.net下灰度模式图像

.net下灰度模式图像在创建Graphics时出现：无法从带有索引像素格式的图像创建graphics对象 问题的解决方案。

Posted on 2013-07-13 14:23 Imageshop 阅读(232) 评论(0) 编辑 收藏

　　在.net下，如果你加载了一副8位的灰度图像，然后想向其中绘制一些线条、或者填充一些矩形、椭圆等，都需要通过Grahpics.FromImage创建Grahphics对象，而此时会出现：无法从带有索引像素格式的图像创建graphics对象 这个错误，让我们的后续工作无法完成。本文叙述了一种另外的方法来实现它。

我们通过Reflector发编译.net framework的相关函数后发现，FromImage的实现过程如下：

public static Graphics FromImage(Image image)
{
    if (image == null)
    {
        throw new ArgumentNullException("image");
    }
    if ((image.PixelFormat & PixelFormat.Indexed) != PixelFormat.Undefined)
    {
        throw new Exception(SR.GetString("GdiplusCannotCreateGraphicsFromIndexedPixelFormat"));
    }
    IntPtr zero = IntPtr.Zero;
    int status = SafeNativeMethods.Gdip.GdipGetImageGraphicsContext(new HandleRef(image, image.nativeImage), out zero);
    if (status != 0)
    {
        throw SafeNativeMethods.Gdip.StatusException(status);
    }
    return new Graphics(zero) { backingImage = image };
}

而在MSDN中，对GdipGetImageGraphicsContext函数的描述有如下部分：

This constructor also fails if the image uses one of the following pixel formats:

• PixelFormatUndefined
• PixelFormatDontCare
• PixelFormat1bppIndexed
• PixelFormat4bppIndexed
• PixelFormat8bppIndexed
• PixelFormat16bppGrayScale
• PixelFormat16bppARGB1555

因此，.net是判断当图像为索引模式时，直接返回错误，而不是通过判断GdipGetImageGraphicsContext的返回值来实现的。

针对这个事实，我们其实觉得也无可厚非，Graphics对象是用来干什么的，是用来向对应的Image中添加线条，路径、实体图形、图像数据等的，而普通的索引图像，其矩阵的内容并不是实际的颜色值，而只是个索引，真正的颜色值在调色板中，因此，一些绘制的过程用在索引图像上存在着众多的不适。

但是有个特列，那就是灰度图像，严格的说，灰度图像完全符合索引图像的格式，可以认为是索引图像的一种特例。但是我也可以认为他不属于索引图像一类：即他的图像数据总的值可以认为就是其颜色值，我们可以抛开其调色板中的数据。所以在photoshop中把索引模式和灰度模式作为两个模式来对待。

真是有这个特殊性，一些画线、填充路径等等的过程应该可以在灰度图像中予以实现，单GDI+为了规避过多的判断，未对该模式进行特殊处理。

但是，在一些特殊的场合，对灰度进行上述操作很有用途和意义。比如：在高级的图像设计中，有着选区的概念，而选区的实质上就是一副灰度图像，如果我们创建一个椭圆选区，设计上就是在灰度图像上填充了一个椭圆。如果能借助GDI+提供的优质的抗锯齿填充模式加上丰富自由的填充函数，那么就可以创建出多种多样的选区了。可.net的一个无法创建Graphics让我们此路不通。

有没有办法呢，其实也是有的，熟悉GDI+平板化API的人还知道有GdipCreateFromHDC函数，该函数可以从HDC中创建Graphics。因此我的想法就是利用GDI的方式创建位图对象吗，然后从GDI的HDC中创建对应的Graphics。经过实践，这种方法是可以行的。

　　为此，我用GDI结合GDI+的方式创建了一个GrayBitmap类，该类的主要代码如下：

  unsafe class GrayBitmap
    {

        #region GDIAPI

        private const int DIB_RGB_COLORS = 0;
        private const int BI_RGB = 0;

        [StructLayout(LayoutKind.Sequential, Pack = 1)]
        private struct RGBQUAD
        {
            internal byte Blue;
            internal byte Green;
            internal byte Red;
            internal byte Reserved;
        }

        [StructLayout(LayoutKind.Sequential, Pack = 1)]
        private struct BITMAPINFOHEADER
        {
            internal uint Size;
            internal int Width;
            internal int Height;
            internal ushort Planes;
            internal ushort BitCount;
            internal uint Compression;
            internal uint SizeImage;
            internal int XPelsPerMeter;
            internal int YPelsPerMeter;
            internal uint ClrUsed;
            internal uint ClrImportant;
        }
        [StructLayout(LayoutKind.Sequential, Pack = 1)]
        private struct BITMAPINFO
        {
            internal BITMAPINFOHEADER Header;
            [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst = 256)]
            internal RGBQUAD[] Palette;
        }

        [StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
        internal struct LOGPALETTE
        {
            internal ushort PalVersion;
            internal ushort PalNumEntries;
            [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst = 0x400)]
            internal byte[] PalPalEntry;
        }

        [DllImport("User32.dll", SetLastError = true)]
        private extern static IntPtr GetDC(IntPtr Hwnd);

        [DllImport("User32.dll", SetLastError = true)]
        private extern static int ReleaseDC(IntPtr Hwnd, IntPtr Hdc);

        [DllImport("Gdi32.dll", SetLastError = true)]
        private extern static IntPtr CreateCompatibleDC(IntPtr Hdc);

        [DllImport("Gdi32.dll", SetLastError = true)]
        private static extern uint SetDIBColorTable(IntPtr Hdc, int un1, int un2, RGBQUAD[] pcRGBQUAD);

        [DllImport("Gdi32.dll", SetLastError = true)]
        private static extern IntPtr CreateDIBSection(IntPtr Hdc, ref BITMAPINFO BmpInfo, uint iUsage, out byte* ppvBits, IntPtr hSection, uint dwOffset);

        [DllImport("Gdi32.dll", SetLastError = true)]
        private extern static Boolean DeleteDC(IntPtr Hdc);

        [DllImport("Gdi32.dll", SetLastError = true)]
        private extern static IntPtr SelectObject(IntPtr Hdc, IntPtr Object);

        [DllImport("Gdi32.dll", SetLastError = true)]
        private static extern bool DeleteObject(IntPtr Object);

        #endregion

        #region PrivateVariable

        private int m_Width = 0;
        private int m_Height = 0;
        private int m_Stride = 0;
        private IntPtr m_Hdc = IntPtr.Zero;
        private Graphics m_Graphics = null;
        private IntPtr m_Handle = IntPtr.Zero;
        private byte* m_Pointer = null;
        private Bitmap m_Bitmap = null;
        private bool Disposed = false;

        #endregion

        #region Property

        public int Width { get { return m_Width; } }
        public int Height { get { return m_Height; } }
        public int Stride { get { return m_Stride; } }
        public IntPtr Handle { get { return m_Handle; } }
        public IntPtr Hdc { get { return m_Hdc; } }
        public Graphics Graphics { get { return m_Graphics; } }
        public byte* Pointer { get { return m_Pointer; } }
        public Bitmap Bitmap { get { return m_Bitmap; } }

        #endregion

        #region Constructor

        public GrayBitmap(int Width, int Height)
        {
            AllocateBitmap(Width, Height);
        }

        public GrayBitmap(string FileName)
        {
            Bitmap Bmp = (Bitmap)Bitmap.FromFile(FileName);
            if (IsGrayBitmap(Bmp) == false)
            {
                Bmp.Dispose();
                throw new Exception("Wrong PixelFormat");
            }
            else
            {
                AllocateBitmap(Bmp.Width, Bmp.Height);
                BitmapData BmpData = new BitmapData();
                BmpData.Scan0 = (IntPtr)m_Pointer;
                BmpData.Stride = m_Stride;                                  // 把Image对象的数据拷贝到DIBSECITON中去
                Bmp.LockBits(new Rectangle(0, 0, Bmp.Width, Bmp.Height), ImageLockMode.ReadWrite | ImageLockMode.UserInputBuffer, Bmp.PixelFormat, BmpData);
                Bmp.UnlockBits(BmpData);
                Bmp.Dispose();
            }
        }

        public GrayBitmap(Bitmap Bmp)
        {
            if (IsGrayBitmap(Bmp) == false)
                throw new Exception("Wrong PixelFormat");
            else
            {
                AllocateBitmap(Bmp.Width, Bmp.Height);
                BitmapData BmpData = new BitmapData();
                BmpData.Scan0 = (IntPtr)m_Pointer;
                BmpData.Stride = m_Stride;                                  // 把Image对象的数据拷贝到DIBSECITON中去
                Bmp.LockBits(new Rectangle(0, 0, Bmp.Width, Bmp.Height), ImageLockMode.ReadWrite | ImageLockMode.UserInputBuffer, Bmp.PixelFormat, BmpData);
                Bmp.UnlockBits(BmpData);
            }
        }

        ~GrayBitmap()
        {
            Dispose();
        }

        #endregion

        #region PublicMethod

        public static GrayBitmap FromFile(string FileName)
        {
            GrayBitmap Bmp = new GrayBitmap(FileName);
            return Bmp;
        }

        public void Dispose()
        {
            Dispose(true);
        }

        protected void Dispose(bool Suppress = true)
        {
            if (Disposed == false)
            {
                Disposed = true;
                if (m_Hdc != IntPtr.Zero) DeleteDC(m_Hdc); m_Hdc = IntPtr.Zero;
                if (m_Graphics != null) m_Graphics.Dispose(); m_Graphics = null;
                if (m_Bitmap != null) m_Bitmap.Dispose(); m_Bitmap = null;
                if (m_Handle != IntPtr.Zero) DeleteObject(m_Handle); m_Handle = IntPtr.Zero;
                m_Width = 0; m_Height = 0; m_Stride = 0; m_Pointer = null;
                if (Suppress == true) GC.SuppressFinalize(this);
            }
        }

        #endregion

        #region PrivateMethod

        private void AllocateBitmap(int Width, int Height)
        {
            if (Width <= 0) throw new ArgumentOutOfRangeException("Width", Width, "Width must be >=0");
            if (Height <= 0) throw new ArgumentOutOfRangeException("Height", Height, "Height must be >=0");

            BITMAPINFO BmpInfo = new BITMAPINFO();
            BmpInfo.Header.Size = (uint)sizeof(BITMAPINFOHEADER);
            BmpInfo.Header.Width = Width;
            BmpInfo.Header.Height = -Height;                                    // 为了和GDI对象的坐标系统（起点坐标在左上角），建立一个倒序的DIB
            BmpInfo.Header.BitCount = (ushort)8; ;
            BmpInfo.Header.Planes = 1;
            BmpInfo.Header.Compression = BI_RGB;                                //  创建DIBSection必须用不压缩的格式
            BmpInfo.Header.XPelsPerMeter = 0;                                   // CreateDIBSection does not use the BITMAPINFOHEADER parameters biXPelsPerMeter or biYPelsPerMeter and will not provide resolution information in the BITMAPINFO structure.
            BmpInfo.Header.YPelsPerMeter = 0;
            BmpInfo.Header.ClrUsed = 0;
            BmpInfo.Header.SizeImage = 0;
            BmpInfo.Header.ClrImportant = 0;
            BmpInfo.Header.SizeImage = 0;
            BmpInfo.Palette = new RGBQUAD[256];
            for (int X = 0; X <256 ; X++)                                      //   for (byte X=0;X<=255;X++)  用这个代码试试，呵呵
            {
                BmpInfo.Palette[X].Red = (byte)X;
                BmpInfo.Palette[X].Green = (byte)X;
                BmpInfo.Palette[X].Blue = (byte)X;
                BmpInfo.Palette[X].Reserved = 255;
            }
            IntPtr ScreecDC = GetDC(IntPtr.Zero);
            m_Hdc = CreateCompatibleDC(ScreecDC);
            ReleaseDC(IntPtr.Zero, ScreecDC);
            m_Handle = CreateDIBSection(Hdc, ref BmpInfo, DIB_RGB_COLORS, out m_Pointer, IntPtr.Zero, 0);
            if (m_Handle == IntPtr.Zero)
            {
                DeleteDC(m_Hdc);
                m_Hdc = IntPtr.Zero;
                throw new OutOfMemoryException("CreateDIBSection function failed,this may be caused by user input too large size of image.");
            }
            else
            {
                SelectObject(m_Hdc, m_Handle);
                SetDIBColorTable(m_Hdc, 0, 256, BmpInfo.Palette);
                m_Width = Width; m_Height = Height; m_Stride = (int)((m_Width + 3) & 0XFFFFFFFC);
                m_Graphics = Graphics.FromHdc(m_Hdc);
                m_Bitmap = new Bitmap(m_Width, m_Height, m_Stride, PixelFormat.Format8bppIndexed, (IntPtr)m_Pointer);
                ColorPalette Pal = m_Bitmap.Palette;
                for (int X = 0; X < 256; X++) Pal.Entries[X] = Color.FromArgb(255, X, X, X);       // 设置灰度图像的调色板
                m_Bitmap.Palette = Pal;
            }
        }

        private bool IsGrayBitmap(Bitmap Bmp)
        {
            bool IsGray;
            if (Bmp.PixelFormat == PixelFormat.Format8bppIndexed)
            {
                IsGray = true;
                if (Bmp.Palette.Entries.Length != 256)
                    IsGray = false;
                else
                {
                    for (int X = 0; X < Bmp.Palette.Entries.Length; X++)
                    {
                        if (Bmp.Palette.Entries[X].R != Bmp.Palette.Entries[X].G || Bmp.Palette.Entries[X].R != Bmp.Palette.Entries[X].B || Bmp.Palette.Entries[X].B != Bmp.Palette.Entries[X].G)
                        {
                            IsGray = false;
                            break;
                        }
                    }
                }
            }
            else
            {
                IsGray = false;
            }
            return IsGray;
        }
        #endregion

    }

　　正如上面所述，我们用GDI的方式（CreateDIBSection）创建灰度图像，然后从HDC中创建Graphics，从而可以顺利的调用Graphics的任何绘制函数了。

　　比如填充椭圆：

    SolidBrush SB = new SolidBrush(Color.FromArgb(255, 255, 255, 255));
    Bmp.Graphics.SmoothingMode = System.Drawing.Drawing2D.SmoothingMode.AntiAlias;
    Bmp.Graphics.FillEllipse(SB, new Rectangle(100, 100, 200, 300));
    SB.Dispose();
    Canvas.Invalidate();

心细的朋友可以在测试中会发现，通过这种方式绘制的颜色可能和指定的颜色有所不同，比如上面我们要求绘制白色的椭圆，但是实际绘制的颜色是RGB(252,252,252)的，但是并不是所有的颜色都有误差，引起这个的原因估计还是GDI+的内部的一些机制上的问题吧。

　  工程完整代码：http://files.cnblogs.com/Imageshop/GrayModeBitmap.rar

希望朋友们喜欢我的文章。

*****************************基本上我不提供源代码，但是我会尽量用文字把对应的算法描述清楚或提供参考文档**************************

*******************************因为靠自己的努力和实践写出来的效果才真正是自己的东西，人一定要靠自己****************************

***************************作者： laviewpbt   时间： 2013.7.13   联系QQ:  33184777  转载请保留本行信息*************************

 

 

分类: [03] 图像格式

标签: Grahpics.FromImage, 索引错误