Практическое руководство. Поворот цветов

Поворот в четырехмерном цветовом пространстве трудно визуализировать. Мы можем упростить визуализацию поворота, согласившись сохранять один из компонентов цвета фиксированным. Предположим, мы согласились сохранять альфа-компонент равным в 1 (полностью непрозрачным). После этого можно визуализировать трехмерное цветовое пространство с осями, соответствующими красному, зеленому и синему компонентам, как показано на рисунке ниже.

Цвет можно рассматривать как точку в трехмерном пространстве. Например, точка с координатами (1, 0, 0) в пространстве представляет красный цвет, а точка с координатами (0, 1, 0) — зеленый цвет.

На рисунке ниже показано, что означает поворот цвета (1, 0, 0) на 60 градусов в плоскости "красный-зеленый". Поворот в плоскости, параллельной плоскости "красный-зеленый", можно рассматривать как поворот вокруг оси синего компонента.

На рисунке ниже показано, как инициализировать цветовую матрицу для выполнения поворота вокруг каждой из трех осей координат (красный, зеленый, синий):

Пример

В следующем примере берется изображение, состоящее полностью из одного цвета (1, 0, 0,6), и к нему применяется поворот на 60 градусов вокруг оси синего компонента. Угол поворота проходит по плоскости, параллельной плоскости "красный-зеленый".

На следующем рисунке показано исходное изображение слева и изображение с поворотом цвета справа:

На следующем рисунке показана визуализация поворота цвета, выполненного в приведенном ниже коде:

private void RotateColors(PaintEventArgs e)
{
    Bitmap image = new Bitmap("RotationInput.bmp");
    ImageAttributes imageAttributes = new ImageAttributes();
    int width = image.Width;
    int height = image.Height;
    float degrees = 60f;
    double r = degrees * System.Math.PI / 180; // degrees to radians

    float[][] colorMatrixElements = {
        new float[] {(float)System.Math.Cos(r),  (float)System.Math.Sin(r),  0,  0, 0},
        new float[] {(float)-System.Math.Sin(r),  (float)-System.Math.Cos(r),  0,  0, 0},
        new float[] {0,  0,  2,  0, 0},
        new float[] {0,  0,  0,  1, 0},
        new float[] {0, 0, 0, 0, 1}};

    ColorMatrix colorMatrix = new ColorMatrix(colorMatrixElements);

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

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

    e.Graphics.DrawImage(
       image,
       new Rectangle(150, 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);
}

Private Sub RotateColors(ByVal e As PaintEventArgs)
    Dim image As Bitmap = New Bitmap("RotationInput.bmp")
    Dim imageAttributes As New ImageAttributes()
    Dim width As Integer = image.Width
    Dim height As Integer = image.Height
    Dim degrees As Single = 60.0F
    Dim r As Double = degrees * System.Math.PI / 180 ' degrees to radians
    Dim colorMatrixElements As Single()() = { _
       New Single() {CSng(System.Math.Cos(r)), _
                     CSng(System.Math.Sin(r)), 0, 0, 0}, _
       New Single() {CSng(-System.Math.Sin(r)), _
                     CSng(-System.Math.Cos(r)), 0, 0, 0}, _
       New Single() {0, 0, 2, 0, 0}, _
       New Single() {0, 0, 0, 1, 0}, _
       New Single() {0, 0, 0, 0, 1}}

    Dim colorMatrix As New ColorMatrix(colorMatrixElements)

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

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

    ' Pass in the destination rectangle (2nd argument), the upper-left corner 
    ' (3rd and 4th arguments), width (5th argument),  and height (6th 
    ' argument) of the source rectangle.
    e.Graphics.DrawImage( _
       image, _
       New Rectangle(150, 10, width, height), _
       0, 0, _
       width, _
       height, _
       GraphicsUnit.Pixel, _
       imageAttributes)
End Sub

Компиляция кода

Предыдущий пример предназначен для работы с Windows Forms, и для него необходим объект PaintEventArgse, передаваемый в качестве параметра обработчику событий Paint. Замените RotationInput.bmp на имя файла с изображением, имеющегося в системе, и путь к нему.

См. также

• ColorMatrix
• ImageAttributes
• Объекты Graphics и Drawing в Windows Forms
• перекрашивание изображений