使用GDI+进行开发的一些问题（5）

问题5，透明，半透明和不透明

这是个大题目。在WinForm/WPF里面我们经常会看到一些关于透明的属性，比如Backcolor里面可以选择Transparent, Form里面有一个叫Opacity的属性。都是和透明以及透明度相关的。在其实是在GDI+应用层上的一些东西，在这里我就不讲了。主要从更基本的地方讲起，其中还包括两块完全不同的内容。

1.Alpha

我们在上一讲中提到了PixelFormat，当时我们在LockBits的时候把PixelFormat设定成为Format24bppRgb。但是如果你仔细研究，会发现其实里面有各种各样的图片格式，其中有一种叫做Format32bppArgb。这个意思是说除了RGB，在图像中还存在一个通道，叫做A。这个A就是用来描述当前像素是透明，半透明，还是全透明的分量。这个通道是2个叫Catmull和Smith在上世纪70年代初发明的。通过这个分量，我们可以进行alpha混合的一些计算。从而使表面的图像和背景图像混合，从而造成透明半透明的效果。在这种格式下A作为一个byte，取值可以从0到255，那么0表示图像完全透明，则完全不可见，255则表示图像完全不透明。每个像素都可以实现这种透明或者半透明的效果。更详细解释可以参考http://en.wikipedia.org/wiki/Alpha_compositing ，或者去买本数字图像处理的书回来看。让我们来看看下面这段代码，这个函数可以把图像变成半透明的。

publicunsafeBitmap GenerateTransParentBitmap(byte alpha)
{
FileStream fs = newFileStream(image, FileMode.Open, FileAccess.Read);
Image img = Image.FromStream(fs, false, false);
Bitmap bmp = newBitmap(img);
img.Dispose();
fs.Close();

int width = bmp.Width;
int height = bmp.Height;

BitmapData bmData = bmp.LockBits(
newRectangle(0, 0, width, height),
ImageLockMode.ReadWrite, PixelFormat.Format32bppArgb);

byte* p = (byte*)bmData.Scan0;
int offset = bmData.Stride -width * 4;
for (int j = 0; j < height; j++)
{
for (int i = 0; i < width; i++)
{
p[3] = alpha;
p += 4;
}
p += offset;
}

bmp.UnlockBits(bmData);

return bmp;
}

大家可以注意一下第17，22和23行，由于图像格式不对了，所以我们计算offset和递加的操作都该了，此外由于用小数端存储方式，Alpha通道在p[3]的位置。

顺便提一句，还有一种格式叫做Format32bppPArgb，这叫做premultiplied alpha，就是说在RGB分量里面，alpha分量的数据已经被预先乘进去了。比如说，一个半透明的红色点，在ARGB下，矢量是(255,0,0,128),而在PARGB下就变成了(128,0,0,128)。这是为了不要每次都做乘法。

还有要注意的是，如果你想把这个Bitmap保存成为一个文件，那么必须用png格式，才能够保存alpha通道的信息。如果你存为JPG/BMP/GIF,那么alpha通道的信息将会被丢失。如果存为BMP,那么文件格式将变成Format32bppRgb，其中1个字节不再使用；如果保存为JPEG，那么是Format24bppRgb；存为GIF，格式将变成Format8bppIndexed。根据标准，BMP/JPG本来就不支持透明通道，所以没有可能保留透明信息。GIF倒是支持透明，但是GIF中颜色的信息都是索引，所以Alpha的解释对GIF完全没有效果，接下去我们来分析怎么样使用GIF的透明。

2.GIF

GIF的全称是图像交换格式Graphics Interchange Format，是CompuServe公司在1987年创建并使用的。这种格式使用8位索引值来表达一个像素，也就是说1个像素1个byte，最多可以表示256种颜色。它使用LZW无损压缩算法来对图像进行压缩，之后这家公司又和几家其他的公司发明了PNG文件格式，并被更广泛地应用在Web以及其他领域。GIF支持动画，可以保存数个帧并不断地播放。关于动画的部分我们将会放到非常后面来讲，现在只谈谈GIF的透明。

在GIF文件的头部有一个调色板Palette，里面保存了颜色的信息。一般而言，如果对GIF进行LockBits的操作，只能把它lock成Format*bppIndexed，这样才不会导致前面调色板信息的丢失，在处理上也更方便一些。在调色板里面定义了透明的颜色，也就是说当实际数据为这个颜色时，那个位置的颜色为透明。让我们来看看Palette是怎么使用的。 顺便再说一句，GIF没有半透明，只支持完全透明或者不透明。此外，在一个调色板中，只有一种颜色可以设置为透明，这是GIF标准所决定的。

下面的代码可以转换透明的GIF。

publicstaticunsafevoid ConvertTransparancyGif(int colorIndex, string baseFile, string outputFile)
{
using (FileStream fs = newFileStream(baseFile, FileMode.Open, FileAccess.Read))
{
Bitmap img = (Bitmap)Image.FromStream(fs, false, false);
int width = img.Width;
int height = img.Height;

Bitmap resultbmp = newBitmap(width, height, PixelFormat.Format8bppIndexed);
ColorPalette palette = resultbmp.Palette;
int n = 0;
foreach (Color tc in img.Palette.Entries)
{
palette.Entries[n] = Color.FromArgb(255, tc);
n++;
}

palette.Entries[colorIndex] = Color.FromArgb(0,palette.Entries[colorIndex]);
resultbmp.Palette = palette;

//now to copy the actual bitmap data
BitmapData src = img.LockBits(
newRectangle(0, 0, width, height),
ImageLockMode.ReadOnly,
img.PixelFormat);

BitmapData dst = resultbmp.LockBits(
newRectangle(0, 0, width, height),
ImageLockMode.WriteOnly,
resultbmp.PixelFormat);

byte* pSrc = (byte*)src.Scan0.ToPointer();
byte* pDst = (byte*)dst.Scan0.ToPointer();
int offset = src.Stride - width;

//steps through each pixel
for (int y = 0; y < height; y++)
{
for (int x = 0; x < width; x++)
{
pDst[0] = pSrc[0];
pDst++;
pSrc++;
}
pDst += offset;
pSrc += offset;
}

//unlock the bitmaps
img.UnlockBits(src);
resultbmp.UnlockBits(dst);

resultbmp.Save(outputFile, ImageFormat.Gif);
img.Dispose();
resultbmp.Dispose();
}
}

请注意，在这里，我读图的时候和我之前推荐的方法不同。 我没有创建一个新的Bitmap，这是因为在创建新的Bitmap的时候，调色板信息会完全丢失，所以Indexed的格式不可以随意进行复制，否则将造成信息的丢失。这也就是为什么当时我说这是一个土办法的原因。真正的好办法是复制那个流，而不是直接去复制Bitmap。不过那是看需求的。在创建一个带透明颜色的GIF的时候，只要创建一个调色板，就一切OK了。这比Alpha通道修正要简单。还可以参考KB 319061 http://support.microsoft.com/kb/319061/en-us

最后提一句，Bitmap类还提供了一个MakeTransparent方法用于设置透明颜色，不过只对PNG有效。