用LockBits方法访问图像数据

位图类包含LockBits和相应的UnlockBits方法,我们可以使用这个方法在内存中指定一片区域来存储位图的像素数据,可以通过访问这块内存来对位图中的像素数据进行修改。LockBits返回BitmapData类,这个类描述了位图在指定内存中存储数据的布局与位置。

       BitmapData类包含如下重要属性:

  •   Scan0:指定内存区域的首地址;
  •   Stride:以Bytes形式描述的宽度,是像素数据的一行;
  •   PixelFormat:数据的真实的像素格式,这是找到正确字节数的关键;
  •   Width:锁存图像的宽度;
  •   Height:锁存图像的高度;

      图像数据在存储区域内Scan0Stride的关系如下图所示:

 

如上图所示,Stride是以字节的方式来描述一行的宽度。为了访问的效率,一行可能不会准确的是像素尺寸的倍数。系统会让像素数据以4字节边界来组成一行,并且会以4字节来补全。例如,每个像素含24bit的图像,若宽度为17个像素,则Stride52。每一行中的数据占据3*17=51个字节,填充1个字节,这样每一行就有52(13*4)个字节。4BppIndexed(每个字节包含2个像素)的图像,若宽度为17个像素,则其stride12。其中9个字节,或者8.5个字节为数据,每行用34个字节进行填充。

每行数据的布局方式由像素数据的格式决定,RGB图像每像素含24bit,每3个字节为一个像素;RGBA的图像每像素含32bit,每4个字节为一个像素点。而每个字节包含多个像素点的图像类型,例如每4bit为一个像素点或者每1bit为一像素点的图像,必须更加细心的去处理,避免被同一个字节中包含的其他像素点所迷惑。

       Stride是一行的宽度,因此我们可以将Y坐标乘以stride后获取某一特定行的起始位置,从而去获取任意一行或者其Y轴坐标。寻找特定行中的某一像素点会更复杂一些,因为我们必须知道当前图像像素格式的布局方式。

       下面举例说明在已知像素格式的前提下去访问某一特定像素点的方法:

  •   Format32BppArgb:给定X/Y坐标点,像素点的第一个元素的地址为Scan0+(y
    * stride)+(x*4)
    ,指向蓝色字节,接下来三个字节包含绿,红,alpha字节。
  •   Format24BppRgb:给定X/Y坐标点,像素点的第一个元素的地址为Scan0+(y*Stride)+(x*3),指向蓝色字节,接下来三个字节包含绿,红。
  •   Format8BppIndexed: 给定X/Y坐标点,字节地址为Scan0+(y*Stride)+x,指向图像的调色板。
  •   Format4BppIndexed: 给定X/Y坐标点,一个字节包含的的像素点的计算方式如下:Scan0+(y*Stride)+(x/2)。一个字节包含两个像素,高4bit为左侧像素,低4bit为右侧像素。每半个字节的bit位可用于从16色调色板中选取颜色。
  •   Format1BppIndexed: 给定X/Y坐标点,一个字节包含的的像素点的计算方式如下:Scan0+(y*Stride)+(x/8)。每个字节包含8bit1bit位表示1个像素,bit8bit0分别对应图像由左至右的像素点。这些bit2色调色板中取值。

对于每个像素包含1个或多个字节的图像格式来说,遍历像素的公式比较简单,可以通过循环顺序获取X/Y坐标来完成。以下代码可实现将32格式的图像中的蓝色设置为白色(255),以下代码中bm是已经创建好的bitmap

       Format4BppIndexedFormat1BppIndexed格式的图像每个字节中包含多个像素,在操作此类图像时,你必须确保在改变一个像素值时不能影响到与其在同一个字节中的其他像素点,可参考如下代码:

      访问Format1BppIndexed格式图像的方法可以参考Converting an RGB image to 1 bit-per-pixel monochrome.,这篇文章应用了位逻辑运算中的AndOr来复位或设置字节中的特定位。下面的C#代码使用指针来获取1格式图像中的单个像素点,(需在unsage code模式下编译)

      下面的代码可用于获取4格式中的单个像素点。

 

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