C#中基于GDI+(Graphics)图像处理系列之任意角度旋转图像

简介

图像旋转功能在实际使用中出现得不多，Image自带RotateFlip方法可以简单的实现90、180等角度的旋转或者翻转，但是如果要实现任意角度的旋转该怎么做？对于一个有经验的同学估计不到半天时间就可以完成，如果让新手遇到，估计就傻了，毕竟里面涉及了三角函数、空间坐标等方面的知识，比较蛋疼的是，Graphics（或者矩形）的旋转变换都是以左上角为原点，如果要以其中心进行旋转该怎么做？想知道的话就继续往后看吧。
本文将重点向大家介绍怎么使用GDI+(Graphics)获取图像按任意角度旋转后的图像。

动手前先解决两个问题

获取图片旋转后所占的矩形区域宽高

如动态图所示，我们已知源图宽高和旋转角度，需要计算动态图中黄色矩形的宽高，用数学示意图表示如下：

数学公式如下：

是不是有点晕，不用着急，直接看代码

/// 

/// 计算矩形绕中心任意角度旋转后所占区域矩形宽高
/// 
/// 原矩形的宽
/// 原矩形高
/// 顺时针旋转角度
/// 
public Rectangle GetRotateRectangle(int width, int height, float angle)
{
      double radian = angle * Math.PI / 180; ;
      double cos = Math.Cos(radian);
      double sin = Math.Sin(radian);
      //只需要考虑到第四象限和第三象限的情况取大值(中间用绝对值就可以包括第一和第二象限)
      int newWidth = (int)(Math.Max(Math.Abs(width * cos - height * sin), Math.Abs(width * cos + height * sin)));
      int newHeight = (int)(Math.Max(Math.Abs(width * sin - height * cos), Math.Abs(width * sin + height * cos)));
      return new Rectangle(0, 0, newWidth, newHeight);
}     

已知一个矩形，如何绘制其绕其中心点旋转N度后的矩形区域

由于Graphics进行旋转平移等转换时的原点都是左上角，我们的要求是绕矩形中心旋转，需要三步完成
(1)将Graphics的原点移至矩形的中点，假设坐标为(x,y)
(2)将Graphics绕当前原点旋转N度
(3)将Graphics沿(-x，-y)移回
每步形成效果如下图所示。红色为原矩形，黄色为第一步，蓝色为第二步，绿色为第三步。

上面几步实现的具体代码如下:

int angle = int.Parse(txtDestAngle.Text);//txtDestAngle为界面中一个TextBox控件
var btn = sender as Button;
Graphics graphics = null;
try
{
    //假设待处理的矩形 长宽为
    var w = 120;
    var h = 60;
    //创建graphics
    graphics = pictureBox1.CreateGraphics(); ;//pictureBox1为界面中一个PictureBox控件
    graphics.Clear(Color.Gray);
    //原始位置
    //画出矩形中心点
    graphics.DrawEllipse(new Pen(Color.Red), new Rectangle(w / 2 - 2, h / 2 - 2, 4, 4));
    //画出矩形当前位置
    graphics.DrawRectangle(new Pen(Color.Red), new Rectangle(0, 0, w, h));
    //***第一步***
    //将graphics坐标原点移到矩形中心点
    graphics.TranslateTransform(w / 2, h / 2);
    //画出矩形当前位置
    graphics.DrawRectangle(new Pen(Color.Yellow), new Rectangle(0, 0, w, h));
    //***第二步***
    //graphics旋转相应的角度(绕当前原点)
    graphics.RotateTransform(angle);
    //画出矩形当前位置
    graphics.DrawRectangle(new Pen(Color.Blue), new Rectangle(0, 0, w, h));
    //***每三步***
    //恢复graphics在水平和垂直方向的平移(沿当前原点)
    graphics.TranslateTransform(-w / 2, -h / 2);
    //画出矩形当前位置
    graphics.DrawRectangle(new Pen(Color.Green), new Rectangle(0, 0, w, h));
    //重至绘图的所有变换
    graphics.ResetTransform();
    graphics.Save();
    //***结束***
}
catch (Exception ex)
{
     MessageBox.Show(ex.Message);
}
finally
{
     if (graphics != null)
          graphics.Dispose();
}

获得图像旋转任意角度后的图像

解决上述两个问题后，再想获取图像旋转任意角度后的图像就会变得很简单了
(1)已知一个原始图像srcImage和要旋转的角度
(2)获取这个图像按角度旋转后的宽高(rotateRect)
(3)根据旋转后的宽高定义Bitmap(rotateImage)，定义Graphics，将Graphics按rotateImage的矩形区域中心进行旋转变换
(4)将srcImage绘制到rotateImage中心（即两个中心点重合）
(5)重置Graphics，完成
完整代码如下

/// 

/// 获取原图像绕中心任意角度旋转后的图像
/// 
/// 
/// 
/// 
public Image GetRotateImage(Image srcImage, int angle)
{
     angle = angle % 360;
     //原图的宽和高
     int srcWidth = srcImage.Width;
     int srcHeight = srcImage.Height;
     //图像旋转之后所占区域宽和高
     Rectangle rotateRec = GetRotateRectangle(srcWidth, srcHeight, angle);
     int rotateWidth = rotateRec.Width;
     int rotateHeight = rotateRec.Height;
     //目标位图
     Bitmap destImage = null;
     Graphics graphics = null;
     try
     {
          //定义画布，宽高为图像旋转后的宽高
          destImage = new Bitmap(rotateWidth, rotateHeight);
          //graphics根据destImage创建，因此其原点此时在destImage左上角
          graphics = Graphics.FromImage(destImage);
          //要让graphics围绕某矩形中心点旋转N度，分三步
          //第一步，将graphics坐标原点移到矩形中心点,假设其中点坐标（x,y）
          //第二步，graphics旋转相应的角度(沿当前原点)
          //第三步，移回（-x,-y）
          //获取画布中心点
          Point centerPoint = new Point(rotateWidth / 2, rotateHeight / 2);
          //将graphics坐标原点移到中心点
          graphics.TranslateTransform(centerPoint.X, centerPoint.Y);
          //graphics旋转相应的角度(绕当前原点)
          graphics.RotateTransform(angle);
          //恢复graphics在水平和垂直方向的平移(沿当前原点)
          graphics.TranslateTransform(-centerPoint.X, -centerPoint.Y);
          //此时已经完成了graphics的旋转

          //计算:如果要将源图像画到画布上且中心与画布中心重合，需要的偏移量
          Point Offset = new Point((rotateWidth - srcWidth) / 2, (rotateHeight - srcHeight) / 2);                
          //将源图片画到rect里（rotateRec的中心）
          graphics.DrawImage(srcImage, new Rectangle(Offset.X, Offset.Y, srcWidth, srcHeight));
          //重至绘图的所有变换
          graphics.ResetTransform();
          graphics.Save();
     }
     catch (Exception ex)
     {
          throw ex;
     }
     finally
     {
          if (graphics != null)
               graphics.Dispose();
     }
     return destImage;
}        

注意：如果发现有的方法没有具体实现，请移步《C#中基于GDI+(Graphics)图像处理系列之前言》获取完整的图像处理工具类源码

完整示例程序源码下载

http://download.csdn.net/detail/lhtzbj12/9730116
如果想查阅本系列其他文章，请移步《C#中基于GDI+(Graphics)图像处理系列之前言》