在Windows 2000中正确显示带Alpha通道的32位图像 (修订版)

2006-08-11 提交原文。
2006-08-12 修正了对.net以及GDI+在Windows 2000下无法正确显示带Alpha通道的32位位图的错误论断。

以下讨论基于.net 2.0以及Windows 2000平台。

大家都知道，在Windows XP及其后继版本中，桌面图标比之前的要好看多了，这不光是因为Microsoft将图标“画”的更精致、色彩更加丰富了，还有一个很重要的原因是采用了带Alpha通道的32位位图(32bpp Alpha Bitmap)，也就是通常说的带有透明信息的位图。
带有透明信息的位图和不带有透明信息的位图显示结果是差很多的，如下图所示，左边的是带Alpha通道的32位位图，右边的是普通的不带Alpha通道的24位位图，虽然他们RGB颜色数量一样多(都由24位来表示)，可左边的位图显示效果明显好于右边的，它利用Alpha通道消除了边缘锯齿，而且不论在什么背景上都能有很好的表现。

Alpha通道除了常见的用于消除边缘锯齿外，它还能让你显示出半透明的图像，创建类似于拖动Windows图标时的效果，以及很容易地实现阴影效果。

问题是，我发现在Windows 2000上，.net好像不支持32bpp Alpha 图像(或者说是不对它作相应的处理)。不论是利用Bitmap类的静态方法FromFile直接读取，还是从开发环境中把它作为项目资源加载，像素的Alpha信息都会被抛弃，利用Bitmap.GetPixel方法读取到的每个像素的颜色的Alpha分量都是255，也就是都是完全不透明的(它好像并不理睬实际图像数据中每个像素是有不同的Alpha值的)，图像的显示变得不正常，本该是全透明的区域都变成了黑色。而且通过Bitmap.PixelFormat属性得到的值是Format32bppRgb，而不是预想中的Format32bppARgb。我估计这是.net会根据系统平台的类型决定是否对像素的Alpha信息作处理，从而通过Bitmap.GetPixel方法和PixelFormat属性读取到的内容也不一样(我没在Windows XP上试过，所以以上只是目前的推测，如果有谁有这方面的经验，欢迎交流)。问题已经找到了，我所使用的所谓的32bpp位图是由IconWorkshop导出的，估计是该软件对图像像素32位数据作了处理，只有它自己能识别并处理，.net和GDI+对带Alpha通道的位图的支持是没问题的，这我已经用png格式图像做过测试了。本文的相关代码也作了相应的修改。感谢沐枫的关注与提醒。—不吃鱼的猫 2006-08-12]

ows 2000下如何利用.net正确显示32位透明位图呢？我们先来学习一下Alpha通道的原理。

我们都知道，一般位图的每个像素的颜色都用R(Red)，G(Green)，B(Blue)三个颜色分量表示，而带Alpha通道的位图则增加了一个分量，即Alpha分量，用A表示，它代表着像素的透明度，取值0表示完全透明，255表示完全不透明，0到255之间的值表示半透明，也就是说，取值越接近255，透明度越小，背景颜色被遮挡的程度也越高。在32位的带Alpha通道的位图中，这4个分量分别各用8位来表示，于是每个像素的颜色信息就用32位来表示。

一般透明位图都是作为前景图像叠加到背景图像上的，叠加后某个像素的实际显示颜色的计算公式如下：

实际显示颜色 = 前景颜色*Alpha/255 + 背景颜色*(255-Alpha)/255

由公式可以看出实际上就是前景颜色和背景颜色根据Alpha值按比例叠加。下面是用于实现该叠加算法的一个C#类：

 1 using  System;
 2 using  System.Collections.Generic;
 3 using  System.Text;
 4 using  System.Drawing;
 5 using  System.Drawing.Imaging;
 6 using  System.Windows.Forms;
 7
 8 namespace  Drawing
 9 {
10    public class AlphaGraphics
11    {
12        public static void DrawAlphaImage(Bitmap bgIamge, Bitmap fgImage, Rectangle destRect, Rectangle srcRect)
13        {
14            if (bgIamge == null)
15                throw new ArgumentNullException("bgImage");
16
17            if (fgImage == null)
18                throw new ArgumentNullException("fgImage");
19
20            if (destRect.Width <= 0 || destRect.Height <= 0) return;
21            if (srcRect.Width <= 0 || srcRect.Height <= 0) return;
22            
23            int pixel = 0;
24            for (int i = 0; i < srcRect.Height; i++)
25            {
26                if (i + 1 > destRect.Height) break;
27
28                for (int j = 0; j < srcRect.Width; j++)
29                {
30                    if (j + 1 > destRect.Width) break;
31
32                    int bgR = Convert.ToInt32(((Bitmap)bgIamge).GetPixel(destRect.X + j, destRect.Y + i).R); //red
33                    int bgG = Convert.ToInt32(((Bitmap)bgIamge).GetPixel(destRect.X + j, destRect.Y + i).G); //green
34                    int bgB = Convert.ToInt32(((Bitmap)bgIamge).GetPixel(destRect.X + j, destRect.Y + i).B); //blue
35
36                    int fgB = Convert.ToInt32(fgImage.GetPixel(srcRect.X + j, srcRect.Y + i).B); //blue
37                    int fgG = Convert.ToInt32(fgImage.GetPixel(srcRect.X + j, srcRect.Y + i).G); //green
38                    int fgR = Convert.ToInt32(fgImage.GetPixel(srcRect.X + j, srcRect.Y + i).R); //red
39                    int fgA = Convert.ToInt32(fgImage.GetPixel(srcRect.X + j,srcRect.Y + i).A); //alpha
40
41                    if (fgA == 0) // full transparent
42                        ((Bitmap)bgIamge).SetPixel(destRect.X + j, destRect.Y + i, Color.FromArgb(bgR, bgG, bgB));
43                    else if (fgA == 255) // full opaque
44                        ((Bitmap)bgIamge).SetPixel(destRect.X + j, destRect.Y + i, Color.FromArgb(fgR, fgG, fgB));
45                    else // semi-transparent
46                    {
47                        
48                        int displayedRed = fgR * fgA / 255 + bgR * (255 - fgA) / 255;
49                        int displayedGreen = fgG * fgA / 255 + bgG * (255 - fgA) / 255;
50                        int displayedBlue = fgB * fgA / 255 + bgB * (255 - fgA) / 255;
51                        ((Bitmap)bgIamge).SetPixel(destRect.X + j, destRect.Y + i, Color.FromArgb(displayedRed, displayedGreen, displayedBlue));
52                    }
53                    
54                    pixel++;
55                }
56            }
57        }

先看传递给DrawAlphaImage方法的参数：bgImage和fgImage分别是前景图像和背景图像，而由srcRect表示的前景图像的的矩形范围将被绘制到背景图像中由destRec所表示的矩形中，这和System.Drawing.Graphics.DrawImage方法中的参数意义一致。

接着便是27-55行代码根据前景图像要叠加的矩形逐一读取前景图像的像素颜色4个分量，以及背景图像在相应位置上的像素颜色R,G,B分量，并且计算出实际显示颜色，填回到背景图像中。这样就完成了图像的叠加显示，是不是很简单？