类库探源——System.Drawing.Bitmap

一、System.Drawing.Bitmap

Bitmap 类： 封装GDI+ 位图，此位图由图形图像及其属性的像素数据组成。Bitmap 是用于处理由像素定义的图像的对象

命名空间： System.Drawing

程序集：   System.Drawing.dll

继承关系：

原型定义：

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

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

构造器：

// 从指定的现有图像初始化 Bitmap 类的新实例
public Bitmap(Image original)           

// 从指定的数据流初始化 Bitmap 类的新实例
public Bitmap(Stream stream)            

// 从指定的文件初始化 Bitmap 类的新实例 (filename 位图文件的名称和路径)
public Bitmap(string filename)          

注意：在 在释放 Bitmap 之前，此filename 对应的文件将一直保持锁定状态

常用实例方法：

1. 获取指定像素的颜色
public Color GetPixel(int x,int y) 
参数：
x : 指定像素的 x 坐标
y : 指定像素的 y 坐标
返回值：
System.Drawing.Color

2. 设置指定像素的颜色
public void SetPixel(int x,int y,Color color)
参数：
x : 指定像素的 x 坐标
y : 指定像素的 y 坐标
color: 颜色

3. 将 Bitmap 锁定到系统内存中
[SecurityPermissionAttribute(SecurityAction.LinkDemand, Flags = SecurityPermissionFlag.UnmanagedCode)]
public BitmapData LockBits(Rectangle rect,ImageLockMode flags,PixelFormat format)
参数：
rect:  指定要锁定 Bitmap 部分  
flags: 指定 Bitmap 的访问级别(读/写)
format: 指定此 Bitmap 的数据格式
返回值：
BitmapData  包含有关此锁定操作的信息

4. 从系统内存解锁此 Bitmap
UnlockBits(BitmapData)

5. 使默认的透明颜色对此 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_处理后.png")    ;

        // MakeTransparent(Color transparentColor)  对指定Color 也执行透明操作
        img.MakeTransparent(Color.FromArgb(0x1364C4));
        img.Save(@"透明化_处理后_0x1364C4.png");
    }
}

附本小节代码下载

二、System.Drawing.Imaging.ImageLockMode

ImageLockMode 枚举：指定传递给 LockBits 方法的标志参数的标志。 LockBits 方法可锁定图像的一部分，以便读取或写入其像素数据

枚举项：

ReadOnly:   指定锁定图像的一部分以便读取

WriteOnly:  指定锁定图像的一部分以便写入

ReadWrite:  指定锁定图像的一部分以便读取和写入

三、System.Drawing.Imaging.PixelFormat

PixelFormat 枚举：指定图像中每个像素的颜色数据的格式

枚举项：见MSDN

四、System.Drawing.Imaging.BitmapData

BitmapData 类：指定位图图像的属性。BitmapData 类由 Bitmap 类的 LockBits 和 UnlockBits 方法使用。 不可继承

命名空间：   System.Drawing.Imaging

程序集：   System.Drawing.dll

继承关系：

实例属性：

Height           //获取或设置Bitmap 对象的像素高度，有时也称扫描行数
Width            //获取或设置Bitmap 对象的像素宽度，这可以看做是一个扫描行中的像素数
PixelFormat:     //获取或设置此 BitmapData对象的 Bitmap 对象中像素信息的格式
Scan0            //获取或设置位图中第一个像素数据的地址。它可看成是位图中的第一个扫描行
Stride           //获取或设置 Bitmap 对象的跨距宽度（也称为扫描宽度）

五、System.Drawing.Color

Color 结构:表示一种 ARGB 颜色（alpha、红色、绿色、蓝色）。

命名空间： System.Drawing

程序集：   System.Drawing.dll

静态属性: 各种颜色（如 Color.Red、Color.Yellow 等）

静态方法：

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

从四个 ARGB 分量（alpha、红色、绿色和蓝色）值创建 Color 结构。 尽管此方法允许为每个分量传递 32 位值，但每个分量的值仅限于 8 位
// 78 FF 00 00
public static Color FromArgb(int alpha,int red,int green,int blue)

 六、例子 彩色图像简单灰度化

公式：

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

代码

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");
        }
    }
}

附本小节代码下载

效果

原图：

灰度化图：

2014-12-21 更新：

1. Format24bppRgb ： 每个像素24位，红色、绿色、蓝色分量分别使用8位，它们的顺序是 蓝、率、红(BGR)

2. Stride 即步幅也称扫描宽度，系统规定它必须是4的倍数

3. BmpData.Width 与 BmpData.Stride 的关系 BmpData.Stride = BmpData.Width * 3 + X(X为保留字节，用来调节，使Stride 能被4整除)

下面两幅图说明 Height、 Width 与 Stride

Scan0

|
|---------Stride-----------------|
|---------Width-------------| |    注：Width是图片（BGR作为一个单位）宽度
BGR BGR BGR BGR BGR BGR XX
BGR BGR BGR BGR BGR BGR XX
.
.
注：BGR为一个像素，是byte[3]的数组

下图来自《C#数字图像处理算法》一书

4. 代码修正

 六、例子 彩色图像简单灰度化 这节的代码有问题，因为我给的图片Width正好是4的倍数，所以 Width *3 也是4的倍数，所以不需要额外字节，但如果Width不是4的倍数，代码就不能得到正确的结果了，下面将修正后的代码贴出

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++)
            {
                // 只处理实际 Height , 不理会未用空间
                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");
        }
    }
}