使用GDI 進行開發的一些問題（9）

影象的本質是什麼？對不同的人來說這是不同的東西。在計算機的世界中，啥東西都是資料，影象也是一種資料。從自然界的光變成計算機的資料，需要通過取樣和量化的處理。影象在計算機中，其實是乙個二維陣列，從數學上來說，這其實是乙個矩陣。影象中的每乙個點都是個四維向量，也就是(r,g,b,a)，在rgba色彩空間中，我們可以使用乙個矩陣對每乙個點(r,g,b,a)作矩陣乘法運算，這樣就可以對影象色彩進行變換。這種做法其實是從三維空間座標系中的仿射變換類推過來的。具體關於仿射變換，可以參考對於仿射變換的介紹。

色彩矩陣就是這個用來對色彩作仿射變換的矩陣。這是乙個5*5的矩陣，如圖

圖 5色彩空間矩陣

其實和在空間中的仿射變換完全一樣，可以實現縮放，旋轉，平移等功能。我看到網上有個人寫了一篇深入淺出的文章"gdi+ colormatrix的完全揭秘與**實現" 寫得不錯，只是沒有理解到colormatrix應用的精髓。簡單套用了一些什麼顏色剪下，顏色旋轉，顏色平移的概念，這些東西其實在三維空間中很好理解，但是在色彩空間中，就完全不是那麼回事情了，什麼叫做顏色旋轉60度呢？這東西忽悠人很有用，只是看完了還是不知道怎麼用，有興趣的同學可以去看看。我下面舉幾個例子，說明colormatrix的具體應用。

灰度化是指去除影象的彩色資訊，講所有的色調歸為0，所有的飽和度也歸為零。這個世界上有很多種不同的灰度化的演算法，隨便寫個演算法，弄篇*****搞個碩士畢業應該不成問題，比如說所有的顏色替換成r' = g' = b' = (r+b+g)/3。有一種很通用的灰度化演算法如下，這其實是ntsc的色彩權重。

r'=b'=g' = 0.299*r + 0.587*g + 0.114*b

那如果我們要使用colormatrix, 可以用以下的矩陣：

float

ptsarray =

,new

float

,new

float

,new

float

,new

float };

得到的結果如下：

再引用一下裡的這篇文章，如果用他的演算法，那麼矩陣如下

float

ptsarray =

,new

float

,new

float

,new

float

,new

float };

使用colormatrix調整色彩很簡單，用m11對紅色乘乙個係數，用m51對紅色加乙個值，這樣就可以簡單地調整紅色。其他b,g,a通道以此類推。例如下面這個矩陣可以把增加紅色25.5個畫素（如果使用24bppargb)：

可以用以下矩陣，將每個通道增加25.5的亮度。

類似的，你可以認為使用以下矩陣，能將每個通道公升高10%的對比度：

很不幸，這是錯的。這個演算法裡面有個關鍵的問題是overflow,如果我們直接使用這個矩陣，你會看到影象上會有溢位，導致你的影象慘不忍睹。我在網上查到有個很髮指的做法可以解決這個問題，雖然發指，但是能解決！就是把最下面的項修正一點點，這樣影象就不溢位了。看下面這個矩陣。

這個矩陣比較複雜，飽和度需要通過不同的色彩權值來修正。我這裡只提供乙個能用的矩陣，具體可以參考這篇*****:

講了那麼多個矩陣，最後讓我們來看看在gdi+裡面colormatrix這個類到底怎麼用：

filestream

fs =

newfilestream

(image,

filemode

.open,

fileaccess

.read);

image

img =

image

.fromstream(fs,

false

,false

);bitmap

bmp =

newbitmap

(img);

img.dispose();

fs.close();

graphics

g =this

.creategraphics();

float

rwgt = 0.3086f;

float

gwgt = 0.6094f;

float

bwgt = 0.0820f;

float

s = 1.2f;

float

ptsarray =

,new

float

,new

float

,new

float

,new

float };

// create a colormatrix

colormatrix

matrix =

newcolormatrix

(ptsarray);

imageattributes

attr =

newimageattributes

();

// set color matrix

attr.setcolormatrix(matrix,colormatrixflag

.default,

coloradjusttype

.default);

// draw image with no affects

g.drawimage(bmp, 0, 0, 200, 150);

// draw image withimageattributes

g.drawimage(bmp,new

rectangle

(205, 0, 200, 150),, 0,bmp.width, bmp.height,

graphicsunit

.pixel, attr);

// dispose

bmp.dispose();

g.dispose();

多少博士大牛在研究這些不同的矩陣以期獲得更強悍的效果。此外還有好多人申請了各種各樣的專利來保護這個色彩變換，所以如果大家想混一篇簡單的*****好畢業，這是個很好的方向。隨便改兩個數字，乙個新的矩陣就出來了，然後版面費一交，就可以發表了。當然，這也是個蠻有意思的題目，可以做很多比較和研究，這些就不是我這種it民工該講的東西了。

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