ดู BMPs

รูปแบบไฟล์บิตแมป (BMP) ซึ่งเป็นหลักสำคัญในแวดวงการถ่ายภาพดิจิทัล ทำหน้าที่เป็นวิธีการที่ตรงไปตรงมาแต่ก็หลากหลายในการจัดเก็บภาพดิจิทัลสองมิติ ทั้งแบบขาวดำและแบบสี ตั้งแต่เริ่มก่อตั้งพร้อมกับ Windows 3.0 ในช่วงปลายทศวรรษ 1980 รูปแบบ BMP ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางในเรื่องความเรียบง่ายและความเข้ากันได้อย่างกว้างขวาง โดยได้รับการสนับสนุนจากสภาพแวดล้อม Windows เกือบทั้งหมดและแอปพลิเคชันที่ไม่ใช่ Windows จำนวนมาก รูปแบบภาพนี้เป็นที่สังเกตโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการขาดการบีบอัดใดๆ ในรูปแบบพื้นฐานที่สุด ซึ่งแม้จะส่งผลให้ขนาดไฟล์ใหญ่กว่าเมื่อเทียบกับรูปแบบอื่นๆ เช่น JPEG หรือ PNG แต่ก็ช่วยให้เข้าถึงและจัดการข้อมูลภาพได้อย่างรวดเร็ว

ไฟล์ BMP ประกอบด้วยส่วนหัว ตารางสี (สำหรับภาพที่มีสีที่จัดทำดัชนี) และข้อมูลบิตแมปเอง ส่วนหัวซึ่งเป็นส่วนประกอบสำคัญของรูปแบบ BMP มีข้อมูลเมตาเกี่ยวกับภาพบิตแมป เช่น ความกว้าง ความสูง ความลึกของสี และประเภทของการบีบอัดที่ใช้หากมี ตารางสีที่มีอยู่ในภาพที่มีความลึกของสี 8 บิตต่อพิกเซล (bpp) หรือต่ำกว่าเท่านั้น มีจานสีที่ใช้ในภาพ ข้อมูลบิตแมปแสดงค่าพิกเซลจริงที่ประกอบเป็นภาพ โดยแต่ละพิกเซลสามารถกำหนดโดยตรงด้วยค่าสีหรืออ้างอิงสีในตารางได้

ส่วนหัวไฟล์ BMP แบ่งออกเป็นสามส่วนหลัก ได้แก่ ส่วนหัวไฟล์บิตแมป ส่วนหัวข้อมูลบิตแมป (หรือส่วนหัว DIB) และในบางกรณี ส่วนหน้ากากบิตแบบเลือกได้สำหรับการกำหนดรูปแบบพิกเซล ส่วนหัวไฟล์บิตแมปเริ่มต้นด้วยตัวระบุ 2 ไบต์ ('BM') ซึ่งตามด้วยขนาดไฟล์ เขตข้อมูลที่สงวนไว้ (โดยปกติจะตั้งค่าเป็นศูนย์) และออฟเซ็ตไปยังจุดเริ่มต้นของข้อมูลพิกเซล ซึ่งจะช่วยให้ระบบที่อ่านไฟล์ทราบวิธีเข้าถึงข้อมูลภาพจริงได้ทันที โดยไม่คำนึงถึงขนาดของส่วนหัว

ส่วนหัวข้อมูลบิตแมปตามหลังส่วนหัวไฟล์บิตแมป ซึ่งให้ข้อมูลโดยละเอียดเกี่ยวกับภาพ ส่วนนี้รวมถึงขนาดของส่วนหัว ความกว้างและความสูงของภาพเป็นพิกเซล จำนวนระนาบ (ตั้งค่าเป็น 1 เสมอในไฟล์ BMP) บิตต่อพิกเซล (ซึ่งระบุความลึกของสีของภาพ) วิธีการบีบอัดที่ใช้ ขนาดของข้อมูลดิบของภาพ และความละเอียดในแนวนอนและแนวตั้งเป็นพิกเซลต่อเมตร ข้อมูลมากมายนี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าภาพสามารถสร้างซ้ำได้อย่างแม่นยำบนอุปกรณ์หรือซอฟต์แวร์ใดๆ ที่สามารถอ่านไฟล์ BMP ได้

การบีบอัดในไฟล์ BMP สามารถใช้รูปแบบต่างๆ ได้ แม้ว่ารูปแบบนี้จะเกี่ยวข้องกับภาพที่ไม่บีบอัดมากที่สุด สำหรับภาพ 16 และ 32 บิต วิธีการบีบอัด เช่น BI_RGB (ไม่บีบอัด) BI_BITFIELDS (ซึ่งใช้หน้ากากสีเพื่อกำหนดรูปแบบสี) และ BI_ALPHABITFIELDS (ซึ่งเพิ่มการสนับสนุนสำหรับช่องความโปร่งใสของอัลฟา) มีให้ใช้งาน วิธีการเหล่านี้ช่วยให้จัดเก็บภาพที่มีความลึกของสีสูงได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยไม่สูญเสียคุณภาพอย่างมีนัยสำคัญ แม้ว่าจะใช้กันน้อยกว่ารูปแบบที่ไม่บีบอัดทั่วไป

ตารางสีในไฟล์ BMP มีบทบาทสำคัญเมื่อจัดการกับภาพที่มีขนาด 8 bpp หรือต่ำกว่า ช่วยให้ภาพเหล่านี้แสดงสีได้หลากหลายในขณะที่ยังคงมีขนาดไฟล์เล็กโดยใช้สีที่จัดทำดัชนี รายการแต่ละรายการในตารางสีจะกำหนดสีเดียว และข้อมูลบิตแมปสำหรับภาพจะอ้างอิงรายการเหล่านี้แทนที่จะจัดเก็บค่าสีทั้งหมดสำหรับแต่ละพิกเซล วิธีนี้มีประสิทธิภาพสูงสำหรับภาพที่ไม่ต้องการสเปกตรัมสีเต็มรูปแบบ เช่น ไอคอนหรือกราฟิกง่ายๆ

อย่างไรก็ตาม ในขณะที่ไฟล์ BMP ได้รับการชื่นชมในเรื่องความเรียบง่ายและคุณภาพของภาพที่เก็บรักษาไว้ แต่ก็มีข้อเสียที่เห็นได้ชัดเจนด้วย การขาดการบีบอัดที่มีประสิทธิภาพสำหรับตัวแปรต่างๆ มากมายหมายความว่าไฟล์ BMP อาจมีขนาดใหญ่ได้อย่างรวดเร็ว โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อจัดการกับภาพความละเอียดสูงหรือความลึกของสี ซึ่งอาจทำให้ไม่เหมาะสำหรับการใช้งานบนเว็บหรือแอปพลิเคชันใดๆ ที่พื้นที่จัดเก็บหรือแบนด์วิดท์เป็นปัญหา นอกจากนี้ รูปแบบ BMP ไม่รองรับความโปร่งใสโดยธรรมชาติ (ยกเว้นการบีบอัด BI_ALPHABITFIELDS ที่ใช้กันน้อยกว่า) หรือเลเยอร์ ซึ่งจำกัดประโยชน์ใช้สอยในการออกแบบกราฟิกที่ซับซ้อนยิ่งขึ้น

นอกเหนือจากคุณสมบัติมาตรฐานของรูปแบบ BMP แล้ว ยังมีตัวแปรและส่วนขยายต่างๆ มากมายที่ได้รับการพัฒนาขึ้นในช่วงหลายปีที่ผ่านมาเพื่อเพิ่มความสามารถ ตัวขยายที่โดดเด่นอย่างหนึ่งคือการบีบอัด 4 บิตต่อพิกเซล (4bpp) และ 8bpp ซึ่งช่วยให้สามารถบีบอัดตารางสีได้ในระดับเบื้องต้นเพื่อลดขนาดไฟล์ของภาพที่มีสีที่จัดทำดัชนี ส่วนขยายที่สำคัญอีกประการหนึ่งคือความสามารถในการจัดเก็บข้อมูลเมตาภายในไฟล์ BMP โดยใช้ Application Specific Block (ASB) ของส่วนหัวไฟล์ คุณสมบัตินี้ช่วยให้สามารถรวมข้อมูลเพิ่มเติมโดยพลการ เช่น การประพันธ์ ลิขสิทธิ์ และข้อมูลการสร้างภาพ ซึ่งให้ความยืดหยุ่นมากขึ้นในการใช้ไฟล์ BMP เพื่อการจัดการแบบดิจิทัลและวัตถุประสงค์ในการเก็บถาวร

ข้อควรพิจารณาทางเทคนิคสำหรับนักพัฒนาซอฟต์แวร์ที่ทำงานกับไฟล์ BMP เกี่ยวข้องกับการทำความเข้าใจความแตกต่างของโครงสร้างรูปแบบไฟล์และการจัดการความลึกของบิตและประเภทการบีบอัดต่างๆ อย่างเหมาะสม ตัวอย่างเช่น การอ่านและเขียนไฟล์ BMP จำเป็นต้องวิเคราะห์ส่วนหัวอย่างถูกต้องเพื่อกำหนดขนาดของภาพ ความลึกของสี และวิธีการบีบอัด นักพัฒนาซอฟต์แวร์ยังต้องจัดการตารางสีอย่างมีประสิทธิภาพเมื่อจัดการกับภาพที่มีสีที่จัดทำดัชนีเพื่อให้แน่ใจว่าสีแสดงอย่างถูกต้อง นอกจากนี้ ยังต้องพิจารณาเอนเดียนของระบบ เนื่องจากรูปแบบ BMP ระบุลำดับไบต์แบบ little-endian ซึ่งอาจจำเป็นต้องแปลงบนระบบ big-endian

การเพิ่มประสิทธิภาพไฟล์ BMP สำหรับแอปพลิเคชันเฉพาะอาจเกี่ยวข้องกับการเลือกความลึกของสีและวิธีการบีบอัดที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานที่ต้องการของภาพ สำหรับกราฟิกการพิมพ์คุณภาพสูง การใช้ความลึกของสีที่สูงกว่าโดยไม่ต้องบีบอัดอาจเป็นที่ต้องการเพื่อรักษาคุณภาพของภาพสูงสุด ในทางกลับกัน สำหรับไอคอนหรือกราฟิกที่ขนาดไฟล์เป็นปัญหาที่สำคัญกว่า การใช้สีที่จัดทำดัชนีและความลึกของสีที่ต่ำกว่าสามารถลดขนาดไฟล์ได้อย่างมากในขณะที่ยังคงรักษาคุณภาพของภาพที่ยอมรับได้ นอกจากนี้ นักพัฒนาซอฟต์แวร์อาจใช้ขั้นตอนวิธีการบีบอัดแบบกำหนดเองหรือใช้ไลบรารีภายนอกเพื่อลดขนาดไฟล์ของภาพ BMP สำหรับแอปพลิเคชันเฉพาะเพิ่มเติม

แม้จะมีรูปแบบไฟล์ขั้นสูงกว่า เช่น JPEG, PNG และ GIF ซึ่งให้การบีบอัดที่เหนือกว่าและคุณสมบัติเพิ่มเติม เช่น ความโปร่งใสและภาพเคลื่อนไหว แต่รูปแบบ BMP ยังคงมีความเกี่ยวข้องเนื่องจากความเรียบง่ายและความง่ายในการจัดการด้วยโปรแกรม การสนับสนุนอย่างกว้างขวางในแพลตฟอร์มและซอฟต์แวร์ต่างๆ ยังช่วยให้ไฟล์ BMP ยังคงเป็นตัวเลือกทั่วไปสำหรับงานการถ่ายภาพที่ง่ายๆ และสำหรับแอปพลิเคชันที่ต้องการการสร้างภาพที่มีความเที่ยงตรงสูงที่สุด

สรุปแล้ว รูปแบบไฟล์ BMP พร้อมด้วยประวัติอันยาวนานและประโยชน์ใช้สอยที่ต่อเนื่อง เป็นรากฐานของภาพดิจิทัล โครงสร้างที่รองรับข้อมูล