Question

有人可以向我解释为什么在24位rgb位图文件中我必须添加一个大小取决于图像宽度的填充吗？为什么？

我的意思是我必须将此代码添加到我的程序中（在C中）：

 if( read % 4 != 0 ) {
   read = 4 - (read%4);
   printf( "Padding: %d bytes\n", read );
   fread( pixel, read, 1, inFile );
  }

Answer 1

因为24位是奇数个字节（3），并且由于各种原因，所有图像行都需要从一个4字节倍数的地址开始。

Answer 2

根据Wikipedia，位图文件格式指定：

表示位图像素的位按行打包。通过填充将每行的大小向上舍入为4个字节（32位DWORD）的倍数。填充字节（不一定是0）必须附加到行的末尾，以便将行的长度调到四个字节的倍数。当像素阵列加载到存储器中时，每行必须从4的倍数的存储器地址开始。该地址/偏移限制仅对加载到存储器中的像素阵列是强制性的。出于文件存储的目的，只有每行的大小必须是4个字节的倍数，而文件偏移量可以是任意的。 Width = 1的24位位图，每行有3个字节的数据（蓝色，绿色，红色）和1个字节的填充，而Width = 2则有2个字节的填充，Width = 3则有3个字节的填充填充，Width = 4根本没有任何填充。

关于Data Structure Padding的维基百科文章也是一篇有趣的读物，解释了填充在计算机科学中普遍使用的原因。

Answer 3

我认为这是设计决定对齐更好的内存模式而不浪费那么多空间（对于319px宽的图像，你会浪费3个字节或0.25％）

想象一下，你需要直接访问一些奇数行。您可以通过执行以下操作来访问第n行的前4个像素：

uint8_t *startRow = bmp + n * width * 3; //3 bytes per pixel
uint8_t r1 = startRow[0];
uint8_t g1 = startRow[1];
//... Repeat
uint8_t b4 = startRow[11];

请注意，如果 n 且宽度为奇数（且 bmp 为偶数）， startRow 将会是奇怪的。

现在，如果您尝试执行以下加速：

uint32_t *startRow = (uint32_t *) (bmp + n * width * 3);
uint32_t a = startRow[0]; //Loading register at a time is MUCH faster
uint32_t b = startRow[1]; //but only if address is aligned
uint32_t c = startRow[2]; //else code can hit bus errors!

uint8_t r1 = (a & 0xFF000000) >> 24;
uint8_t g1 = (a & 0x00FF0000) >> 16;
//... Repeat
uint8_t b4 = (c & 0x000000FF) >>  0;

你会遇到很多问题。在最佳情况下（即intel cpu），您的每一次 a ， b 和 c 的负载都需要分解为自startRow以来的两个负载不能被4整除。在最坏的情况下（例如sun sparc）你的程序会因“总线错误”而崩溃。

在较新的设计中，通常强制行与至少L1缓存行大小对齐（英特尔为64字节或nvidia gpus为128字节）。

Answer 4

取决于每行末尾是否有填充的格式。

对于3 x 8位通道图像来说真的没有多少理由，因为无论如何I / O都是字节方向的。对于像素打包成小于一个字节（例如1位/像素）的图像，填充很有用，因此每行以字节偏移开始。

Answer 5

短版

因为bmp文件格式指定行必须完全适合32位＆＃34;内存单元＆＃34;。因为像素是24位，所以像素的某些组合不会完美位于32位＆＃34;单元＆＃34;中。在这种情况下，单元格被填充到＆＃34;完整的32位。

每字节8位∴ cell：32bit =4bytes∴ 像素：24bits = 3bytes

 // If doesn't fit perfectly in 4 byte "cell"
 if( read % 4 != 0 ) {
   // find the difference between the "cell", and "the partial fit"
   read = 4 - (read%4); 
   printf( "Padding: %d bytes\n", read ); 
   // skip the difference 
   fread( pixel, read, 1, inFile ); 
  }

长版

在计算中，单词是特定处理器设计使用的数据的自然单位。字是由指令集或处理器的硬件作为一个单元处理的固定大小的数据

- wiki: Word_(computer_architecture)

计算机系统基本上有一个首选的字长＆＃34; （虽然这些天不那么重要）。标准数据单元允许在计算机系统的体系结构中进行各种优化（想想运输容器为运输行业做了什么）。有一个名为DWORD aka Double word (I guess)的32位标准 - 这就是典型的bitmap images优化的标准。

因此，如果每像素有24位，则会有各种＆＃34;字面像素＆＃34;行长度不能很好地适应32位。所以在这种情况下，请填写它。

注意：今天，您可能正在使用64位字长的计算机。检查处理器。

填充24位rgb位图

5 个答案:

短版

长版