WPF 位图处理相关类

位图的存储方式

开始之前，先了解下位图的存储方式

位图的像素都分配有特定的位置和颜色值。每个像素的颜色信息由RGB组合或者灰度值表示，根据位深度,可将位图分为1、4、8、16、24及32位图像等。每个像素使用的信息位数越多，可用的颜色就越多，颜色表现就越逼真，相应的数据量越大。位图的深度就是每个像素用多少位表示，详情如下：

8位： 2^8 = 2^2(B) 2^3(G) 2^3(R) = 256 (256色) 可以总共显示256种颜色

16位：2^16 = 2^5(B) 2^6(G) 2^5(R) = 65536 可以总共显示65536种颜色

24位：2^24 = 2^8(B) 2^8(G) 2^8(R) = 16777216 可以总共显示16777216种颜色

32位：Alpha透明度 + 24位

在winform时代，处理位图使用的是System.Drawing命名空间，wpf之后新加了一个命名空间做位图处理：System.Windows.Media.Imaging，该namespace里提供一些类型，这些类型可用于对位图图像进行编码和解码。

显示图像

最简单的位图处理，显示一个图片到控件上，使用Image控件加载图像文件成BitmapImage：

bitmapImage.BeginInit();
bitmapImage.UriSource = new Uri(@"D:\xxx.jpg");
bitmapImage.EndInit();

Image控件的Source属性就是BitmapImage类型

在msdn上对BitmapImage的介绍如下：

提供一个专用的 BitmapSource(继承自System.Windows.Media.Imaging.BitmapSource)

已使用 Extensible Application Markup Language (XAML) 针对加载图像进行了优化。

这里我们暂时先不管BitmapImage，先看看他的父类BitmapSource

System.Windows.Media.Imaging.BitmapSource

表示在一定大小和分辨率下的单个恒定像素集。也就是说BitmapSource代表一个位图图像文件。

BitmapSource是Windows Presentation Foundation (WPF)图像处理管道的基本构建基块, 从概念上讲, 以一定大小和分辨率来表示一组固定的像素。

也就是说，BitmapSource就代表一系列像素组成的位图图像，该类是一系列位图处理类的基类，该类有如下子类：

InteropBitmap

BitmapFrame

BitmapImage

CachedBitmap

ColorConvertedBitmap

CroppedBitmap

FormatConvertedBitmap

RenderTargetBitmap

TransformedBitmap

WriteableBitmap

msdn为我们提供了一个创建BitmapSource的实例

// Define parameters used to create the BitmapSource.
PixelFormat pf = PixelFormats.Bgr32;
int width = 200;
int height = 200;
int rawStride = (width * pf.BitsPerPixel + 7) / 8;
byte[] rawImage = new byte[rawStride * height];
// Initialize the image with data.使用随机数填充像素
Random value = new Random();
value.NextBytes(rawImage);
// Create a BitmapSource.
BitmapSource bitmap = BitmapSource.Create(width, height,
    96, 96, pf, null,
    rawImage, rawStride);
// Create an image element;
Image myImage = new Image();
myImage.Width = 200;
// Set image source.
myImage.Source = bitmap;

很明显，在上面的例子中BitmapSource中每一个像素是占32位的（PixelFormats.Bgr32 也就是sRGB）。

再谈BitmapImage

继承自BitmapSource，新加了四个方法分别是：BeginInit()、EndInit()、Clone()、CloneCurrentValue()

该类主要功能是可以从图像文件获得BitmapSource，使用BeginInit和EndInit()

// Create the image element.
Image simpleImage = new Image();
simpleImage.Width = 200;
simpleImage.Margin = new Thickness(5);
// Create source.
BitmapImage bi = new BitmapImage();
// BitmapImage.UriSource must be in a BeginInit/EndInit block.
bi.BeginInit();
bi.UriSource = new Uri(@"/sampleImages/cherries_larger.jpg",UriKind.RelativeOrAbsolute);
bi.EndInit();
// Set the image source.
simpleImage.Source = bi;

另外他还有个StreamSource属性可以从流直接获取图像。

RenderTargetBitmap

用于转换System.Windows.Media.visual对象（所有wpf控件的基类）成位图

只有两个方法Clear()和void Render(Visual visual)

Render就是渲染Visual对象（wpf控件都是Visual的子类）成位图，截图软件控件的时候使用该类

BitmapFrame

根据给定的url或者BitmapSoutce或者stream创建新的BitmapFrame

表示一帧图像，在BitmapEncoder和BitmapDecoder中都有List的集合来表示很多帧图像数据。

继承自BitmapSource，只有一个方法Create()该函数返回值也是BitmapFrame

TransformedBitmap

缩放和旋转BitmapSource

BitmapEncoder

抽象类，将 BitmapFrame对象的集合编码为图像流

一个重要的方法Save(Stream st)，将位图图像编码为指定的 Stream。处理完图像要保存成文件或者流一定会用到这个类。

派生（分格式编码）

BmpBitmapEncoder

GifBitmapEncoder

JpegBitmapEncoder

PngBitmapEncoder

TiffBitmapEncoder

WmpBitmapEncoder

有一个List Frames的集合，集合的每一个对象是一个BitmapFrame对象，表示一帧图像

图像与字节数组转换的思路

文件字节数组：文件的byte形式。

Pixel字节数组：数组的每个元素代表一个像素，可以存储8位256色的像素。

以上两个字节数组是不一样的。

如果是图像文件，那么使用File.ReadAllBits()方法可以得到该文件的bytes数组。如果是BitmapSource类型或者其子类的结构可以考虑使用MemoryStream，

MemoryStream类有一个ToArray()方法，msdn是这样介绍的：

将流内容写入字节数组，而与 Position 属性无关。

位图图像转换成字节数组就是要用到这个方法，思路就是用MemoryStream做一次中间转换，先把位图写入到MemoryStream中然后调用ToArray()方法。

注意，这里得到的是文件的byte数组，并不是上文介绍BitmapSource中用到的像素数组，要得到BitmapSource的像素数组可以使用BItmapSource.CopyPixels()方法。

位图转成base64的思路

Convert有个方法：Convert.ToBase64String()，核心参数就是byte[] (从文件读取File.ReadAllBytes，或者从流读取MemoryStream.ToArray)，所以思路就是将位图转换成byte[]然后使用Convert.ToBase64String()即可。