Universal Apps 中的 WriteableBitmap

引言

在 .NET 中，从位图读取和写入像素/颜色信息似乎是最不稳定的事情。

Windows Forms 以一种非常特殊的方式进行操作。 WPF 的操作方式不同。 Silverlight 的操作方式也不同（取决于您如何看待），最后，Universal Apps，它们主要基于 WPF 和 Silverlight 的原则，又以不同的方式进行操作。

如果您想知道，我想将我之前的一篇文章（Managed Bitmaps 2）中已经介绍的 Simple Life Simulation 应用程序写成一个 Universal App。

我寻找了 WriteableBitmap 类，因为这是该应用程序的核心。 我已经知道它存在于 Universal apps 中，并且它实际上与 Silverlight 和 WPF 中使用的类同名。 所以它应该很容易。 然后，我在 MSDN 的文档中读到了这个

• "要从 C# 或 Microsoft Visual Basic 访问像素内容，您可以使用 AsStream 扩展方法将底层缓冲区作为流访问。"

那一刻我在想“他们这次又做了什么？！？”

然后我读了下一段

• "要从 C++ 访问像素内容，您可以查询 IBufferByteAccess 类型（在 Robuffer.h 中定义）并直接访问其 Buffer 属性。"

事实上，这就是我一开始期望读到的。 但是，这个解决方案仅限于 C++ 吗？ 为什么？

为什么我不能使用 C# 来做同样的事情？

答案

现在我可以告诉您我反应过度了。 但文档非常简略，我以为我只能通过使用 C++ 来使用 IBufferByteAccess 接口。 我只是不知道为什么它没有被直接公开，但 C# 可以 直接访问字节缓冲区/Bgra 缓冲区。 它需要使用 unsafe 代码，但完全可行，这正是我一开始所期望的。

要做到这一点，我们所需要做的就是导入 C# 中的 IBufferByteAccess，当然，使用 unsafe 代码来访问缓冲区。

接口

在 C# 中，您需要像这样导入接口

[ComImport]
[Guid("905a0fef-bc53-11df-8c49-001e4fc686da")]
[InterfaceType(ComInterfaceType.InterfaceIsIUnknown)]
internal unsafe interface IBufferByteAccess
{
  byte* Buffer { get; }
}

这里最重要的事情不是接口本身，而是接口上使用的所有属性。 如果您想知道，我实际上是从 C++ 头文件中得到的。

.NET 借助这些属性完成了将接口分派给 COM 的工作。 因此，不要认为您可以避免它们。

像素数据

然后，考虑到 WriteableBitmap 始终为 BGRA 格式（其中每个像素为 8 位，即一个字节，以该特定顺序排列，并且我从 MSDN 示例中的注释中发现了这一点），我编写了这个结构来表示一个像素/颜色

[StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
public struct Bgra
{
  public byte B;
  public byte G;
  public byte R;
  public byte A;
}

事实上，我认为我可以将 Buffer 属性的返回类型从 byte * 更改为 Bgra * 而没有问题，但我更喜欢保持接口不变（因为它在 C++ 中），然后自己进行转换。

另一个让我恼火的事情是，BGRA 格式在 WPF 的 PixelFormats 中被称为 Bgra32（这意味着整个 BGRA 使用 32 位），而在 BitmapPixelFormat 中被称为 Bgra8，这意味着每个通道都是 8 位。 最终，它们指的是完全相同的格式，但其中一个中的 8 与每个通道相关，而另一个中的 32 与所有 4 个通道的总和相关。 你不觉得很困惑吗？

使用方法

最后，我们开始使用它。

所以，考虑到我们有一个 writeableBitmap 变量，类型为 WriteableBitmap，我们需要执行以下操作才能以我们可以操作的格式获取实际缓冲区

unsafe
{
  var pixelBuffer = writeableBitmap.PixelBuffer;	
  var bufferByteAccess = (IBufferByteAccess)pixelBuffer;
  var pixels = (Bgra *)bufferByteAccess.Buffer;
  // remaining of the code here

然后，就是选择我们要操作的像素的问题。 例如，要访问单个像素，我们使用公式 (y*bitmapWidth) + x。 也就是说：pixels[(y*bitmap.PixelWidth) + x]。

但是，如果我们想访问所有像素（无论是读取还是写入），我们可以这样做

  for(int i=0; i<width*height; i++)
  {
    // Do some pixel read/manipulation here by using pixels[i]
  }

结论

我知道，对于一篇文章来说这有点短，但我只是想表明，最直接的解决方案，即 WPF 中可能使用的解决方案，以及 C++ 中使用的解决方案，都可以在 C# 中使用。

请注意，如果您没有这种限制，请不要将 WriteableBitmap 用作 Stream。 在某些情况下，它可能更安全，但会使一切变慢，更不适合多线程（例如，在光线追踪的情况下），并且也更难理解。

简单生命模拟

现在，您可以通过此链接在商店中找到 Simple Life Simulation 应用程序

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