第四章圖形、圖像與多媒體

第四章圖形、圖像與多媒體GDI：GraphicsDeviceInterface圖形圖像及多媒體處理也是C#的重要應用。.NET框架通過封裝GDI+實現(xiàn)了圖形圖像的處理功能。利用C#可以開發(fā)出強大的圖形、圖像與多媒體程序。

GDI+是Microsoft?Windows?XP操作系統(tǒng)的子系統(tǒng)，負責在屏幕和打印機上顯示信息。顧名思義，GDI+是GDI（Windows早期版本提供的圖形設(shè)備接口）的后續(xù)版本。GDI+是一種應用程序編程接口(API)，通過一套部署為托管代碼的類來展現(xiàn)。這套類被稱為GDI+的“托管類接口”。應用程序的程序員可利用GDI+這樣的圖形設(shè)備接口在屏幕或打印機上顯示信息，而不需要考慮特定顯示設(shè)備的具體情況。應用程序的程序員調(diào)用GDI+類提供的方法，而這些方法又反過來相應地調(diào)用特定的設(shè)備驅(qū)動程序。GDI+將應用程序與圖形硬件隔離，而正是這種隔離允許開發(fā)人員創(chuàng)建設(shè)備無關(guān)的應用程序。1版權(quán)所有目錄GDI+概述GDI+繪圖基礎(chǔ)基本的繪圖方法圖像的顯示與處理聲音與視頻的播放2版權(quán)所有4.1GDI+概述早期的Window程序中，可以使用GDI（GraphicsDeviceInterface，圖形設(shè)備接口）在一個窗體中繪制圖形、文本和圖像，但它的功能有限。GDI+是GDI的一個新版本，它不僅在GDI基礎(chǔ)上添加許多新特性，而且對原有的GDI功能進行優(yōu)化，并在為開發(fā)人員提供的二維矢量圖形、文本、圖像處理、區(qū)域、路徑以及圖形數(shù)據(jù)矩陣等方面構(gòu)造了一系列相關(guān)的類。其中，圖形類Graphics是GDI+接口中的一個核心類，許多繪圖操作都可用它完成。3版權(quán)所有4.1.1GDI+命名空間

GDI+包含大約60個類、50個枚舉和8個結(jié)構(gòu)。所有的函數(shù)都保存在System.Drwaing.dll程序集中。

System.Drawing命名空間提供了對GDI+基本圖形功能的訪問。在System.Drawing.Drawing2D、System.Drawing.Imaging

以及System.Drawing.Text

命名空間中提供了更高級的功能。System.Drawing.Drawing2D命名空間提供高級的二維和矢量圖形功能。此命名空間包含梯度型畫刷、Matrix

類（用于定義幾何變換）和GraphicsPath

類。

System.Drawing.Design命名空間：包含擴展設(shè)計時用戶界面（UI）邏輯和繪制的類。這些類可用于創(chuàng)建自定義工具欄的項、類型特定的值編輯器（可以編輯并可以用圖形方式表示其支持的類型的值）和類型轉(zhuǎn)換器（在一定的類型之間轉(zhuǎn)換值）。

System.Drawing.Imaging命名空間提供高級GDI+圖像處理功能。Metafile

類提供記錄和保存圖元文件的方法。Encoder

和Decoder類允許用戶擴展GDI+以支持任何圖像格式。PropertyItem

類提供在圖像文件中存儲和檢索元數(shù)據(jù)的方法。

System.Drawing.Text命名空間提供高級GDI+排版功能。該命名空間中的類允許用戶創(chuàng)建和使用多種字體。

System.Drawing.Printing命名空間提供與打印相關(guān)的服務。通常，您會創(chuàng)建PrintDocument

類的新實例，設(shè)置對打印內(nèi)容進行描述的屬性，然后調(diào)用Print

方法來實際打印文檔。4版權(quán)所有4.1.2基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在繪圖操作中，常常需要使用Point（點）、Size（大小）和Rectangle（矩形）等簡單的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。5版權(quán)所有6版權(quán)所有

2.基本運算符操作

Point、Size和Reactangle類結(jié)構(gòu)重載了常用的運算符操作，如Point和Size結(jié)構(gòu)的+、-、==、!=操作，Rectangle結(jié)構(gòu)的==、!=操作等。這里只介紹Point和Size結(jié)構(gòu)的+和-操作。（1）“+”操作若向Point對象加上一個Size對象，則返回Point對象。例如：Drawing.Pointpt=newDrawing.Point(25,-18)+newSystem.Drawing.Size(10,5);則結(jié)果為Point(35,-13)。若向Size對象加上一個Size對象，則是它們的寬度和高度分別相加。Sizesz=newSize(50,50)+newSize(10,10);（2）“-”操作若向Point對象減去一個Size對象，則返回Point對象。例如：Drawing.Pointpt=Drawing.Point(25,-19)+Drawing(15,5);若向Size對象減一個Size對象，則是它們的寬度和高度分別相減。Sizesz=newSize(50,50)-newSize(10,10);7版權(quán)所有

3．Rectangle結(jié)構(gòu)的常用操作（1）擴大和縮小使用Inflate方法。voidInflate(Sizesize)voidInflate(int

widht,intheight);（2）相交和合并成員方法Iniersect和Union分別用來將兩個矩形進行相交和合并。voidIntersect(Rectanglerect)staticRectangleIntersect(Rectanglea,Rectangleb);staticRectangleUnion(Rectanglea,Rectangleb);8版權(quán)所有（3）移動

Offset方法用來調(diào)整矩形的位置。voidOffset(Pointpos);voidOffset(int

x,inty);（4）測試和判斷IntersectsWith方法用來判斷是否和指定的矩形相交。若有相交，則返回true，否則返回false。bool

IntersectWidth(Rectangle

rect);9版權(quán)所有4.1.3處理圖形圖像的步驟處理圖形包括兩個步驟：創(chuàng)建Graphics對象；使用Graphics對象繪制線條和形狀、呈現(xiàn)文本或顯示與操作圖像。10版權(quán)所有4.2GDI+繪圖基礎(chǔ)4.2.1坐標系統(tǒng)

1．全局坐標、頁面坐標和設(shè)備坐標

2．Grahpics與坐標系統(tǒng)有關(guān)的成員

3．全局變換全局坐標到頁面坐標的坐標變換叫做全局變換，保存在Graphics類的Transform屬性中。主要包含兩種變換：平移(TranslateTransform)、旋轉(zhuǎn)(RotateTransform)、比例(ScaleTransform)。11版權(quán)所有4．頁面變換頁面坐標的原點總是在虛擬繪圖平面的左上角。由于頁面坐標標度量單位是像素，所以設(shè)備坐標與頁面坐標是相同的。但如果將頁面坐標改成其他的單位（如英寸），兩者就不同了。這時發(fā)生頁面坐標到設(shè)備坐標的變換稱為頁面變換。Graphics類的PageUnit和PageScale兩個屬性提供頁面變換操作。12版權(quán)所有【案例4-1】建立坐標系并畫圓。設(shè)計一個坐標系，坐標原點在窗體的中心，單位為英才，X軸向右為正，Y軸向上為正，畫出坐標軸，在此坐標系繪制一個圓，圓心在坐標圓點，半徑為1英寸。13版權(quán)所有4.2.2

畫筆畫筆是繪制各種直線和曲線的一種圖形工具，它主要有線型、顏色和線寬屬性。默認的線寬為1個像素，線型為實線。14版權(quán)所有1．建立Pen對象（1）直接使用Pen類構(gòu)造函數(shù)。常用下面的三種重載形式：publicPen(Colorc)：創(chuàng)建某一種顏色的Pen對象。publicPen(Colorc,floatw)：創(chuàng)建某一種顏色和相應寬度的Pen對象。publicPen(Brushb)：創(chuàng)建某一刷子樣式的Pen對象。publicPen(Brushb,floatw)：創(chuàng)建某一刷子樣式并具有相應寬度的Pen對象。15版權(quán)所有（2）從SystemPens和Pens類獲取Pen對象的引用。System.Drawing.SystemPens類用于創(chuàng)建與用戶界面單位和系統(tǒng)顏色相匹配的筆。該類的每一個共享屬性都返回一個Pen對象的引用。例如：Penpe=SystemPens.HighlightText;//畫筆使用選定項的文本顏色。16版權(quán)所有2．Pen的常用屬性Brush屬性。獲取或設(shè)置用于確定此Pen對象的屬性的Brush對象。Color屬性。獲取或設(shè)置此Pen對象的顏色。Width屬性。獲取或設(shè)置此Pen對象的寬度。DashStyle屬性。獲取或設(shè)置用于通過此Pen對象繪制的虛線的樣式。DashCap屬性。獲取或設(shè)置用在短劃線終點的帽樣式，Drawing2D.DashCap枚舉值。17版權(quán)所有EndCap屬性。獲取或設(shè)置用在通過此Pen對象繪制的直線終點的帽樣式。取Drawing2D.LineCap枚舉值，如表4-4所示。StartCap屬性。獲取或設(shè)置用在通過此Pen對象繪制的直線起點的帽樣式。取Drawing2D.LineCap枚舉值，如表4-4所示。LineJoin屬性。獲取或設(shè)置通過此Pen對象繪制的兩條連續(xù)直線終點之間的聯(lián)接樣式。指定如何在圖形（子路徑）中聯(lián)接連續(xù)的直線或曲線段，該圖形（子路徑）包含在GraphicsPath對象中。Drawing2D.LineJoin枚舉值。18版權(quán)所有2．畫刷Brush類決定如何填充圖形形狀（如矩形、橢圓形、扇形、多邊形和封閉路徑）內(nèi)部。這是一個抽象基類，不能進行實例化。若要創(chuàng)建一個畫刷對象，可使用從Brush派生出的類。這些派生類主要有：SolidBrush（單色畫刷）、TextureBrush（紋理畫刷）、HatchBrush（陰影畫刷）、LinearGradientBrush（線性漸變畫刷）、PathGradientBrush（路徑漸變畫刷）。前兩個定義在System.Drawing命名空間中，后三個定義在System.Drawing.Drawing2D命名空間中。19版權(quán)所有4.3基本的繪圖方法4.3.1繪制線條或形狀1．畫直線使用Graphics的DrawLine方法可以繪制直線。publicvoidDrawLine(Pen

pen,intx1,inty1,intx2,inty2)：繪制一條連接由坐標對指定的兩個點的線條。publicvoidDrawLine(Penpen,floatx1,floaty1,floatx2,floaty2)：繪制一條連接由坐標對指定的兩個點的線條。publicvoidDrawLine(Penpen,Pointp1,Pointp2)：繪制一條連接兩個Point結(jié)構(gòu)的線。20版權(quán)所有2．畫橢圓使用Graphics的DrawEllipse方法可以繪制橢圓。publicvoidDrawEllipse(Penpen,Rectanglerect)：繪制邊界Rectangle結(jié)構(gòu)指定的橢圓。publicvoidDrawEllipse(Penpen,intx,inty,intw,inth)：繪制一個由邊框（該邊框由一對坐標、高度和寬度指定）定義的橢圓。publicvoidDrawEllipse(Pen,float,float,float,float)：繪制一個由邊框（該邊框由一對坐標、高度和寬度指定）定義的橢圓。21版權(quán)所有3．繪制圓弧使用Graphics的DrawArc方法可以繪制圓弧。publicvoidDrawArc(Penpen,Rectanglerect,floatstartAngle,floatsweepAngle)：繪制一段弧線，它表示Rectangle結(jié)構(gòu)指定的橢圓的一部分。publicvoidDrawArc(Penpen,intx,inty,intw,inth,int

startAngle,int

sweepAngle)：繪制一段弧線，它表示由一對坐標、寬度和高度指定的橢圓部分。publicvoidDrawArc(Penpen,floatx,floaty,floatw,floath,floatstartAngle,floatsweepAngle)：繪制一段弧線，它表示由一對坐標、寬度和高度指定的橢圓部分。

22版權(quán)所有4．畫扇形圖使用Graphics的DrawPie方法可以繪制扇形圖，所謂扇形圖其實質(zhì)就是一段圓弧的兩個端點與圓心相連。DrawPie方法的格式與DrawArc方法基本一致。23版權(quán)所有5．畫矩形使用Graphics的DrawRectangle方法可以繪制矩形。publicvoidDrawRectangle(Penpen,Rectangler)：繪制由Rectangle結(jié)構(gòu)指定的矩形。publicvoidDrawRectangle(Penpen,intx,inty,intw,inth)：繪制由坐標對、寬度和高度指定的矩形。publicvoidDrawRectangle(Penpen,floatx,floaty,floatw,floath)：繪制由坐標對、寬度和高度指定的矩形。24版權(quán)所有6．畫多邊形使用Graphics的DrawPolygon方法可以繪制多邊形。publicvoidDrawPolygon(Penpen,Point[]p)：繪制由一組Point結(jié)構(gòu)定義的多邊形publicvoidDrawPolygon(Penpen,PointF[]p)：繪制由一組PointF結(jié)構(gòu)定義的多邊形。25版權(quán)所有7．畫貝塞爾樣條曲線使用Graphics的DrawBezier方法可以繪制貝塞爾樣條曲線。publicvoidDrawBezier(Penpen,Pointp1,Pointp2,Pointp3,Pointp4)：繪制由4個Point結(jié)構(gòu)定義的貝塞爾樣條。publicvoidDrawBezier(Penpen,PointFp1,PointFp2,PointFp3,PointFp4)：繪制由4個PointF結(jié)構(gòu)定義的貝塞爾樣條。publicvoidDrawBezier(Penpen,floatx1,floaty1,floatx2,floaty2,floatx3,floaty3,floatx4,floaty4)：繪制由四個表示點的有序坐標對定義的貝塞爾樣條。26版權(quán)所有8．繪制閉合曲線使用Graphics的DrawClosedCurve方法可以閉合曲線。publicvoidDrawClosedCurve(Penpen,Point[]p)：繪制由Point結(jié)構(gòu)的數(shù)組定義的閉合基數(shù)樣條。publicvoidDrawClosedCurve(Penpen,PointF[]p)：繪制由PointF結(jié)構(gòu)的數(shù)組定義的閉合基數(shù)樣條。publicvoidDrawClosedCurve(Penpen,Point[]p,floatt,FillModefm)：使用指定的張力繪制由Point結(jié)構(gòu)數(shù)組定義的閉合基數(shù)樣條。publicvoidDrawClosedCurve(Penpen,PointF[]p,floatt,FillMode)：使用指定的張力繪制由PointF結(jié)構(gòu)數(shù)組定義的閉合基數(shù)樣條。27版權(quán)所有9．繪制非閉合曲線使用Graphics的DrawCurve方法可以非閉合曲線。參數(shù)格式同上述繪制閉合曲線的第一個方法。10．繪制路徑使用Graphics的DrawPath方法可以繪制路徑。路徑是直線、矩形、多邊形或曲線等組成。publicvoidDrawPath(Penpen,GraphicsPathpath)：繪制GraphicsPath對象。28版權(quán)所有11．繪制填充圖形和上述方法對應的，還有一組Fill開頭的方法，可以用來繪制填充圖形。例如：FillEcllips方法可以繪制填充橢圓。29版權(quán)所有【案例4-2】繪制一個小汽車。利用基本的繪圖方法，在界面上繪制一個小車。30版權(quán)所有【案例4-3】一個簡單的繪圖程序。本案例是一個簡單的繪圖程序，能夠利用鼠標任意畫，能夠畫直線、橢圓及矩形，可以設(shè)置色彩。31版權(quán)所有4.3.2繪制文字可以使用任何圖形對象作為繪制文本的表面。繪制文本需要一個Brush對象（它指示將使用什么圖案填充文本）和一個Font對象（它描述要填充的圖案）。字體可以是系統(tǒng)上安裝的任何已命名的字體，而畫筆可以為任意類型的畫筆。因此，有可能使用純色、圖案或者甚至圖像來繪制文本。32版權(quán)所有4.4圖像的顯示與處理4.4.1圖像的顯示1．Bitmap類Bitmap類封裝GDI+位圖，此位圖由圖形圖像及其屬性的像素數(shù)據(jù)組成。Bitmap對象是用于處理由像素數(shù)據(jù)定義的圖像的對象?？梢詮母鞣N各樣的圖形文件格式（BMP、GIF、JPEG、EXIF、PNG、TIFF和ICON）中構(gòu)造Bitmap對象。33版權(quán)所有（1）主要的屬性Flags：獲取此Image對象的屬性標記。Height：獲取此Image對象的高度。Palette：獲取或設(shè)置用于此Image對象的調(diào)色板。RawFormat：獲取此Image對象的格式。Size：獲取此圖像的以像素為單位的寬度和高度。Width：獲取此Image對象的寬度。34版權(quán)所有（2）主要的方法Clone()：創(chuàng)建此Bitmap（用指定的PixelFormat

定義）部分的副本。FromHicon()：從圖標的Windows句柄創(chuàng)建Bitmap。FromResource()：從指定的Windows資源創(chuàng)建Bitmap對象。GetBounds()：以指定的單位獲取此Image對象的邊框。GetPixel()：獲取此Bitmap中指定像素的顏色。GetThumbnailImage()：返回此Image對象的縮略圖。Save()：將此圖像以指定的格式保存到指定的流中。SetPixel()：設(shè)置Bitmap對象中指定像素的顏色。35版權(quán)所有2．圖像的顯示若使用Image來顯示圖像?？梢杂肐mage的靜態(tài)方法FromFile()來加載圖像文件。如：Imageim=Image.FromFile(“c:\\ba.jpg”);g.DrawImage(im,0,0);36版權(quán)所有4.4.2保存、拷貝和粘貼保存圖像可以使用Bitmap的Save方法。例如：pictureBox1.image.Save("c:\\myimage.bmp");在保存圖像時，還可以指定圖像文件的格式。例如：pictureBox1.image.Save("c:\\myimage.bmp");pictureBox1.image.Save("c:\\myimage.bmp");pictureBox1.image.Save("c:\\myimage.bmp",ImageFormat.Jpeg);37版權(quán)所有Bitmap類提供了Clone方法，可用于制作現(xiàn)有Bitmap對象的副本。Clone方法帶有源矩形參數(shù)，可用于指定要復制的原始位圖的部分。下面的示例通過拷貝現(xiàn)有Bitmap對象的上半部分來創(chuàng)建Bitmap對象。然后繪制兩幅圖像。38版權(quán)所有4.4.3圖像處理1．彩色圖像變成灰度圖像將彩色圖像像素值分解為三基色R、G、B，求其和的平均值，然后使用SetPixel方法以該平均值參數(shù)生成圖像。對一個像素的處理過程如下：（1）取顏色值Colorc=im.GetPixel(i,j);//im為Bitmap類型對象39版權(quán)所有（2）分解顏色值intr=c.R;intg=c.R;intb=c.R;（3）取平均，生成新的顏色intcc=(r+g+b)/3;Colorc1=Coloe.FromArgb(cc,cc,cc);（4）設(shè)定圖像顏色im1.SetPixel(i,j,c1);//im1是im的復制40版權(quán)所有2．對圖像進行浮雕處理將彩色圖像像素值分解為三基色R、G、B，分別與相鄰像素的三基色R、G、B相減后加上一個常量（128）。然后作為新的像素的RGB顏色值（為了防止顏色溢出，需處理小于0和大于255的顏色值）。對一個像素的處理過程如下：（1）取兩個像素的顏色值Colorc1=im.GetPixel(i,j);//im為Bitmap類型對象Colorc2=im.GetPixel(i+1,j+1);//取相鄰像素的顏色值41版權(quán)所有（2）對兩個像素的顏色值進行分解，相減后加上128，

intr=Math.Abs(c1.R-c2.R)+128;

intg=Math.Abs(c1.G-c2.G)+128;

intb=Math.Abs(c1.B-c2.B)+128;（3）處理后生成新的顏色

if(r<0)r=0; if(r>255)r=255; if(g<0)g=0; if(g>255)g=255; if(b<0)b=0; if(b>255)b=255;Colorcc=Coloe.FromArgb(r,g,b);（4）設(shè)定圖像顏色im1.SetPixel(i,j,cc);//im1是im的復制42版權(quán)所有3．圖像的透明度處理取出顏色值后，再給定一個透明度的值，利用Color.FromRgb(inta,Colorc)方法即可生成目標圖像的顏色值。從而實現(xiàn)不同的透明效果。參數(shù)a的取值在0~255之間。c=im.GetPixel(i,j);Colorcc=Color.FromArgb(a,c);im.SetPixel(i,j,cc);43版權(quán)所有4．圖像的旋轉(zhuǎn)與拉伸圖像的旋轉(zhuǎn)可以使用Image類的RotateFlip方法實現(xiàn)，它只有一個RotateFlipType枚舉參數(shù)，用來指定圖像的旋轉(zhuǎn)和翻轉(zhuǎn)的類型。44版權(quán)所有5．圖像格式轉(zhuǎn)換GDI+的Image類中有一個Save方法，它可以用來將圖像按指定的格式保存文件中。格式如下：voidSave(stringfilename,ImageFormatformat);其中，filename用來指定要保存的文件名，format用來指定要保存的格式，可以直接引用ImageFormat類的靜態(tài)成員屬性來指定。45版權(quán)所有【案例4-4】圖像處理程序。創(chuàng)建一個Windows應用程序，在窗體上添加兩個圖片框和三個按鈕。第一個圖片顯示原圖像，第二個圖片框顯示處理后的圖像。46版權(quán)所有4.5聲音與視頻的播放4.5.1MediaPlayer控件及其使用在C#中，可以引用Windows自帶的WindowsMediaPlayer組件播放多種格式的視頻和音頻文件，包括MPEG視頻、AVI、WAV和MIDI等格式的文件。47版權(quán)所有1．添加