BMP(확장자)
1. 개요
'''비트맵 디지털 그림'''을 저장하는 데 쓰이는 그림 파일 포맷이다.
2. 상세
특히 마이크로소프트 Windows, OS/2 운영 체제에서 널리 쓰인다. 줄여서 비트맵, 또 장치 독립 비트맵의 경우 DIB(Device-independent Bitmap), 장치 종속적인 경우는 DDB(Device-dependent Bitmap)라고 한다.
수많은 그래픽 사용자 인터페이스는 자체 내장 그래픽 하부 시스템에서 비트맵을 사용한다. 이를테면, 마이크로소프트 윈도와 OS/2 플랫폼의 GDI 하부 시스템은 .BMP, .DIB의 파일 확장자 이름을 가진다. 기본적으로 1~24비트의 색을 표현할 수 있으며, 알파 채널을 포함한 32비트 포맷이 GDI+가 도입된 Windows XP에서 발표되었다.[1] 일반적으로 데이터를 압축하지 않고 사용되지만, RLE 압축 방식도 지원한다. 간단하게 말하면 그림판 파일.
다른 그림 파일형식과 달리 '''파일압축을 전혀 하지 않아''' 크고 아름다운 파일 크기를 자랑한다. 인터넷 익스플로러를 제외한 웹 브라우저에서는 이미지로 인식하지 않는 경우가 많아서 뭣도 모르는 인터넷 초보자들이 이 형식으로 게시판에 그림을 올렸다가 낭패 보는 경우가 대부분[2]. 이 때문에 인터넷 상에서는 거의 버려지다시피하는 형식이다. 하지만 사실상 압축을 하지 않는다는 특징때문에 RAW 방면에서는 어느정도 사용되고 있다.
한편 압축하지 않는 점이 오히려 속도에 도움이 되기도 하는데 압축을 푸는 데 걸리는 시간과 필요한 CPU의 성능이 더 추가되기 때문. 압축 푸는 과정이 없어서 파일 읽는 시간이 짧으면서 CPU 성능 점유율이 낮다는 장점 덕분에 간간히 2D게임에도 쓰이곤 한다. 주로 스프라이트라고 불리는 한 파일에 여러 모션이 들어있는 방식으로 쓰이는 편. 3D 그래픽의 텍스처 포맷으로 사용하기도 하지만, 이미 90년대 말부터 GPU에서 바로 사용이 가능한 텍스처 압축 전용 포맷(DXTC 등)들이 표준화되기 시작하였기 때문에 생각보다 사용 빈도는 낮았다. 물론 해당 텍스처 압축 포맷들은 손실 압축 포맷이라 도트류의 그림이나 UI와의 상성이 별로라 이쪽에서는 사용되기도 했지만.
참고로 BMP 형식은 그림을 가장 아래쪽부터 저장하는 특징이 있다. 그래서 일부 프로그램은 BMP 파일을 불러오면 상하가 반전된다.
BMP 파일 1개의 크기가 4GiB(4,294,967,296 바이트)를 넘게 저장할 수 없다. 후술할 파일 헤더에서 자체 파일 크기를 적을 수 있는 길이가 4바이트밖에 되지 않기 때문이다.[3]
3. 헤더의 구조
BMP 파일을 16진수 편집기를 통해 까보면 어떤 정체를 알 수 없는 숫자들이 맨 처음에 나열되어 있는데, 잘 보면 어떤 파일이든 처음 몇몇 숫자들의 구조는 같다는 공통점이 있다. 이를 헤더라고 한다.
'''비트맵 파일 헤더 (BITMAPFILEHEADER)'''
'''비트맵 정보 헤더 (BITMAPINFOHEADER)'''
4. 용량 계산법
비압축 포맷이기 때문에, 용량 계산이 꽤나 간단하다. 일단 계산 공식은
$$whb \times 1024^{-n}$$
- w(width): 이미지의 가로 픽셀 수.
- h(height): 이미지의 세로 픽셀 수.
- b(bits): 픽셀 하나를 표현하는데 사용한 비트 수. RGB는 24비트, ARGB는 32비트이다. R8-G8-B8로 나누어 사용하는데, 255가 이진법으로 11111111이기 때문.
- 8로 나누는 이유는 1바이트 = 8비트이기 때문이다. w * h * b까지 하면 이미지를 표현하는 데 사용된 총 비트 수가 구해지는데, 이를 바이트로 환산하려면 8로 나눠야 한다.
- 킬로, 메가 등의 접두어를 붙이려면 2의 10배수 제곱으로 나누면 된다. 2의 10제곱으로 나누면 킬로바이트, 2의 20제곱으로 나누면 메가바이트로 환산되는 식.
또한, 계산 공식에서 알 수 있듯이 용량은 사용 비트 수(쉽게 말해서 색 품질)에 비례하므로 16비트 이미지는 같은 사이즈의 24비트 이미지의 3분의 2, 256색 이미지는 3분의 1의 용량을 차지한다.
다만 실제로 비트맵 파일을 만들어서 비교해 보면 약간의 오차가 있다. 이는 실제 비트맵 파일에는 헤더 등 다른 정보도 추가되기 때문이다. 특히 8비트 인덱스 컬러 포맷이라면 데이터 영역 앞에 색상 테이블이 추가되기 때문에 용량 차이가 더 날 수 있다.
5. 비트 할당법
8비트까지는 그래픽 툴에서 특정 색을 직접 지정하거나 운영 체제에서 정한 "팔레트[4]"를 사용하는데, 이를 인덱스 컬러(Indexed Color)라고 한다. 그러다가 16비트 이상의 이미지부터 비트를 적당히 3등분(?)하여 사용하게 된다.
- 16비트: R5 G5 B5 X1 or R5 G6 B5
- 24비트: R8 G8 B8
- 32비트: A8 R8 G8 B8 (A는 알파) [5]
[1] 한글과컴퓨터 한컴오피스 2007 이상 버전이 이 형식을 사용해서 프로그램 로고를 출력한다. 그 이전까지는 24비트 BMP 사용.[2] 웹 브라우저는 원래 범용적으로 GIF, JPG, PNG 이외의 파일은 잘 지원하지 않는다. IE는 제작사가 마이크로소프트이기 때문에 지원하는 것.[3] 4바이트 모두 FF로 채우면 0xFFFFFFFF이 되는데, 십진수로 나타내면 4,294,967,296가 된다.[4] Palette. 물감 짜놓고 쓰는 그 팔레트의 개념 맞다.[5] BMP에서 32비트는 잘 사용하지 않는 규격이다.