首先要声明的是，这个4位(16)色图比较特殊，不是彩色的16色图，而已一个用4位16色，模拟的灰度图
什么是灰度图？
灰度图是指只含亮度信息不含彩色信息的图象，就像我们平时看到的亮度由暗到明的黑白照片，亮度变化是连续的。因此，要表示
灰度图，就需要把亮度值进行亮化。通常分成0-255共256个级别，0最暗（全黑），255最亮（全白）。
BMP格式的文件中并没有灰度图这个概念，但是可以很容易的用BMP文件来表示灰度图。一般的方法是用256色的调色板，这个调色板
每一项的RGB值都是相同的，即从(0,0,0),(1,1,1)一直到(255,255,255),(0,0,0)表示全黑(255,255,255)表示全白
1.BMP位图的格式
BMP文件的结构分为4部分，本文假定读者都已经了解BMP位图的格式(几乎所有教VC的书上多媒体部分都有讲，再google一下也很容
易就查得到，这里主要介绍其中的调色板,和图象数据部分。
对于非真彩的位图，都有一个调色板，调色板的格式如下
typedef struct tagRGBQUAD{
BYTE rgbBlue;//蓝色的分量
BYTE rgbGreen;//绿色的分量
BYTE rgbRed;//红色的分量
BYTE rgbReserved;//保留值不用管它为0就好
}RGBQUAD;
一般的调色版是一个，由上面的结构体组成的结构体数组,存储具体的颜色信息，而位图中，图象数据部分存储的只是调色板的下标
。这样做就可以大大的节省空间。
例如:
RGBQUAD rgb[2];
rgb[0].rgbBlue = 0;
rgb[0].rgbGreen = 0;
rgb[0].rgbRed = 0;
rgb[0].rgbReserved = 0;
rgb[1].rgbBlue = 255;
rgb[1].rgbGreen = 255;
rgb[1].rgbRed = 255;
rgb[1].rgbReserved = 255;
这个长度为2的RGBQUAD数组就是一个1位2色黑白图的调色板，
在位图数据部分只需要用1位的长度存储0表示黑，1表示白就可以了，1字节可以表示8个像素的信息,比用3字节直接表示R，G，B节
省了24倍的存储空间
(一般来说,BMP文件的数据是从上到下、从左到右的(参考：精通Visual C++数字图象处理典型算法及实现，第二版18页).注意:最先读出来的应该是B然后是G然后是R)
而真彩图则不然，比如24位图，那么他就需要一个数组大小为2的24次方的调色板，而调色板的下标也需要3个字节才储存，这样还
不如直接就R，G，B这三个分量来直接表示每一个像素的色值。使用调色板技术还浪费了一个256*256*256*3字节大的调色板空间.
而这里要用4位表示一个灰度图，那么它的调色板只有16项，每一项的RGB值同通常由256色构成的灰度图的调色板一样的道理
这里这样建立这个调色板
RGBQUAD pa[16];
BYTE c;
for(int i=0;i<16;i++)
{
c= i * 17;
pa[i].rgbRed = c;
pa[i].rgbGreen = c;
pa[i].rgbBlue = c;
pa[i].rgbReserved = 0;
}
2.转换算法
现在的图象是24位真彩的，表示它的数据部分，3字节表示一个像素，这三个字节分别表示RGB。
我们现在要做的是求每一像素点的RGB值的平均值，然后用16色调色板中最接近这个颜色亮度的值来表示它。
而4位的图象是1个字节表示2个像素，在这里需要特殊注意
具体算法实现代码如下，pBuffer是储存图象数据的数组
USHORT R,G,B;
////////////////////////////////////////////////////////////////
// 第一个像素
B = pBuffer[dwIndex++];
G = pBuffer[dwIndex++];
R = pBuffer[dwIndex++];
int maxcolor = (R+G+B)/3;
maxcolor /= 17;//计算在16色调色板中的下标
//第二个像素
B = pBuffer[dwIndex++];
G = pBuffer[dwIndex++];
R = pBuffer[dwIndex++];
int maxcolor2 = (R+G+B)/3;
maxcolor2 /= 17;
pNew[dwOldIndex++] = ( maxcolor<<4 )| maxcolor2;//合成一个字节表示两个像素
3.实现代码
完整的实现代码如下
BOOL Convert24To4(LPCTSTR lpszSrcFile, LPCTSTR lpszDestFile)//24->4灰度图
{
BITMAPFILEHEADER bmHdr; // BMP文件头
BITMAPINFOHEADER bmInfo; // BMP文件信息
HANDLE hFile, hNewFile;
DWORD dwByteWritten = 0;
// 打开源文件句柄
hFile = CreateFile(lpszSrcFile,
GENERIC_READ,
FILE_SHARE_READ,
NULL,
OPEN_EXISTING,
FILE_ATTRIBUTE_NORMAL,
NULL);
if (hFile == INVALID_HANDLE_VALUE)
return FALSE;
// 创建新文件
hNewFile = CreateFile(lpszDestFile,
GENERIC_READ | GENERIC_WRITE,
FILE_SHARE_READ | FILE_SHARE_WRITE,
NULL,
CREATE_ALWAYS,
FILE_ATTRIBUTE_NORMAL,
NULL);
if (hNewFile == INVALID_HANDLE_VALUE)
{
CloseHandle(hFile);
return FALSE;
}
// 读取源文件BMP头和文件信息
ReadFile(hFile, &bmHdr, sizeof(bmHdr), &dwByteWritten, NULL);
ReadFile(hFile, &bmInfo, sizeof(bmInfo), &dwByteWritten, NULL);
TRACE("biSize: %d , biWidth: %d , biHeight: %d , biBitCount: %d , biSizeImage: %d
/n",bmInfo.biSize,bmInfo.biWidth,bmInfo.biHeight,bmInfo.biBitCount,bmInfo.biSizeImage);
TRACE("biX: %d , biY: %d , biClrUsed: %d , biClrImportant: %d
/n",bmInfo.biXPelsPerMeter,bmInfo.biYPelsPerMeter,bmInfo.biClrUsed,bmInfo.biClrImportant);
// 只处理24位未压缩的图像
if (bmInfo.biBitCount != 24 || bmInfo.biCompression!=0)
{
CloseHandle(hNewFile);
CloseHandle(hFile);
DeleteFile(lpszDestFile);
return FALSE;
}
// 计算图像数据大小
DWORD dwOldSize = bmInfo.biSizeImage;
if(dwOldSize == 0) // 重新计算
{
dwOldSize = bmHdr.bfSize - sizeof(bmHdr) - sizeof(bmInfo);
}
TRACE("Old Width: %d , Old Height: %d ,Old Size: %d bytes/n",bmInfo.biWidth,bmInfo.biHeight,dwOldSize);
long wid = bmInfo.biWidth % 4;
if(wid>0)
{
wid = 4 - wid;
}
wid += bmInfo.biWidth;
DWORD dwNewSize;
dwNewSize = wid * bmInfo.biHeight / 2; //计算转换后新图象大小
TRACE("New Size: %d bytes/n", dwNewSize);
// 读取原始数据
UCHAR *pBuffer = NULL;
pBuffer = new UCHAR[dwOldSize]; // 申请原始数据空间
if(pBuffer == NULL)
{
CloseHandle(hNewFile);
CloseHandle(hFile);
DeleteFile(lpszDestFile);
return FALSE;
}
// 读取数据
ReadFile(hFile, pBuffer, dwOldSize, &dwByteWritten, NULL);
UCHAR *pNew = new UCHAR[dwNewSize];
UCHAR color = 0;
DWORD dwIndex = 0, dwOldIndex = 0;
while( dwIndex < dwOldSize )//一字节表示两个像素
{
USHORT R,G,B;
////////////////////////////////////////////////////////////////
// 第一个像素
B = pBuffer[dwIndex++];
G = pBuffer[dwIndex++];
R = pBuffer[dwIndex++];
int maxcolor = (R+G+B)/3;
maxcolor /= 17;
//第二个像素
B = pBuffer[dwIndex++];
G = pBuffer[dwIndex++];
R = pBuffer[dwIndex++];
int maxcolor2 = (R+G+B)/3;
maxcolor2 /= 17;
pNew[dwOldIndex++] = ( maxcolor<<4 )| maxcolor2;//合成一个字节表示两个像素
}
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// 完工， 把结果保存到新文件中
// 修改属性
bmHdr.bfSize = sizeof(bmHdr)+sizeof(bmInfo)+sizeof(RGBQUAD)*16+dwNewSize;
bmHdr.bfOffBits = bmHdr.bfSize - dwNewSize;
bmInfo.biBitCount = 4;
bmInfo.biSizeImage = dwNewSize;
// 创建调色板
RGBQUAD pa[16];
UCHAR c;
for(int i=0;i<16;i++)
{
c= i * 17;
pa[i].rgbRed = c;
pa[i].rgbGreen = c;
pa[i].rgbBlue = c;
pa[i].rgbReserved = 0;
}
// BMP头
WriteFile(hNewFile, &bmHdr, sizeof(bmHdr), &dwByteWritten, NULL);
// 文件信息头
WriteFile(hNewFile, &bmInfo, sizeof(bmInfo), &dwByteWritten, NULL);
// 调色板
WriteFile(hNewFile, pa, sizeof(RGBQUAD)*16, &dwByteWritten, NULL);
// 文件数据
WriteFile(hNewFile, pNew, dwNewSize, &dwByteWritten, NULL);
delete []pBuffer;
delete []pNew;
// 关闭文件句柄
CloseHandle(hNewFile);
CloseHandle(hFile);
return TRUE;
}
4.疑问
既然可以由24位真菜图转换为4位灰度图，那么一定有一个合适的方法把它转换成4位彩色图，而具体的区别就是
调色板不同（调色板都要表示哪些颜色），再有最重要的是原来的颜色用现有的16色，哪个表示更合适.