Создание растрового изображения 8bpp с GDI и сохранение его в виде файла

У меня есть отлично работающий код, который создает растровое изображение 32bpp, и мне нужно изменить его, чтобы создать растровое изображение 8bpp.

Вот фрагмент кода, который создает растровое изображение 32bpp, рисует его, затем создает файл растрового изображения и сохраняет его в векторе байтов:

// prepare bitmap:
BYTE* bitmap_data = NULL;
HDC hDC = GetDC(NULL);
HDC memHDC = CreateCompatibleDC(hDC);
BITMAPINFO bmi;
memset(&bmi, 0, sizeof(BITMAPINFO));
bmi.bmiHeader.biSize = sizeof(BITMAPINFOHEADER);
bmi.bmiHeader.biWidth = desiredWidth;                 // desiredWidth is 800
bmi.bmiHeader.biHeight = desiredHeight;               // desiredHeight is 202
bmi.bmiHeader.biPlanes = 1;
bmi.bmiHeader.biBitCount = 32;
bmi.bmiHeader.biCompression = BI_RGB;
bmi.bmiHeader.biSizeImage = (((desiredWidth * bmi.bmiHeader.biBitCount + 31) & ~31) >> 3) * desiredHeight;
HBITMAP bitmap = CreateDIBSection(hDC, &bmi, DIB_RGB_COLORS, (void**)&bitmap_data, NULL, NULL);
ReleaseDC(NULL, hDC);
DeleteDC(hDC);

... // drawing into bitmap

// prepare bitmap file header:
BITMAPFILEHEADER bf;
memset(&bf, 0, sizeof(BITMAPFILEHEADER));
bf.bfType = MAKEWORD('B', 'M');
bf.bfOffBits = sizeof(BITMAPFILEHEADER) + bmi.bmiHeader.biSize;
bf.bfSize = bf.bfOffBits + bmi.bmiHeader.biSizeImage;

// write bitmap file into the vector:
std::vector<BYTE> bitmapData;
bitmapData.insert(bitmapData.end(), (BYTE*)&bf, ((BYTE*)&bf) + sizeof(BITMAPFILEHEADER));
bitmapData.insert(bitmapData.end(), (BYTE*)&bmi.bmiHeader, ((BYTE*)&bmi.bmiHeader) + sizeof(BITMAPINFOHEADER));
bitmapData.insert(bitmapData.end(), bitmap_data, bitmap_data + bmi.bmiHeader.biSizeImage);

И позже вектор сохраняется в файле:

std::ofstream of("picture.bmp", std::ofstream::out | std::ofstream::binary);
of.write((char*)&bitmapData[0], bitmapData.size());
of.close();

и вот выходное изображение:

Что я пробовал:

Первым шагом была естественная замена 32 с 8 в этой строке: bmi.bmiHeader.biBitCount = 32; что привело к изображению, заполненному сплошным серым цветом. Затем на основе этот ответ Я сделал следующие изменения:

BITMAPINFO bmi;
memset(&bmi, 0, sizeof(BITMAPINFO));

изменился на:

struct BITMAPINFO256 {
BITMAPINFOHEADER bmiHeader;
RGBQUAD bmiColors[256];
} bmi;
memset(&bmi, 0, sizeof(BITMAPINFO256));

добавил этот цикл прямо перед CreateDIBSection называется:

for (UINT i = 0; i < 256; i++) {
bmi.bmiColors[i].rgbRed   = i;
bmi.bmiColors[i].rgbGreen = i;
bmi.bmiColors[i].rgbBlue  = i;
}

и когда bmi.bmiHeader записывается в вектор, RGBQUAD массив включен: так sizeof(BITMAPINFO256) выражает размер заголовка.

Новый код (полный код здесь) производит этот вывод:

Почему новый образ выглядит именно так? Что там происходит? Что мне не хватает?

Любая помощь будет оценена.