類庫探源——System.Drawing.Bitmap

一、System.Drawing.Bitmap

Bitmap 類： 封裝GDI+ 位圖，此位圖由圖形圖像及其屬性的像素數據組成。Bitmap 是用於處理由像素定義的圖像的對象

命名空間： System.Drawing

程序集：   System.Drawing.dll

繼承關系：

原型定義：

[SerializableAttribute]
[ComVisibleAttribute(true)]
public sealed class Bitmap : Image

備注：
GDI+ 支持下列文件格式：BMP、GIF、EXIF、JPG、PNG 和 TIFF

構造器：

// 從指定的現有圖像初始化 Bitmap 類的新實例
public Bitmap(Image original)           

// 從指定的數據流初始化 Bitmap 類的新實例
public Bitmap(Stream stream)            

// 從指定的文件初始化 Bitmap 類的新實例 (filename 位圖文件的名稱和路徑)
public Bitmap(string filename)          

注意：在 在釋放 Bitmap 之前，此filename 對應的文件將一直保持鎖定狀態

 

常用實例方法：

1. 獲取指定像素的顏色
public Color GetPixel(int x,int y) 
參數：
x : 指定像素的 x 坐標
y : 指定像素的 y 坐標
返回值：
System.Drawing.Color

2. 設置指定像素的顏色
public void SetPixel(int x,int y,Color color)
參數：
x : 指定像素的 x 坐標
y : 指定像素的 y 坐標
color: 顏色

3. 將 Bitmap 鎖定到系統內存中
[SecurityPermissionAttribute(SecurityAction.LinkDemand, Flags = SecurityPermissionFlag.UnmanagedCode)]
public BitmapData LockBits(Rectangle rect,ImageLockMode flags,PixelFormat format)
參數：
rect:  指定要鎖定 Bitmap 部分  
flags: 指定 Bitmap 的訪問級別(讀/寫)
format: 指定此 Bitmap 的數據格式
返回值：
BitmapData  包含有關此鎖定操作的信息

4. 從系統內存解鎖此 Bitmap
UnlockBits(BitmapData)

5. 使默認的透明顏色對此 Bitmap 透明
MakeTransparent() 
MakeTransparent(Color transparentColor)

透明化的例子

using System;
using System.Drawing;

class App
{
    static void Main()
    {
        var img = new Bitmap(@"透明化.png");
        img.MakeTransparent();
        img.Save(@"透明化_處理后.png")    ;

        // MakeTransparent(Color transparentColor)  對指定Color 也執行透明操作
        img.MakeTransparent(Color.FromArgb(0x1364C4));
        img.Save(@"透明化_處理后_0x1364C4.png");
    }
}

 

附本小節代碼下載

 

二、System.Drawing.Imaging.ImageLockMode

ImageLockMode 枚舉：指定傳遞給 LockBits 方法的標志參數的標志。 LockBits 方法可鎖定圖像的一部分，以便讀取或寫入其像素數據

枚舉項：

ReadOnly:   指定鎖定圖像的一部分以便讀取

WriteOnly:  指定鎖定圖像的一部分以便寫入

ReadWrite:  指定鎖定圖像的一部分以便讀取和寫入

 

三、System.Drawing.Imaging.PixelFormat

PixelFormat 枚舉：指定圖像中每個像素的顏色數據的格式

枚舉項：見MSDN

 

四、System.Drawing.Imaging.BitmapData

BitmapData 類：指定位圖圖像的屬性。BitmapData 類由 Bitmap 類的 LockBits 和 UnlockBits 方法使用。 不可繼承

命名空間：   System.Drawing.Imaging

程序集：   System.Drawing.dll

繼承關系：

 

實例屬性：

Height           //獲取或設置Bitmap 對象的像素高度，有時也稱掃描行數
Width            //獲取或設置Bitmap 對象的像素寬度，這可以看做是一個掃描行中的像素數
PixelFormat:     //獲取或設置此 BitmapData對象的 Bitmap 對象中像素信息的格式
Scan0            //獲取或設置位圖中第一個像素數據的地址。它可看成是位圖中的第一個掃描行
Stride           //獲取或設置 Bitmap 對象的跨距寬度（也稱為掃描寬度）

 

五、System.Drawing.Color

Color 結構:表示一種 ARGB 顏色（alpha、紅色、綠色、藍色）。

命名空間： System.Drawing

程序集：   System.Drawing.dll

 

靜態屬性: 各種顏色（如 Color.Red、Color.Yellow 等）

靜態方法：

Color.FromArgb(int argb)
例子：
SolidBrush trnsRedBrush = new SolidBrush(Color.FromArgb(0x78FF0000));

從四個 ARGB 分量（alpha、紅色、綠色和藍色）值創建 Color 結構。 盡管此方法允許為每個分量傳遞 32 位值，但每個分量的值僅限於 8 位
// 78 FF 00 00
public static Color FromArgb(int alpha,int red,int green,int blue)

 

 六、例子 彩色圖像簡單灰度化

公式：

Gray(i,j) = 0.229*R(i,j) + 0.587*G(i,j) + 0.114*B(i,j)

代碼

using System;
using System.Drawing;
using System.Drawing.Imaging;

class App
{
    static void Main()
    {
        using(var img = new Bitmap(@"BingWallpaper.jpg"))
        {
            Rectangle rect = new Rectangle(0, 0, img.Width, img.Height);
            BitmapData bmpData = img.LockBits(rect,ImageLockMode.ReadWrite,img.PixelFormat);
            IntPtr ptr = bmpData.Scan0;
            int bytes = img.Width * img.Height * 3;
            byte[] rgbValues = new byte[bytes];
            System.Runtime.InteropServices.Marshal.Copy(ptr, rgbValues, 0, bytes);
            double colorTemp = 0;
            for (int i = 0; i < rgbValues.Length; i += 3)
            {
                colorTemp = rgbValues[i + 2] * 0.299 + rgbValues[i + 1] * 0.587 + rgbValues[i] * 0.114;
                rgbValues[i] = rgbValues[i + 1] = rgbValues[i + 2] = (byte)colorTemp;
            }
            System.Runtime.InteropServices.Marshal.Copy(rgbValues, 0, ptr, bytes);
            img.UnlockBits(bmpData);
            
            img.Save(@"BingWallpaper_灰度化.jpg");
        }
    }
}

 

附本小節代碼下載

 

效果

原圖：

灰度化圖：

 

2014-12-21 更新：

1. Format24bppRgb ： 每個像素24位，紅色、綠色、藍色分量分別使用8位，它們的順序是 藍、率、紅(BGR)

2. Stride 即步幅也稱掃描寬度，系統規定它必須是4的倍數

3. BmpData.Width 與 BmpData.Stride 的關系 BmpData.Stride = BmpData.Width * 3 + X(X為保留字節，用來調節，使Stride 能被4整除)

下面兩幅圖說明 Height、 Width 與 Stride

Scan0

|
|---------Stride-----------------|
|---------Width-------------| |    注：Width是圖片（BGR作為一個單位）寬度
BGR BGR BGR BGR BGR BGR XX
BGR BGR BGR BGR BGR BGR XX
.
.
注：BGR為一個像素，是byte[3]的數組

下圖來自《C#數字圖像處理算法》一書

 

 

4. 代碼修正

 六、例子 彩色圖像簡單灰度化 這節的代碼有問題，因為我給的圖片Width正好是4的倍數，所以 Width *3 也是4的倍數，所以不需要額外字節，但如果Width不是4的倍數，代碼就不能得到正確的結果了，下面將修正后的代碼貼出

using System;
using System.Drawing;
using System.Drawing.Imaging;

class App
{
    static void Main()
    {
        using(var img = new Bitmap(@"test.png"))
        {
            Rectangle rect = new Rectangle(0, 0, img.Width, img.Height);
            BitmapData bmpData = img.LockBits(rect,ImageLockMode.ReadWrite,img.PixelFormat);
            IntPtr ptr = bmpData.Scan0;
            
            // 用步幅表示
            int bytes = bmpData.Stride * bmpData.Height;
            byte[] rgbValues = new byte[bytes];
            System.Runtime.InteropServices.Marshal.Copy(ptr, rgbValues, 0, bytes);
            double colorTemp = 0;
            int bmpStride = bmpData.Stride;
            
            for(int bmpheight = 0; bmpheight < bmpData.Height; bmpheight++)
            {
                // 只處理實際 Height , 不理會未用空間
                for(int bmpwidth = 0; bmpwidth < bmpData.Width *3; bmpwidth += 3)
                {
                    colorTemp = rgbValues[bmpheight * bmpStride + bmpwidth + 2] * 0.299 +
                                rgbValues[bmpheight * bmpStride + bmpwidth + 1] * 0.587 +
                                rgbValues[bmpheight * bmpStride + bmpwidth] * 0.114;
                                
                    rgbValues[bmpheight * bmpStride + bmpwidth] = 
                    rgbValues[bmpheight * bmpStride + bmpwidth + 1] =
                    rgbValues[bmpheight * bmpStride + bmpwidth + 2] = (byte)colorTemp;
                }
            }
                        
            System.Runtime.InteropServices.Marshal.Copy(rgbValues, 0, ptr, bytes);
            img.UnlockBits(bmpData);
            
            img.Save(@"BingWallpaper_灰度化.jpg");
        }
    }
}