使用C#的BitmapData編程實例

最近要轉開發平台，正研究C#。C#好是好，不過處理圖片時一個像素一個像素的操作像素不是一般的慢。其實Delphi也一樣，但好在Delphi的Bitmap類提供了ScanLines，可以一行一行的讀圖，效率比較高。C#應該也有類似的東東。經過一番搜索，終於發現了BitmapData類。

先看個例子，這是對一張位圖的每個像素按FF取補，然後輸出到一個新圖（代碼有點啰嗦，不過應該可以說明問題了）。

int h = m_Bmp.Height;
int w = m_Bmp.Width;
Bitmap bmpOut = new Bitmap(w, h, PixelFormat.Format24bppRgb);
BitmapData dataIn = m_Bmp.LockBits(new Rectangle(0,0,w,h),ImageLockMode.ReadOnly,PixelFormat.Format24bppRgb);
BitmapData dataOut = bmpOut.LockBits(new Rectangle(0, 0, w, h), ImageLockMode.ReadWrite, PixelFormat.Format24bppRgb);
unsafe
{
byte* pIn = (byte*)(dataIn.Scan0.ToPointer());
byte * pOut = (byte*)(dataOut.Scan0.ToPointer());
for (int y = 0; y < dataIn.Height; y++)
{
for (int x = 0; x < dataIn.Width; x++)
{
pOut[0] = (byte)(255 - pIn[0]);
pOut[1] = (byte)(255 - pIn[1]);
pOut[2] = (byte)(255 - pIn[2]);
pIn += 3;
pOut += 3;
}
pIn += dataIn.Stride - dataIn.Width * 3;
pOut += dataOut.Stride - dataOut.Width * 3;
}
}
bmpOut.UnlockBits(dataOut);
m_Bmp.UnlockBits(dataIn);

貌似比Delphi復雜得多，難道我真的天生對指針過敏？還是Delphi的比較好理解，就是掃描每一行，然後對當前像素點的三個分量做處理，非常方便。而且C#代碼中的Stride是個什麼東東？

查找了不少資料，現在我是這麼理解的：

假設有一張圖片寬度為6，因為是Format24bppRgb格式(每像素3字節。在以下的討論中，除非特別說明，否則Bitmap都被認為是24位RGB)的，顯然，每一行需要6*3=18個字節存儲。對於Bitmap就是如此。但對於BitmapData，雖然BitmapData.Width還是等於Bitmap.Width，但大概是出於顯示性能的考慮，每行的實際的字節數將變成大於等於它的那個離它最近的4的整倍數，此時的實際字節數就是Stride。就此例而言，18不是4的整倍數，而比18大的離18最近的4的倍數是20，所以這個BitmapData.Stride = 20。顯然，當寬度本身就是4的倍數時，BitmapData.Stride = Bitmap.Width * 3。

畫個圖可能更好理解。R、G、B 分別代表3個原色分量字節，BGR就表示一個像素。為了看起來方便我在每個像素之間插了個空格，實際上是沒有的。X表示補足4的倍數而自動插入的字節。為了符合人類的閱讀習慣我分行了，其實在計算機內存中應該看成連續的一大段。

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

.

.

.

現在應該很好理解了。首先用 BitmapData.Scan0找到第0個像素的第0個分量的地址。這個地址指向的是個byte類型，所以當時定義為byte* pIn。

行掃描時，在當前指針位置（不妨看成當前像素的第0個顏色分量）連續取出三個值（3個原色分量。注意，0 1 2代表的次序是B G R。在取指針指向的值時，貌似p[n]和p += n再取p[0]是等價的），然後下移3個位置（pIn += 3，看成指到下一個像素的第0個顏色分量）。做過Bitmap.Width次操作後，就到達了Bitmap.Width * 3的位置，應該要跳過圖中標記為X的字節了（共有Stride - Width * 3個字節），代碼中就是 pIn += dataIn.Stride - dataIn.Width * 3;

跳過以後指針就到達下行的第0個像素了。按照此算法,一共需要做Bitmap.Height次行掃描（代碼就是 for (int y = 0; y < dataIn.Height; y++)）。

另外，因為使用了unsafe，所以編譯的時候需要設置“允許不安全的代碼”。