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【C#】PNG 和 JPG、JPEG的应用以及三种格式的区别？

news 2025/8/15 16:40:18

PNG（Portable Network Graphics）、JPG（也称为JPEG，Joint Photographic Experts Group）是两种常用的图像文件格式，它们各有特点，适用于不同的场景。

三种格式的区别

压缩方式：
- PNG：采用无损压缩算法。这意味着无论你保存、编辑多少次，图像质量都不会下降。
- JPG/JPEG：使用有损压缩算法。在保存为JPG时，你可以选择压缩比例，更高的压缩率意味着更小的文件大小，但同时也会导致图像质量下降。
透明度支持：
- PNG：支持透明度。PNG有两种主要形式：PNG-8（支持256色和一个透明通道）和PNG-24（支持全彩色和一个alpha通道，允许不同程度的透明）。这使得它非常适合用于需要背景透明效果的图像，如网站图标、标志等。
- JPG/JPEG：不支持透明度。所有JPG图像都必须有一个背景颜色（通常为白色或其它纯色），因此不适合需要透明背景的应用场景。
用途：
- PNG：由于其无损质量和对透明度的支持，常用于保存图形设计、文本较多的图像、需要高质量输出的设计稿以及任何需要透明背景的场合。
- JPG/JPEG：因其高效的压缩比，适合用来存储色彩丰富的照片或复杂的图像，特别是在网络上传输或展示时，因为这些场景往往更看重文件大小而非绝对的图像质量。

在处理图像时关于透明度的区别

当你处理包含透明区域的图像时，PNG格式通常是首选，因为它可以准确地保存透明度信息。而JPG格式则无法保存透明度信息，如果你将一个具有透明背景的PNG图像另存为JPG格式，软件通常会要求你指定一种背景颜色来填充原本透明的部分。

综上所述，在需要保持最佳图像质量和/或透明背景的情况下，PNG是一个更好的选择；而在追求较小文件尺寸且不需要透明背景的照片存储中，JPG更为合适。

在C#中PNG 和 JPG、JPEG的应用

在C#中处理PNG和JPG/JPEG图像时，通常会使用到System.Drawing命名空间（或较新的System.Drawing.Common），以及可能的第三方库如ImageSharp等。从.NET Core 3.0开始，System.Drawing.Common成为了跨平台处理图像的标准方式，但需要注意的是自.NET 6起，微软建议在非Windows平台上使用其他库，因为System.Drawing.Common在Linux和macOS上的实现依赖于GDI+，这可能会带来兼容性问题。

使用`System.Drawing.Common`处理图像

以下是使用System.Drawing.Common库加载、保存PNG和JPEG图像的基本示例：

加载和保存图像

using System;
using System.Drawing;
using System.Drawing.Imaging;class Program
{static void Main(){// 加载一个PNG或JPG图像using (Image image = Image.FromFile("example.png")){// 保存为PNG格式image.Save("output.png", ImageFormat.Png);// 保存为JPG格式，并设置质量var encoderParams = new EncoderParameters(1);encoderParams.Param[0] = new EncoderParameter(Encoder.Quality, 90L); // 设置JPEG质量为90ImageCodecInfo jpgEncoder = GetEncoder(ImageFormat.Jpeg);image.Save("output.jpg", jpgEncoder, encoderParams);}}private static ImageCodecInfo GetEncoder(ImageFormat format)
{ImageCodecInfo[] codecs = ImageCodecInfo.GetImageDecoders();foreach (ImageCodecInfo codec in codecs){if (codec.FormatID == format.Guid){return codec;}}return null;
}
}

处理透明度

PNG：当你处理需要保留透明背景的图像时，可以无损地保存为PNG格式。使用ImageFormat.Png作为保存格式即可。
JPEG：由于JPEG不支持透明度，所有透明区域将会被填充为某种颜色（通常是白色）。如果你尝试将具有透明度的PNG图像保存为JPEG格式，必须决定如何处理这些透明部分。

编码器	像素格式	透明通道	背景色
`JpegBitmapEncoder`	不支持透明（Alpha=1）	强制不透明	未初始化的像素为黑色 (0,0,0)
`PngBitmapEncoder`	支持透明	使用 `Pbgra32` 等格式	未绘制区域 Alpha=0（透明），但显示时背景为白色（取决于查看器）

总之，在C#中处理PNG和JPG/JPEG图像主要涉及到正确使用System.Drawing.Common中的类和方法来加载、修改和保存图像文件。对于更高级的需求，比如复杂的图像处理或在非Windows平台上更好的兼容性，考虑使用如ImageSharp这样的第三方库可能是明智的选择。

在C#中处理PNG图像的透明部分，通常涉及到使用System.Drawing或System.Drawing.Common命名空间中的类。以下是一些基本的操作方法，包括如何创建带有透明度的图像、如何设置图像区域为透明以及如何保存包含透明度的PNG文件。

创建带有透明背景的图像

当你创建一个新的图像时，可以通过指定像素格式来包含透明度支持：

using System.Drawing;
using System.Drawing.Imaging;// 创建一个32位带有Alpha通道（透明度）的新Bitmap对象
Bitmap bitmap = new Bitmap(100, 100, PixelFormat.Format32bppArgb);// 获取图形上下文
Graphics g = Graphics.FromImage(bitmap);// 设置背景颜色为完全透明
g.Clear(Color.Transparent);

处理现有图像的透明部分

对于已经存在的PNG图像，如果你想要修改其透明度或者将某个颜色替换为透明，可以这样做：

using (Bitmap bitmap = new Bitmap("input.png"))
{for (int x = 0; x < bitmap.Width; x++){for (int y = 0; y < bitmap.Height; y++){Color pixelColor = bitmap.GetPixel(x, y);// 假设我们想将纯绿色变为透明if (pixelColor.R == 0 && pixelColor.G == 255 && pixelColor.B == 0){bitmap.SetPixel(x, y, Color.FromArgb(0)); // 完全透明}}}// 保存结果，注意要保存为PNG以保留透明度bitmap.Save("output.png", ImageFormat.Png);
}

背景默认填充色

JPEG 格式本身并不支持透明度，因此在将包含透明区域的图像保存为 JPEG 时，这些透明区域需要被某种颜色填充。默认情况下，不同的软件和库可能会以黑色或白色来填充这些透明区域，但这并不是由 JPEG 标准本身决定的，而是具体实现的选择。

黑色或白色作为默认填充色

默认行为：当使用某些工具或库（例如你提到的 JpegBitmapEncoder）将具有透明度的图像转换为 JPEG 格式时，透明部分通常会被填充为黑色或者白色。这种选择通常是库或工具开发者所做的一个设计决策，并不是固定的规则。
为什么是黑色或白色？
- 黑色：一些实现可能选择黑色作为默认填充色，因为这可以避免与浅色背景混合时产生强烈的对比，尤其是在图像编辑和视频处理中。
- 白色：另一方面，白色有时也被用作默认填充色，特别是在网页设计或其他需要明亮背景的应用场景中。

自定义填充色

对于想要自定义这个填充色（例如设定为黑色或白色，甚至是其他颜色），你需要在将图像编码为 JPEG 之前手动填充透明区域。以下是大致步骤：

创建一个新的位图，其大小与原图相同，并且背景色为你希望的填充色（比如黑色或白色）。
将原始图像绘制到这个新的位图上。这样做会覆盖掉新的位图中的相应部分，而任何未被覆盖的部分（即原图中的透明区域）将保留你所选的颜色。
使用 JpegBitmapEncoder 或类似的工具将这个新生成的位图保存为 JPEG 文件。

这种方法允许你在保存 JPEG 文件之前控制如何处理图像的透明区域，包括选择任何你希望的填充颜色。

想将透明区域填充为黑色，然后保存为 JPEG：

// 假设 originalBitmap 是你的原始 BitmapSource
var blackBackgroundBitmap = new RenderTargetBitmap(originalBitmap.PixelWidth, originalBitmap.PixelHeight, 96, 96, PixelFormats.Pbgra32);
DrawingVisual drawingVisual = new DrawingVisual();
using (DrawingContext dc = drawingVisual.RenderOpen())
{// 先画一个黑色背景dc.DrawRectangle(Brushes.Black, null, new Rect(0, 0, originalBitmap.Width, originalBitmap.Height));// 然后绘制你的原始图像dc.DrawImage(originalBitmap, new Rect(0, 0, originalBitmap.Width, originalBitmap.Height));
}
blackBackgroundBitmap.Render(drawingVisual);// 接下来使用 JpegBitmapEncoder 保存 blackBackgroundBitmap
var encoder = new JpegBitmapEncoder();
encoder.Frames.Add(BitmapFrame.Create(blackBackgroundBitmap));
using (var fileStream = new FileStream("output.jpg", FileMode.Create))
{encoder.Save(fileStream);
}

使用白色填充透明区域

如果你想要使用白色来填充透明区域，只需将上面代码中的 Brushes.Black 替换为 Brushes.White：

// 绘制一个白色背景代替黑色背景 dc.DrawRectangle(Brushes.White, null, new Rect(0, 0, originalBitmap.Width, originalBitmap.Height));

通过这种方式，你可以根据需要选择任何颜色作为背景色来填充透明区域。只需要更改DrawRectangle方法中使用的画刷（Brush）即可。这样，在最终保存为JPEG格式时，原本透明的部分就会被你选择的颜色所替代。

注意事项

PixelFormat：确保使用支持透明度的像素格式（如Format32bppArgb），以便正确处理透明度。
保存格式：由于JPEG不支持透明度，因此当处理需要透明背景的图像时，请使用PNG格式进行保存。
性能考虑：GetPixel和SetPixel方法对于大量操作来说效率较低。对于性能敏感的应用，可以考虑使用LockBits方法直接访问图像数据，但这要求更复杂的代码处理。

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