Écriture binaire des images BMP

Présentation

Le format BMP pour BitMaP est l'un des formats d'image les plus simples à utiliser et à développer. Cependant si ce format présente l'avantage d'être simple à employer, il a l'inconvénient de générer des fichiers particulièrement volumineux car le système de compression de l'image n'est pas optimisé. L'une des possibilités pour réduire la taille de l'image consiste à réduire le nombre de couleurs employées ce qui pour des images en couleur telle que des photos entraîne une perte de qualité et une dégradation de l'image. L'image est représentée dans le fichier sous forme de tableau ou chaque case du tableau représente un pixel de l'image. Dans le cas le plus simple chaque pixel est codé sur trois octets, un pour le rouge, un pour le vert et un pour le bleu mais cette condition peut être configurée dans l’entête du fichier. 

Représentation

Le format BMP est composé de quatre parties principales. Qui sont : - L’entête du fichier (file header) donnant les informations sur le type de fichier, - L’entête du bitmap (bitmap information header) donnant les informations sur la représentation de l’image à l’intérieur du fichier. - La palette de couleur optionnelle - Et pour finir le corps de l’image, qui correspond à la représentation de chaque pixel Ces quatre champs se trouvant dans l’ordre les uns à la suite des autres dans le fichier nous pouvons les représenter de la manière suivante :

Description des caractéristiques

Le nombre de bits nécessaires pour coder un pixel est défini à l'adresse 0x1C. Par défaut ce paramètre est valorisé à 0x18 ce qui signifie que 24 bits sont nécessaires pour coder un pixel. Du fait que 24 bits équivalent à trois octets et que trois couleurs (Rouge, Vert, Bleu) sont utilisés alors une couleur est codée par un octet. Chaque ligne de l'image doit être composée d'un multiple de 4 octets. Ainsi si l'image mesure 3 pixels de large, chaque ligne devra être codée sur 12 octets dont 9 octets utiles (chaque pixel est codé sur 3 octets (Rouge, Vert, Bleu)) plus trois de bourrage valorisés à 0. Les octets sont codés de l’octet ayant le poids le plus faible à l’octet ayant le poids le plus fort, cette méthode est appelée Low Significant Bit first (LSB first). Ainsi pour un bitmap ayant une hauteur de 600 pixels, sa taille s'écrira par 0x 58 02 00 00 à l'adresse 0x16 et non 0x 00 00 02. Cette remarque est également valide pour les couleurs. Ainsi l'on n'écrira pas Rouge Vert Bleu mais l'on écrira Bleu Vert Rouge soit (0xFF0000 pour le bleu et 0x0000FF pour le rouge). Les pixels sont codés de la gauche vers la droite et du bas vers le haut tel que représenté sur le schéma ci-dessous :

Mise en pratique

L'exemple ci-dessous démontre la mise en pratique du format BMP via la création de l'image de taille de 4 pixels de hauteur et de 3 pixels de largeur ci-dessous : (cliquez sur l'image pour la télécharger) Si vous ouvrez l'image en binaire avec un outil tel que hexed.it vous pourrez constater que son contenu est le suivant :

42 4D 00 00 00 00 00 00 00 00 36 00 00 00 28 00 00 00 03 00 00 00 04 00 00 00 01 00 18 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 (Entête)
FF FF FF	88 88 88	FF FF FF	00 00 00 (bourrage)
FF 00 00	00 FF 00	00 00 FF	00 00 00 (bourrage)
AB 46 F0	02 AE 15	12 50 AA	00 00 00 (bourrage)
22 33 11	44 88 AA	AA 17 65	00 00 00 (bourrage)

Dans l’entête on peut noter la présence des dimensions de l'image indiquées en rose ainsi que profondeur de couleur indiqué en bleu.