Digital Signal Transmission/Applications for Multimedia Files

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Bilder im BMP–Format (1)

Eines der ältesten Bildformate ist das so genannte Bitmap–Format. Entsprechende Dateien werden mit der Endung „bmp” gekennzeichnet. Wesentliche Eigenschaften von BMP–Bildern sind:

• Unter einer Bitmap versteht man eine Matrix von Bildpunkten, deren einzelne Elemente auch als Pixel (Picture Elements) bezeichnet werden. Abgespeichert werden die Bildpunkte zeilenweise, jeweils von rechts unten nach links oben.
  

• Jedes Pixel bekommt noch einen RGB–Farbwert aus den additiven Grundfarben Rot, Grün und Blau zugewiesen. Je größer der Farbwert sein kann, desto feiner können die darzustellenden Farben abgestuft werden.
  

• Die Farbtiefe eines Bildes wird in Bits per Pixel (BPP) angegeben. Gängig sind Farbtiefen von 1 (Schwarzweißbild), 4, 8 und 24 (Echtfarbbild, True Color).
  

• Da die meisten Bilder nicht das gesamte Farbenspektrum ausnutzen, kann man in jeder Bitmap eine spezifische Zuordnung in Form einer Farbtabelle definieren. So lassen sich auch mit relativ geringer Farbtiefe (bis zu 8 Bit) die Bilder mit guter Farbqualität darstellen.
  

Eine jede BMP–Datei besteht aus drei Teilblöcken, wie die obere Grafik beispielhaft verdeutlicht:

• dem Dateikopf (14 Byte),
  

• dem Informationsblock (mindestens 40 Byte), und anschließend
  

• dem Bilddatenblock
  
  

Die Erklärung der einzelnen Blöcke folgt auf der nächsten Seite.

Bilder im BMP–Format (2)

Nachfolgend sehen Sie die ersten 160 Byte der Datei „LNTprofs.bmp”. Gelb hinterlegt sind sowohl der Dateikopf (in Hexadezimaldarstellung von 0x00 bis 0x0D) als auch der Bilddatenbereich (ab 0x36). Nicht hinterlegt ist der 40 Byte–Informationsblock (von 0x0E bis 0x35).

Der Dateikopf beinhaltet folgende Informationen (der Präfix 0x zeigt die Hexadezimaldarstellung an):

• 0x00 ... 0x01 (2 Byte)   BMP–Kennung: 0x 42 4D   ⇒   „BM”,
  

• 0x02 ... 0x05 (4 Byte)   Dateigröße in Byte: 0x 02 DE 98   ⇒   188056d,
  

• 0x06 ... 0x09 (5 Byte)   reserviert (muss immer mit Nullen belegt sein),
  

• 0x0A ... 0x0D (4 Byte) Offset (Beginn der Bilddaten): 0x 00 00 00 36   ⇒   54d.
  
  

Hinweis: Diese Angaben gelten allerdings nur für den Intel–Prozessor, der nach der so genannten Little–Endian–Byteanordnung vom niederwertigsten (LSB) zum höchstwertigen (MSB) Byte liest. Die Anordnung 98 DE 02 00 der Bytes 2, 3, 4 und 5 ist somit als 0x 00 02 DE 98 zu interpretieren, was der Dezimalzahl 188056 entspricht.

Der 40 Byte–Informationsblock beinhaltet folgende Werte:

• 0x0E ... 0x11 (4 Byte)   Länge des Info–Blocks:   0x 28   ⇒   40d,
  

• 0x12 ... 0x15 (4 Byte)   Bildbreite in Pixel:   0x FA   ⇒   250d,
  

• 0x16 ... 0x19 (4 Byte)   Bildhöhe in Pixel:    0x FA   ⇒   250d,
  

• 0x1A ... 0x1B (2 Byte)  Anzahl der Farbebenen (immer auf 1 gesetzt),
  

• 0x1C ... 0x1D (2 Byte)  Bits per Pixel (BPP):   0x0018   ⇒   24d,
  

• 0x1E ... 0x21 (4 Byte)   Art der Datenkomprimierung,
  

• 0x22 ... 0x25 (4 Byte)   Größe der Bitmap in Byte:   0x 02 DE 62   ⇒   188002d,
  

• 0x26 ... 0x29 (4 Byte)   Horizontalauflösung in Pixel/Meter:   0x 26 70   ⇒   9840d,
  

• 0x2A ... 0x2D (4 Byte)  Vertikalauflösung in Pixel/Meter:       0x 26 70   ⇒   9840d,
  

• 0x2E ... 0x31 (4 Byte)   Anzahl der verwendeten Farben,
  

• 0x32 ... 0x35 (4 Byte)   Anzahl der wichtigen Farben.
  
  

Anschließend beginnt mit 0x 43 2A 23 der Bilddatenbereich (im Beispiel jeweils drei Byte pro Pixel für R – G – B). Da auch hier (beim Intel–Prozessor) die Little–Endian–Byteanordnung gilt, bezeichnen diese Einträge die Farbwerte R = 23, G = 2A, B = 43 (jeweils hexadezimal).

Die Bilder auf der nächsten Seite machen deutlich, dass bereits wenige Fehler in Dateikopf (14 Byte) oder Informationsblock (40 Byte) genügen, um ein Bild völlig unbrauchbar zu machen. Der Header einer Multimedia–Datei sollte deshalb besonders geschützt werden. Bei BMP umfasst dieser Header 54 Byte.