C#中基于GDI+(Graphics)图像处理系列之任意角度旋转图像

心已赠人 2021-09-11 05:56 876阅读 0赞

# 简介 #

图像旋转功能在实际使用中出现得不多，Image自带RotateFlip方法可以简单的实现90、180等角度的旋转或者翻转，但是如果要实现任意角度的旋转该怎么做？对于一个有经验的同学估计不到半天时间就可以完成，如果让新手遇到，估计就傻了，毕竟里面涉及了三角函数、空间坐标等方面的知识，比较蛋疼的是，Graphics（或者矩形）的旋转变换都是以左上角为原点，如果要以其中心进行旋转该怎么做？想知道的话就继续往后看吧。  
本文将重点向大家介绍怎么使用GDI+(Graphics)获取图像按任意角度旋转后的图像。

# 动手前先解决两个问题 #

## 获取图片旋转后所占的矩形区域宽高 ##

![黄色矩形框表示图像旋转后的区域][SouthEast]  
如动态图所示，我们已知源图宽高和旋转角度，需要计算动态图中黄色矩形的宽高，用数学示意图表示如下：  
![这里写图片描述][SouthEast 1]  
数学公式如下：  
![这里写图片描述][SouthEast 2]  
是不是有点晕，不用着急，直接看代码

/// <summary>
    /// 计算矩形绕中心任意角度旋转后所占区域矩形宽高
    /// </summary>
    /// <param name="width">原矩形的宽</param>
    /// <param name="height">原矩形高</param>
    /// <param name="angle">顺时针旋转角度</param>
    /// <returns></returns>
    public Rectangle GetRotateRectangle(int width, int height, float angle)
    {
          double radian = angle * Math.PI / 180; ;
          double cos = Math.Cos(radian);
          double sin = Math.Sin(radian);
          //只需要考虑到第四象限和第三象限的情况取大值(中间用绝对值就可以包括第一和第二象限)
          int newWidth = (int)(Math.Max(Math.Abs(width * cos - height * sin), Math.Abs(width * cos + height * sin)));
          int newHeight = (int)(Math.Max(Math.Abs(width * sin - height * cos), Math.Abs(width * sin + height * cos)));
          return new Rectangle(0, 0, newWidth, newHeight);
    }

## 已知一个矩形，如何绘制其绕其中心点旋转N度后的矩形区域 ##

由于Graphics进行旋转平移等转换时的原点都是左上角，我们的要求是绕矩形中心旋转，需要三步完成  
(1)将Graphics的原点移至矩形的中点，假设坐标为(x,y)  
(2)将Graphics绕当前原点旋转N度  
(3)将Graphics沿(-x，-y)移回  
每步形成效果如下图所示。红色为原矩形，黄色为第一步，蓝色为第二步，绿色为第三步。  
![这里写图片描述][SouthEast 3]  
上面几步实现的具体代码如下:

int angle = int.Parse(txtDestAngle.Text);//txtDestAngle为界面中一个TextBox控件
    var btn = sender as Button;
    Graphics graphics = null;
    try
    {
        //假设待处理的矩形 长宽为
        var w = 120;
        var h = 60;
        //创建graphics
        graphics = pictureBox1.CreateGraphics(); ;//pictureBox1为界面中一个PictureBox控件
        graphics.Clear(Color.Gray);
        //原始位置
        //画出矩形中心点
        graphics.DrawEllipse(new Pen(Color.Red), new Rectangle(w / 2 - 2, h / 2 - 2, 4, 4));
        //画出矩形当前位置
        graphics.DrawRectangle(new Pen(Color.Red), new Rectangle(0, 0, w, h));
        //***第一步***
        //将graphics坐标原点移到矩形中心点
        graphics.TranslateTransform(w / 2, h / 2);
        //画出矩形当前位置
        graphics.DrawRectangle(new Pen(Color.Yellow), new Rectangle(0, 0, w, h));
        //***第二步***
        //graphics旋转相应的角度(绕当前原点)
        graphics.RotateTransform(angle);
        //画出矩形当前位置
        graphics.DrawRectangle(new Pen(Color.Blue), new Rectangle(0, 0, w, h));
        //***每三步***
        //恢复graphics在水平和垂直方向的平移(沿当前原点)
        graphics.TranslateTransform(-w / 2, -h / 2);
        //画出矩形当前位置
        graphics.DrawRectangle(new Pen(Color.Green), new Rectangle(0, 0, w, h));
        //重至绘图的所有变换
        graphics.ResetTransform();
        graphics.Save();
        //***结束***
    }
    catch (Exception ex)
    {
         MessageBox.Show(ex.Message);
    }
    finally
    {
         if (graphics != null)
              graphics.Dispose();
    }

# 获得图像旋转任意角度后的图像 #

解决上述两个问题后，再想获取图像旋转任意角度后的图像就会变得很简单了  
(1)已知一个原始图像srcImage和要旋转的角度  
(2)获取这个图像按角度旋转后的宽高(rotateRect)  
(3)根据旋转后的宽高定义Bitmap(rotateImage)，定义Graphics，将Graphics按rotateImage的矩形区域中心进行旋转变换  
(4)将srcImage绘制到rotateImage中心（即两个中心点重合）  
(5)重置Graphics，完成  
完整代码如下

/// <summary>
    /// 获取原图像绕中心任意角度旋转后的图像
    /// </summary>
    /// <param name="rawImg"></param>
    /// <param name="angle"></param>
    /// <returns></returns>
    public Image GetRotateImage(Image srcImage, int angle)
    {
         angle = angle % 360;
         //原图的宽和高
         int srcWidth = srcImage.Width;
         int srcHeight = srcImage.Height;
         //图像旋转之后所占区域宽和高
         Rectangle rotateRec = GetRotateRectangle(srcWidth, srcHeight, angle);
         int rotateWidth = rotateRec.Width;
         int rotateHeight = rotateRec.Height;
         //目标位图
         Bitmap destImage = null;
         Graphics graphics = null;
         try
         {
              //定义画布，宽高为图像旋转后的宽高
              destImage = new Bitmap(rotateWidth, rotateHeight);
              //graphics根据destImage创建，因此其原点此时在destImage左上角
              graphics = Graphics.FromImage(destImage);
              //要让graphics围绕某矩形中心点旋转N度，分三步
              //第一步，将graphics坐标原点移到矩形中心点,假设其中点坐标（x,y）
              //第二步，graphics旋转相应的角度(沿当前原点)
              //第三步，移回（-x,-y）
              //获取画布中心点
              Point centerPoint = new Point(rotateWidth / 2, rotateHeight / 2);
              //将graphics坐标原点移到中心点
              graphics.TranslateTransform(centerPoint.X, centerPoint.Y);
              //graphics旋转相应的角度(绕当前原点)
              graphics.RotateTransform(angle);
              //恢复graphics在水平和垂直方向的平移(沿当前原点)
              graphics.TranslateTransform(-centerPoint.X, -centerPoint.Y);
              //此时已经完成了graphics的旋转
    
              //计算:如果要将源图像画到画布上且中心与画布中心重合，需要的偏移量
              Point Offset = new Point((rotateWidth - srcWidth) / 2, (rotateHeight - srcHeight) / 2);                
              //将源图片画到rect里（rotateRec的中心）
              graphics.DrawImage(srcImage, new Rectangle(Offset.X, Offset.Y, srcWidth, srcHeight));
              //重至绘图的所有变换
              graphics.ResetTransform();
              graphics.Save();
         }
         catch (Exception ex)
         {
              throw ex;
         }
         finally
         {
              if (graphics != null)
                   graphics.Dispose();
         }
         return destImage;
    }

注意：如果发现有的方法没有具体实现，请移步[《C\#中基于GDI+(Graphics)图像处理系列之前言》][C_GDI_Graphics]获取完整的图像处理工具类源码

# 完整示例程序源码下载 #

[http://download.csdn.net/detail/lhtzbj12/9730116][http_download.csdn.net_detail_lhtzbj12_9730116]  
如果想查阅本系列其他文章，请移步[《C\#中基于GDI+(Graphics)图像处理系列之前言》][C_GDI_Graphics]

[SouthEast]: /images/20210809/a5f986bd2ba84f8ab43f95f4868e835b.png
[SouthEast 1]: /images/20210809/d49db8479fa248b78cf61fcf63a08925.png
[SouthEast 2]: /images/20210809/3328f24d1de24cc68ccf44c33f5bcb04.png
[SouthEast 3]: /images/20210809/46c6e6812b09497fb24e22884bb61281.png
[C_GDI_Graphics]: http://blog.csdn.net/lhtzbj12/article/details/54024821
[http_download.csdn.net_detail_lhtzbj12_9730116]: http://download.csdn.net/detail/lhtzbj12/9730116