保存 16 位灰度图像的结构

Question

我需要从内存缓冲区中屏蔽图像（用黑色填充的矩形区域）。所以我天真地将Bitmap 类与ImageFormat.MemoryBmp 一起用于我的API。这在我的本地机器上运行良好：

public static void MaskBitmap(Bitmap input, Rectangle maskRegion)
{
    var bytesPerPixel = Image.GetPixelFormatSize(input.PixelFormat) / 8;
    var row = new byte[maskRegion.Width * bytesPerPixel];

    var maskData = input.LockBits(maskRegion, ImageLockMode.WriteOnly, input.PixelFormat);
    for (var i = 0; i < maskData.Height; ++i)
    {
        Marshal.Copy(row, 0, maskData.Scan0 + (i * maskData.Stride), row.Length);
    }
    input.UnlockBits(maskData);
}

然而，当部署到生产环境时，结果发现下面的代码抛出了NotImplementedException：

var image16 = new Bitmap(512, 512, PixelFormat.Format16bppGrayScale);

我最终找到了它：

• https://github.com/mono/libgdiplus/blob/6.0.4/src/bitmap.c#L848

所以我的问题是：c# 中是否有任何现有的类可以重复使用来保存pixelformat 类型的图像：

• PixelFormat.Format8bppIndexed：
• PixelFormat.Format16bppGrayScale：
• PixelFormat.Format24bppRgb：

我知道 GDI+ does not support saving/displaying 16 位图像，我只需要一个具有图像样式访问的内存结构。

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仅供参考，我尝试了以下技巧：

var image = new Bitmap(512,512,PixelFormat.Format24bppRgb);
image.Flags = ImageFlags.ColorSpaceGray;

但是Flags 是只读的。

Answer 1

如您所见，GDI+ Bitmap 在 Linux 上根本不支持 16bpp 灰度像素格式，实际上它在 Windows 上的支持也相当有限。一旦我收集了两个平台的限制，请参阅不同平台上可能的像素格式的限制部分下的表格here。

我需要从内存缓冲区中屏蔽图像

要在 Linux 和 Windows 上使用完全托管的位图在内存中表示，您可以使用 this 库（免责声明：由我编写）。您可以通过BitmapDataFactory.CreateBitmapData 方法创建一个 16bpp 灰度位图数据，该方法返回一个允许大量托管操作的IReadWriteBitmapData（请参阅列出可用扩展方法的链接）。您甚至可以通过ToBitmap 扩展名将其转换为实际的Bitmap，但在Linux 上，这会将结果转换为具有24bpp RGB 像素格式的Bitmap。

例子：

var image16 = BitmapDataFactory.CreateBitmapData(new Size(512, 512), PixelFormat.Format16bppGrayScale);
var row = image16.FirstRow;
do
{
    for (int x = 0; x < image16.Width; x++)
    {
        // row[x] uses a Color32 structure (8 bit per color) but raw access
        // enables you to use the full 16-bit color range:
        row.WriteRaw<ushort>(x, 32768); // 50% gray
    }
} while (row.MoveNextRow());

至于 8bpp 索引和 24bpp RGB 格式，这些在 Linux 上也受到原生 Bitmap 的支持，但请注意，从版本 .NET 6 开始 System.Drawing 将支持 only on Windows by default。 Microsoft 建议改用other libraries，但您仍然可以通过将"System.Drawing.EnableUnixSupport": true 添加到runtimeconfig.json 来启用Unix 支持。或者，如果您决定使用我上面提到的库，只需先调用 DrawingModule.Initialize()，然后调用 enables Unix 即可，无需编辑任何配置文件。

Answer 2

我认为Wpf bitmaps应该支持16位灰度。

但是，我使用过的大多数使用 16 位灰度图像的系统都使用自定义数据类型。比如：

public class My16BitImage{
    public ushort[] Data {get;}
    public int Width {get;}
    public int Height {get;}
}

请注意，为了显示图像，您很可能需要将其转换为 8 位图像，并且您可能需要缩放值以使最大/最小值映射到最大/最小 8 位值。