A melhor maneira de se entender o formato dos arquivos PCX é descrevendo o conteúdo de seu cabeçalho. Este cabeçalho contém todas as informações necessárias à correta interpretação dos dados da imagem contidos no arquivo. Sem as informações  do cabeçalho o conteúdo do arquivo dificilmente poderá ser decodificado. A declaração da struct PCX_File exemplifica e detalha todas as variáveis necessárias para possibilitar a leitura de um cabeçalho PCX. A struc PCX_File representa completamente o cabeçalho de um arquivo PCX, contendo 128 bytes.

struct PCX_File // Header completa de PCX=128 bytes
    {
    BYTE Header;
    BYTE Version; // 0 = Ver 2.5
    BYTE Encode; // Flag para compressão RLL presente (1=TRUE)
    BYTE BitPerPix; // Número de Bits por pixel
    WORD X1; // geralmente = 0)
    WORD Y1; // Posição Y do pixel [0,0] na tela  (geralmente = 0)
    WORD X2; // Tamanho horizontal da imagem
    WORD Y2; // Tamanho vertical da imagem
    WORD Hres; // Resolução Horizontal recomendável para display da imagem
    WORD Vres; // Resolução Vertical recomendável para display da imagem
    PCXCOLOR EGAPalette[16]; // Palette de cores de 4 bits (obsoleta)
    BYTE VideoMode; // Video Mode (obsoleto)
    BYTE ColorPlanes; // Planos de cores (8 bits = 1) (obsoleto)
    WORD BytesPerLine; // BytesPerLine (para expansão RLL)
    BYTE Unused[60]; // Espaço livre disponível para novas versões
    };

struct PCXCOLOR
    {
    BYTE Red;
    BYTE Green;
    BYTE Blue;
    };

 

Sendo o PCX um padrão de fato e não regulamentado por nenhuma Instituição, alguns fabricantes optaram por utilizar alguns campos obsoletos ou até mesmo a área livre de 60 bytes ao final do cabeçalho para armazenar informações proprietárias e exclusivas de seus aplicativos. Isto significa que podem existir arquivos PCX que não poderão ser decodificados com as rotinas apresentadas neste capítulo, no entanto a prática tem demonstrado que o padrão atingiu um elevado grau de maturidade e que casos como este constituem a absoluta minoria.

Indica ao aplicativo que os pixel de imagem de valor 0 (zero) devem ser apresentados na tela com a cor vermelha, os de valor 1 (um) deve ser apresentados em verde, os de valor 3 em azul, e assim sucessivamente para todos os 16 valores da tabela de cores EGA.

O mesmo raciocínio é válido para a paleta estendida, localizada ao final do arquivo e que contém o mesmo tipo de informação para imagens codificadas em 8 bits (256 cores). A paleta estendida inicia-se com uma tag de cheque, de valor decimal 12, indicando a presença de uma paleta estendida válida logo ao final da imagem. Seguidamente à esta tag encantam-se 768 bytes relativos às 256 cores (RGB) de cada um dos bytes da imagem. Diferentemente da paleta EGA, a paleta estendida é codificada em valores de 0 a 255 para intensidade de cores, compatíveis portanto com as capacidades dos atuais conversores DA das placas de vídeo atuais.

Na compressão RLE cada linha da imagem é comprimida separadamente. O formato PCX acomoda a representação de imagens por planos de cor, isto é, codifica a imagem colorida em três imagens separadas e distintas para a componente R, G e B. Quando a imagem está armazenada em possui múltiplos planos a compressão RLE se dará para cada linha de cada plano separadamente. O formato PCX suporta até 4 planos, a saber: BGRI, respectivamente Blue, Green, Red e Intensity. Se a imagem possui apenas 1 plano então os dados da imagem referem-se ao índice de cores da paleta estendida ao final do arquivo pois só pode ser de 256 cores (8 bits).  

No esquema RLE o valor original de um pixel é substituído por um código de repetição, o valor a ser repetido, e o número de repetições. Assim se uma imagem possui grandes áreas contíguas, com a mesma tonalidade, o esquema de compressão RLE trará bons resultados. Por outro lado, se a imagem possui poucas áreas de tonalidade igual, o esquema RLE será pouco eficiente. O sinalizador de repetição e o contador de repetição são implementados num único byte. Os dois bits mais significativos são setados em 1 e os restantes 6 bit indicam o número de repetições no intervalo de 1 a 63. Se um bit de dado possui seus dois bit mais significativos setados (> 192) então obrigatoriamente ele será codificado como RLE mesmo que possua apenas uma repetição.  A seqüência abaixo ilustra este esquema de compressão e seus resultados.