如何：使用色彩矩陣轉換單一色彩

GDI+ 提供用來儲存和操作影像的 Image 和 Bitmap 類別。 Image 和 Bitmap 物件會將每個像素的色彩儲存為 32 位元數字：紅色、綠色、藍色和 Alpha 各有 8 位元。 這四個元件中的每一個都是從 0 到 255 的數字，0 代表沒有強度，而 255 代表完整強度。 Alpha 元件會指定色彩的透明度：0 為完全透明，而 255 則完全不透明。

色彩向量是 4 Tuple 格式 (紅色、綠色、藍色、Alpha)。 例如，色彩向量 (0, 255, 0, 255) 代表不透明色彩，沒有紅色或藍色，但具有完整強度的綠色。

用於表示色彩的另一個慣例會使用數字 1 表示完整強度。 使用該慣例時，前一段所述的色彩會以向量表示 (0, 1, 0, 1)。 GDI+ 會在執行色彩轉換時，使用 1 的慣例作為完整強度。

您可以將線性轉換 (旋轉、縮放等) 套用至色彩向量，方法是將色彩向量乘以 4x4 矩陣。 不過，您無法使用 4x4 矩陣來執行轉換 (非線性)。 如果您將虛擬第五個座標 (例如數字 1) 新增至每個色彩向量，您可以使用 5x5 矩陣來套用線性轉換和轉譯的任何組合。 由線性轉換後面接著轉譯所組成的轉換稱為仿射轉換。

例如，假設您想要從色彩 (0.2, 0.0, 0.4, 1.0) 開始，並套用下列轉換：

1. 將紅色元件加倍

2. 為紅色、綠色和藍色元件加 0.2

下列矩陣乘法會依照列出的順序執行轉換對組。

色彩矩陣的元素會依資料列然後資料行編製索引 (以零為起始)。 例如，矩陣 M 的第五個資料列和第三個資料行的項目是以 M[4][2] 表示。

5x5 單位矩陣 (如下圖所示) 在對角線上有 1，其他位置上有 0。 如果您將色彩向量乘以單位矩陣，則色彩向量不會變更。 形成色彩轉換矩陣的便利方式，就是從單位矩陣開始，並進行產生所需轉換的小型變更。

如需矩陣和轉換的更詳細討論，請參閱座標系統和轉換。

下列範例會採用全為一種色彩的影像 (0.2, 0.0, 0.4, 1.0)，並套用前一段所述的轉換。

下圖顯示左側的原始影像和右側的已轉換影像。

下列範例中的程式碼會使用下列步驟來執行重新著色：

1. 初始化 ColorMatrix 物件。

2. 建立 ImageAttributes 物件，並將 ColorMatrix 物件傳遞至 SetColorMatrix 物件的 ImageAttributes 方法。

3. 將 ImageAttributes 物件傳遞至 DrawImage 物件的 Graphics 方法。

Image image = new Bitmap("InputColor.bmp");
ImageAttributes imageAttributes = new ImageAttributes();
int width = image.Width;
int height = image.Height;

float[][] colorMatrixElements = {
   new float[] {2,  0,  0,  0, 0},        // red scaling factor of 2
   new float[] {0,  1,  0,  0, 0},        // green scaling factor of 1
   new float[] {0,  0,  1,  0, 0},        // blue scaling factor of 1
   new float[] {0,  0,  0,  1, 0},        // alpha scaling factor of 1
   new float[] {.2f, .2f, .2f, 0, 1}};    // three translations of 0.2

ColorMatrix colorMatrix = new ColorMatrix(colorMatrixElements);

imageAttributes.SetColorMatrix(
   colorMatrix,
   ColorMatrixFlag.Default,
   ColorAdjustType.Bitmap);

e.Graphics.DrawImage(image, 10, 10);

e.Graphics.DrawImage(
   image,
   new Rectangle(120, 10, width, height),  // destination rectangle
   0, 0,        // upper-left corner of source rectangle
   width,       // width of source rectangle
   height,      // height of source rectangle
   GraphicsUnit.Pixel,
   imageAttributes);

Dim image As New Bitmap("InputColor.bmp")
Dim imageAttributes As New ImageAttributes()
Dim width As Integer = image.Width
Dim height As Integer = image.Height

' The following matrix consists of the following transformations:
' red scaling factor of 2
' green scaling factor of 1
' blue scaling factor of 1
' alpha scaling factor of 1
' three translations of 0.2
Dim colorMatrixElements As Single()() = { _
   New Single() {2, 0, 0, 0, 0}, _
   New Single() {0, 1, 0, 0, 0}, _
   New Single() {0, 0, 1, 0, 0}, _
   New Single() {0, 0, 0, 1, 0}, _
   New Single() {0.2F, 0.2F, 0.2F, 0, 1}}

Dim colorMatrix As New ColorMatrix(colorMatrixElements)

imageAttributes.SetColorMatrix(colorMatrix, ColorMatrixFlag.Default, ColorAdjustType.Bitmap)

e.Graphics.DrawImage(image, 10, 10)

e.Graphics.DrawImage( _
   image, _
   New Rectangle(120, 10, width, height), _
   0, _
   0, _
   width, _
   height, _
   GraphicsUnit.Pixel, _
   imageAttributes)

上述範例是為了搭配 Windows Forms 使用而設計，且其需要 PaintEventArgse，這是 Paint 事件處理常式的參數。

• 為影像重新著色
• 座標系統和轉換