使用 C# 显示 16 位图像

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引言和背景

使用 C# 在屏幕上显示图像非常容易。 您只需要使用 Image.FromFile 方法读取图像，您就可以使用该图像了。 之后，您需要使用 Graphics 方法 DrawImage 来显示它。 这对于不同的图像格式（如 BMP、JPEG、PNG、TIFF 等）以及特别是对于彩色图像（占常见图像的很大一部分）非常有效。 在彩色图像中，每个像素都具有与三个通道（红色、绿色和蓝色）相关联的值。

但是，对于许多科学和专业应用，这些“通用”彩色图像并不适用。 例如，在 X 射线应用中，图像是灰度图像。 在灰度图像中，每个像素的值都是一个代表像素位置强度的单个值。 仅存储该单个灰度值就足够了。 灰度图像的位深度可能为 8、16 或更高。 在 8 位图像中，强度值在 0 - 255 范围内变化，每个像素值存储在一个字节中；而在 16 位图像中，强度值在 0 - 65535 范围内变化，每个像素值存储在两个连续的字节中。 某些应用程序需要 16 位图像表示提供的精度。

原始图像

灰度图像最简单的格式是原始格式，其中图像的原始像素数据从左上到右下存储在文件中。 由于原始文件没有任何标头，因此有必要事先知道宽度、高度和位深度。 在这里，我们介绍一个简单的应用程序来显示以原始格式存储的图像，并具有以下假设：位深度为每像素 16 位，并且图像的宽度和高度相同。

显示图像

显示图像的步骤是

1. 打开文件并读入像素数据。 使用 BinaryReader 对象，因为这是一个二进制文件。 将像素数据存储在 ArrayList 的 ushort 数据类型中。 从文件大小计算图像的宽度和高度。
2. 创建一个所需大小的 Bitmap 对象，并将原始像素数据从 [0, 65535] 范围缩放到 [0,255] 范围。 这样做是因为显示范围是 0-255。 例如，像素值 30000 将变为 117。 填充创建的 Bitmap 对象的像素。 在这里，有两种可能性
1. 使用 SetPixel 方法，或
2. 使用 BitmapData 和 LockBits 和 UnlockBits 方法。

后一种方法需要使用不安全的代码，并且由于它比前一种方法快得多，因此是首选方法。 在此应用程序中使用后一种方法。

3. 重写 Paint 方法，并使用 DrawImage 显示图像。

在示例应用程序中，使用 Panel 对象来限制屏幕上显示的图像的尺寸。 由于可能难以获得 16 位原始图像，因此附加了一些尺寸为 512 x 512 像素的 16 位原始图像。 此应用程序是使用 Visual Studio 2003 构建的，并且可以在更高版本的 Visual Studio 上轻松打开。 应用程序需要使用 unsafe 标志来构建。

闭包

这完成了显示 16 位图像的小而简单的应用程序。 可以扩展此应用程序以包括读取 8 位和 16 位 TIFF 文件，包括滚动条以浏览图像，使用双缓冲以避免闪烁等等。 还可以使用此基本结构作为起点构建复杂的图像处理应用程序。