BitmapImage でBITMAPのボトムアップ／トップダウンを判別したい。

Question

前提

旧アプリがc++でMFCで作られてました
新アプリは、c# WPFで作られているのですが、旧アプリではあったBMPファイルの読込機能が追加されることになりました
同等の機能(データは上から取得する)必要な為、データの並びを判別しなければいけません

実現したいこと

System.Windows.Media.Imaging.BitmapImage
でBITMAPのボトムアップ／トップダウンを判別したい。

CImage::GetPitch
のような機能はないのでしょうか？

試したこと

旧アプリではgetpitchで判別してました
bitmapsourceクラス関連を調べていますが、相応の機能が見つかりませんでした

Comments

[y_waiwai]

BITMAPのボトムアップ／トップダウンとはなんのことを言ってるんでしょうか。
また、それを判定してなにをやりたいのでしょう。

[YAmaGNZ]

トップダウン DIB とボトムアップ DIB
https://learn.microsoft.com/ja-jp/previous-versions/direct-x/cc370952(v=msdn.10)?redirectedfrom=MSDN

[yen-rei]

説明不足すみません
と補足説明ありがとうございます

Answer 1

バイナリーで読み込んで、BITMAPINFOHEADER部分のbiHeightで判断すればいいのではないでしょうか
「ビットマップファイルをバイナリで開く」こちらが参考になりませんか？

Comments

[yen-rei]

バイナリで読み込むしかなさそうなんですね…。ありがとうございます

Answer 2

こんなもんでしょうか？

using System;
using System.Diagnostics;
using System.IO;
using System.Runtime.InteropServices;
using System.Windows.Media.Imaging;

public static class BitmapImageHelper
{
    [StructLayout(LayoutKind.Sequential, Pack = 2)]
    private struct BITMAPFILEHEADER
    {
        public ushort bfType;
        public uint bfSize;
        public ushort bfReserved1;
        public ushort bfReserved2;
        public uint bfOffBits;
    }

    [StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
    private struct BITMAPINFOHEADER
    {
        public uint biSize;
        public int biWidth;
        public int biHeight;
        public ushort biPlanes;
        public ushort biBitCount;
        public uint biCompression;
        public uint biSizeImage;
        public int biXPelsPerMeter;
        public int biYPelsPerMeter;
        public uint biClrUsed;
        public uint biClrImportant;
    }

    public enum BitmapDirection
    {
        TopDown, BottomUp
    }

    public static BitmapImage BitmapImageFromFile(
                                string fileName,
                                out BitmapDirection direction) {
        byte[] bytes = File.ReadAllBytes(fileName);
        direction = GetBitmapDirection(bytes);
        using (MemoryStream mem = new MemoryStream(bytes)) {
            BitmapImage bitmap = new BitmapImage();
            bitmap.BeginInit();
            bitmap.StreamSource = mem;
            bitmap.CacheOption = BitmapCacheOption.OnLoad;
            bitmap.EndInit();
            bitmap.Freeze();
            return bitmap;
        }
    }

    public static BitmapDirection GetBitmapDirection(byte[] bytes) {
        int offset = Marshal.SizeOf(typeof(BITMAPFILEHEADER));
        int size = Marshal.SizeOf(typeof(BITMAPINFOHEADER));
        IntPtr ptr = Marshal.AllocCoTaskMem(size);
        try {
            Marshal.Copy(bytes, offset, ptr, size);
            BITMAPINFOHEADER infoHeader = Marshal.PtrToStructure<BITMAPINFOHEADER>(ptr);
            return infoHeader.biHeight > 0 ? BitmapDirection.BottomUp
                                           : BitmapDirection.TopDown;
        } finally {
            Marshal.FreeCoTaskMem(ptr);
        }
    }
}

Unsafe 版とSpan版を作って比較してみました。

// Unsafe 版
public static unsafe BitmapDirection UnsafeGetBitmapDirection(byte[] bytes) {
    fixed (byte* lpFileHeader = bytes) {
        BITMAPINFOHEADER* lpInfoHeader =
            (BITMAPINFOHEADER*)(lpFileHeader + sizeof(BITMAPFILEHEADER));
        return lpInfoHeader->biHeight > 0 ? BitmapDirection.BottomUp
                                          : BitmapDirection.TopDown;
    }
}

// Span 版
public static BitmapDirection SpanGetBitmapDirection(byte[] bytes) {
    int offset = Marshal.SizeOf(typeof(BITMAPFILEHEADER));
    int size = Marshal.SizeOf(typeof(BITMAPINFOHEADER));
    Span<byte> span = new Span<byte>(bytes, offset, size);
    BITMAPINFOHEADER infoHeader = MemoryMarshal.Read<BITMAPINFOHEADER>(span);
    return infoHeader.biHeight > 0 ? BitmapDirection.BottomUp
                                   : BitmapDirection.TopDown;
}

public static void TryGetBitmapDirection(string fileName) {
    byte[] bytes = File.ReadAllBytes(fileName);
    Watch("GetBitmapDirection", () => { GetBitmapDirection(bytes); });
    Watch("UnsafeGetBitmapDirection", () => { UnsafeGetBitmapDirection(bytes); });
    Watch("SpanGetBitmapDirection", () => { SpanGetBitmapDirection(bytes); });
}

public static void Watch(string message, Action action) {
    Stopwatch sw = new Stopwatch();
    sw.Start();
    for (int i = 0; i < 100000; i++) {
        action.Invoke();
    }
    sw.Stop();
    Console.WriteLine($"{message} {sw.ElapsedMilliseconds}ms");
}

結果
GetBitmapDirection 61ms
UnsafeGetBitmapDirection 1ms
SpanGetBitmapDirection 12ms

Span も速いですが、やはり Unsafe は速かった。

Comments

[yen-rei]

丁寧に実現方法と時間測定までして頂きありがとうございました
参考にさせていただきます