自定义（手动调整）.net中图像的调色板(How to adjust (customize) image's palette in .net?)

作者：王先荣

引言

    昨天在测试各种图像处理类库及方法的性能时，想试试看自己写的灰度化性能如何，结果发现自己通过写BitmapData生成的灰度图看起来依然色彩斑斓。通过跟踪调试，图像的数据部分是正确的，问题出在了调色板部分，调色板中的颜色是Windows默认的web流行色，而非我所期望的256级灰度颜色。

发现问题

    既然是调色板不对，那么首先想到的就是调整图像的调色板。

    1.我用以下代码循环修改图像的调色板为灰度颜色

for (int i = 0; i < image.Palette.Entries.Length; i++)
    image.Palette.Entries[i] = Color.FromArgb(255, i, i, i);

然后显示图像，图像依然是彩色的，说明调色板的颜色改过来了，但是没有起作用。

     2.于是用Google大法到网上搜索，发现了《C#画8位彩色图片（自定义调色板）》这篇文章，地址在：http://www.china-code.net/article/7/3/93645/cc0OCr1G1.html。

    该文章的核心方法是：创建一个新的调色板，修改调色板的颜色，然后再用新的调色板替换图像原有的调色板。值得注意的是ColorPalette类没有构造函数，不能直接创建，他这里用了一个取巧的办法——创建一个1X1的内存图像，获取其中的调色板，释放再内存图像。经过我稍微修改之后的创建调色板方法如下：

/// <summary>
/// 创建图像格式对应的调色板
/// </summary>
/// <param name="pixelFormat">图像格式，只能是Format1bppIndexed,Format1bppIndexed,Format1bppIndexed</param>
/// <returns>返回调色板；如果创建失败或者图像格式不支持，返回null。</returns>
private ColorPalette CreateColorPalette(PixelFormat pixelFormat)
{
    ColorPalette palette = null;
    if (pixelFormat == PixelFormat.Format1bppIndexed || pixelFormat == PixelFormat.Format4bppIndexed || pixelFormat == PixelFormat.Format8bppIndexed)
    {
        //因为ColorPalette类没有构造函数，所以这里创建一个1x1的位图，然后抓取该位图的调色板
        Bitmap temp = new Bitmap(1, 1, pixelFormat);
        palette = temp.Palette;
        temp.Dispose();
    }
    return palette;
}

/// <summary>
/// 根据颜色深度，创建对应的调色板
/// </summary>
/// <param name="depth">颜色深度，即表示颜色所用的位数</param>
/// <returns>返回调色板</returns>
private ColorPalette CreateColorPalette(int depth)
{
    //根据颜色数，决定使用什么样的调色板
    PixelFormat pixelFormat = PixelFormat.Format1bppIndexed;
    if (depth > 2)
        pixelFormat = PixelFormat.Format4bppIndexed;
    if (depth > 16)
        pixelFormat = PixelFormat.Format8bppIndexed;
    return CreateColorPalette(pixelFormat);
}

/// <summary>
/// 创建256级灰度调色板
/// </summary>
/// <returns>返回调色板</returns>
private ColorPalette CreateGrayscalePalette()
{
    ColorPalette palette = CreateColorPalette(PixelFormat.Format8bppIndexed);
    for (int i = 0; i < palette.Entries.Length; i++)
        palette.Entries[i] = Color.FromArgb(255, i, i, i);
    return palette;
}

    使用上述方法创建好调色板，按需要修改调色板的颜色之后，用它来替换图像原有的调色板就可以了。

    3.为什么不能直接修改调色板？

    今天中午无聊，想看看为什么不能直接修改调色板。于是用Relector查看Image.Palette属性的设置部分 ，相关代码如下：

1.Image.Palette属性的set部分
public void set_Palette(ColorPalette value)
{
    this._SetColorPalette(value);
}

2.设置调色板
private void _SetColorPalette(ColorPalette palette)
{
    //将调色板对象转换成内存块
    IntPtr ptr = palette.ConvertToMemory();
    //调用API函数设置图像的调色板
    int status = SafeNativeMethods.Gdip.GdipSetImagePalette(new HandleRef(this, this.nativeImage), ptr);
    if (ptr != IntPtr.Zero)
    {
        Marshal.FreeHGlobal(ptr);
    }
    if (status != 0)
    {
        throw SafeNativeMethods.Gdip.StatusException(status);
    }
}

    通过这里我们可以发现，GDI+中的Image是对API的封装，直接修改调色板中的颜色并不会调用到GdipSetImagePalette这个API函数，当然不会生效了。

    我们的任务就是要让GdipSetImagePalette运行一次，使修改过的调色板生效。

解决问题

    我们可以这么处理：（1）将调色板保存到临时变量palette内；（2）修改调色板中的颜色；（3）将palette赋值给Image.Palette以调用GdipSetImagePalette。这么处理之后，效果跟方法2一样，但是不用在内存中创建临时图像，效率更高。代码如下：

//创建灰度图像
Bitmap bCustom = new Bitmap(2, 2, PixelFormat.Format8bppIndexed);
//修改调色板为256级灰色
ColorPalette palette = bCustom.Palette;    //用临时变量保存调色板
for (int i = 0; i < palette.Entries.Length; i++)
    palette.Entries[i] = Color.FromArgb(255, i, i, i);
//让修改过的调色板生效
bCustom.Palette = palette;
//设置图像的值，从上至下依次为：黑、浅黑、灰、白
BitmapData data = bCustom.LockBits(new Rectangle(0, 0, 2, 2), mageLockMode.WriteOnly, bCustom.PixelFormat);
unsafe
{
    byte* p = (byte*)data.Scan0.ToPointer();
    *p = 0;
    *(p + 1) = 85;
    *(p + data.Stride) = 170;
    *(p + data.Stride + 1) = 255;
}
bCustom.UnlockBits(data);
//保存图像到文件，便于查看校验结果
bCustom.Save("b.jpg");
//释放图像
bCustom.Dispose();

    感谢您的耐心阅读，希望本文对您有所帮助。

    （注意：本文于2010年1月25日有改动，修改了其中的一处BUG。）