

  }


  /*
   *
   * intToWord 將整數(shù)轉(zhuǎn)換為單字，返回值
   * 存儲在一個(gè)雙字節(jié)數(shù)組中。
   *
   */
  private byte [] intToWord (int parValue) {

     byte retValue [] = new byte [2];

     retValue [0] = (byte) (parValue & 0x00FF);
     retValue [1] = (byte) ((parValue >> 8) & 0x00FF);

     return (retValue);

  }

  /*
   *
   * intToDWord 將整數(shù)轉(zhuǎn)換為雙字，返回值
   * 存儲在一個(gè) 4 字節(jié)數(shù)組中。
   *
   */
  private byte [] intToDWord (int parValue) {

     byte retValue [] = new byte [4];

     retValue [0] = (byte) (parValue & 0x00FF);
     retValue [1] = (byte) ((parValue >> 8) & 0x000000FF);
     retValue [2] = (byte) ((parValue >> 16) & 0x000000FF);
     retValue [3] = (byte) ((parValue >> 24) & 0x000000FF);

     return (retValue);

  }

}

[b]小結(jié)[/b]
這就是所要做的全部工作。我確信您將會發(fā)現(xiàn)這個(gè)類很有用，因?yàn)榈?JDK 1.1.6 為止，Java 不支持用任何常用的格式保存圖像。JDK 1.2 將支持創(chuàng)建 JPEG 圖像，但不支持創(chuàng)建位圖。所以這個(gè)類仍將填補(bǔ) JDK1.2 中的空白。 
如果您使用這個(gè)類并發(fā)現(xiàn)了改進(jìn)它的方法，請通知我！下面的個(gè)人簡歷中有我的電子郵件地址。 
[TABLE][TR][TD][b]作者簡介[/b]
jeanpierre.dube Jean-Pierre Dubé 是一名自由 Java 咨詢者。他于 1988 年注冊創(chuàng)辦了 Infocom公司。從那時(shí)起，Infocom 已承接并開發(fā)了幾套應(yīng)用程序，涉及的領(lǐng)域包括制造業(yè)、文檔管理和大規(guī)模輸電線管理。他有豐富的 C 語言、Visual Basic 和 Java（最近）編程經(jīng)驗(yàn)，他的公司現(xiàn)在主要使用 Java 語言。 Infocom 最近的一個(gè)項(xiàng)目是一種圖形 API，其測試版很快就會面市。 [/TD][/TR][/TABLE]