PNG转BMP转换器

在现代世界为什么要将PNG转换为BMP

PNG到BMP的转换乍看之下似乎是技术发展的倒退。PNG提供高效的无损压缩和完整的透明度支持，而BMP以几乎原始的形式存储数据，创建巨大的文件。然而，在某些专业领域，BMP的简单性和可预测性使其成为不可或缺的工具。

BMP（Bitmap Image File）是微软于1986年为早期Windows版本创建的格式。在近四十年的存在中，它几乎没有改变，提供绝对的向后兼容性。任何能够处理图像的设备或程序都保证能理解BMP。这种通用性在处理数十年未更新的旧版软件、工业系统和专业设备时尤其有价值。

PNG（Portable Network Graphics）作为GIF的现代替代品在十年后出现。该格式使用DEFLATE算法进行无损压缩，支持完整的8位alpha通道。然而，这种复杂性在资源有限的系统或没有PNG解码器的过时软件中成为问题。

BMP格式的技术结构

BMP文件结构

BMP是最简单的光栅格式之一，由三个连续块组成：

文件头（BITMAPFILEHEADER） — 14字节固定数据：

• 签名«BM»（0x42 0x4D）— 格式标识符
• 文件总大小（字节）
• 两个保留字段（通常为零）
• 从文件开头到像素数据的偏移量

信息头（BITMAPINFOHEADER） — 最少40字节：

• 头大小（确定格式版本）
• 图像宽度和高度（像素）
• 颜色平面数（始终为1）
• 色深：1、4、8、16、24或32位
• 压缩类型（通常为0 — 无压缩）
• 像素数据大小
• 每米像素的水平和垂直分辨率
• 调色板中的颜色数
• 重要颜色数

像素数据 — 实际图像，从下到上逐行写入（与大多数从上到下扫描的格式不同）。每行通过添加填充字节对齐到4字节边界。

BMP数据存储的特点

BMP的主要特点是在典型使用场景中没有压缩。技术上，格式支持4位和8位图像的RLE压缩，但实际上很少使用。标准24位BMP（True Color）以BGR顺序（蓝-绿-红）用三个字节写入每个像素，这与熟悉的RGB顺序相反。

无压缩24位BMP大小公式：

大小 = 54 + ((宽度 × 3 + 填充) × 高度)

其中填充 = (4 - (宽度 × 3) mod 4) mod 4

示例：1920×1080像素图像

• 行：1920 × 3 = 5760字节
• 填充：(4 - 5760 mod 4) mod 4 = 0字节
• 数据：5760 × 1080 = 6,220,800字节
• 头：54字节
• 总计：约5.93 MB

比较：包含照片的相同PNG文件根据内容占用1-3 MB。

PNG和BMP比较：主要差异

特性表

转换时透明度会发生什么

PNG支持带256级透明度的完整8位alpha通道。BMP技术上可以在32位模式（BGRA）中存储alpha通道，但软件对此功能的支持极不可预测。大多数应用程序忽略第4个字节或错误解释它。

将PNG转换为BMP时，透明区域必须通过以下方式之一处理：

• 填充白色 — 标准方法，适合大多数任务
• 填充黑色 — 用于放置在深色背景上的图像
• 填充自定义颜色 — 当已知目标背景时

半透明像素（alpha 1到254）使用alpha合成公式与填充颜色混合：

结果 = 源 × Alpha + 背景 × (1 - Alpha)

其中Alpha从0到1标准化。

这意味着复杂效果 — 模糊阴影、渐变透明度、玻璃叠加 — 在转换过程中被"压平"到选定的背景上，恢复原始透明度是不可能的。

PNG转BMP的使用场景

工业设备和CNC机床

相当一部分工业设备运行在DOS和早期Windows时代创建的嵌入式软件上。CNC机床、激光雕刻机、绘图仪、刺绣机和其他设备通常只接受BMP格式的图形。

这种限制的原因：

• 简单解码 — BMP不需要复杂的解压算法
• 最低系统要求 — 解码器只占用几千字节的代码
• 可预测的内存大小 — 解码后的图像大小事先已知
• 可靠性 — 简单格式不容易出错

PNG到BMP的转换允许准备现代图像以加载到此类设备中。

旧版企业软件

企业环境经常使用15-25年的软件系统：专业ERP系统、医疗软件、文档管理系统、遗留应用程序。更新此类软件涉及巨大的成本和风险，因此公司继续使用经过验证的解决方案。

这些系统大多在Windows 95/98/XP时代开发，支持有限的图形格式集。BMP几乎是唯一保证在任何地方都能工作的格式。

嵌入式系统和微控制器

嵌入式系统开发人员经常选择BMP，因为该格式易于使用：

• 不需要PNG解码库（节省内存）
• 直接访问像素数据
• 能够将图像直接加载到视频内存
• 可预测的处理时间

对于微控制器项目（Arduino、ESP32、STM32）中的显示器，BMP通常是从计算机传输图像的最佳格式。

文件大小比较

PNG到BMP的转换几乎总是导致文件大小显著增加：

最大增加出现在截图和简单图形中，PNG由于大面积单色区域而特别有效。对于照片，差异较小，因为PNG压缩照片内容的效率不那么高。