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C#实现高性能拍照与水印添加功能完整方案

2025-09-24 10:58:09 作者：almighty27

在工业检测、质量追溯等应用场景中,经常需要对产品进行拍照并添加相关信息水印,本文将详细介绍如何使用C#实现一个高性能的拍照和水印添加功能,包含完整的代码实现和优化技巧,需要的朋友可以参考下

1. 概述

在工业检测、质量追溯等应用场景中，经常需要对产品进行拍照并添加相关信息水印。本文将详细介绍如何使用C#实现一个高性能的拍照和水印添加功能，包含完整的代码实现和优化技巧。

2. 功能架构设计

本功能主要分为以下几个模块：

相机控制与分辨率设置
图像捕获与处理
水印信息生成与添加
文件保存与UI更新

3. 核心代码实现

3.1 主拍照方法

/// <summary>
/// 拍照并添加水印信息
/// </summary>
/// <returns>保存的图片路径，失败返回空字符串</returns>
private string TakePictures()
{
    Console.WriteLine("开始拍照");
    string filePath = string.Empty;
    
    try
    {
        this.Dispatcher.Invoke(() =>
        {
            // 1. 设置UI背景
            ImgBox.Background = new SolidColorBrush(System.Windows.Media.Color.FromRgb(75, 76, 69));
            
            // 2. 设置相机分辨率
            if (!SetCameraResolutionWithoutStop(3840, 2160))
            {
                Console.WriteLine("设置分辨率失败");
                return;
            }

            // 3. 检查视频帧有效性
            if (player?.GetCurrentVideoFrame()?.GetHbitmap() == IntPtr.Zero)
            {
                Console.WriteLine("获取视频帧失败");
                return;
            }

            // 4. 获取并处理图像
            using (var hBitmap = new SafeHBitmapHandle(player.GetCurrentVideoFrame().GetHbitmap()))
            {
                BitmapSource bitmapSource = CreateBitmapSourceFromHBitmap(hBitmap);
                if (bitmapSource == null)
                {
                    Console.WriteLine("创建BitmapSource失败");
                    return;
                }

                // 5. 旋转图像（如果需要）
                if (ShouldRotateImage())
                {
                    bitmapSource = RotateImage(bitmapSource, 180);
                }

                // 6. 保存图像
                filePath = GenerateFilePath();
                if (string.IsNullOrEmpty(filePath))
                {
                    Console.WriteLine("生成文件路径失败");
                    return;
                }

                SaveImageToFile(bitmapSource, filePath);

                // 7. 添加水印
                AddWatermarkToImage(filePath, currentScanCodeRecord);

                // 8. 更新UI显示
                UpdateImageDisplay(filePath);
                
                Console.WriteLine($"照片已保存到: {Path.GetFullPath(filePath)}");
                SystemInfo.WriteFile($"照片已保存到: {Path.GetFullPath(filePath)}", "生产日志");
            }
        });
        
        return filePath;
    }
    catch (Exception ex)
    {
        Console.WriteLine($"照片保存出错: {ex}");
        SystemInfo.WriteFile($"照片保存出错: {ex}", "Error");
        return string.Empty;
    }
}

3.2 安全HBITMAP处理类

// 安全释放HBITMAP的包装类
private class SafeHBitmapHandle : IDisposable
{
    private readonly IntPtr _hBitmap;
    private bool _disposed = false;

    public SafeHBitmapHandle(IntPtr hBitmap)
    {
        _hBitmap = hBitmap;
    }

    public static implicit operator IntPtr(SafeHBitmapHandle handle) => handle._hBitmap;

    public void Dispose()
    {
        if (!_disposed && _hBitmap != IntPtr.Zero)
        {
            DeleteObject(_hBitmap);
            _disposed = true;
        }
        GC.SuppressFinalize(this);
    }

    ~SafeHBitmapHandle()
    {
        Dispose();
    }

    [System.Runtime.InteropServices.DllImport("gdi32.dll")]
    private static extern bool DeleteObject(IntPtr hObject);
}

4. 关键技术点详解

4.1 相机分辨率设置

private bool SetCameraResolutionWithoutStop(int width, int height)
{
    try
    {
        if (player?.VideoSource is not VideoCaptureDevice videoDevice)
            return false;

        var targetResolution = videoDevice.VideoCapabilities?
            .FirstOrDefault(cap => cap.FrameSize.Width == width && cap.FrameSize.Height == height);

        if (targetResolution != null)
        {
            videoDevice.VideoResolution = targetResolution;
            Console.WriteLine($"已设置分辨率为: {width}x{height}");
            return true;
        }

        Console.WriteLine($"未找到 {width}x{height} 分辨率支持");
        return false;
    }
    catch (Exception ex)
    {
        Console.WriteLine($"设置分辨率失败: {ex.Message}");
        return false;
    }
}

技术要点：

使用VideoCaptureDevice类控制相机设备
通过VideoCapabilities枚举设备支持的分辨率
采用异常处理确保程序稳定性

4.2 图像处理与旋转

private BitmapSource RotateImage(BitmapSource source, double angle)
{
    try
    {
        RotateTransform rotateTransform = new RotateTransform(angle);
        return new TransformedBitmap(source, rotateTransform);
    }
    catch
    {
        return source;
    }
}

4.3 文件路径生成策略

private string GenerateFilePath()
{
    try
    {
        string basePath = ConfigurationManager.AppSettings["PicFileLoad"] ?? string.Empty;
        if (string.IsNullOrEmpty(basePath))
            return string.Empty;

        string dateFolder = DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd");
        string codeFolder = string.IsNullOrEmpty(OldCode) ? "null" : OldCode;
        
        string directoryPath = Path.Combine(basePath, "photos", "Input", dateFolder, codeFolder);
        
        if (!Directory.Exists(directoryPath))
            Directory.CreateDirectory(directoryPath);

        return Path.Combine(directoryPath, $"photo_{DateTime.Now:yyyyMMddHHmmss}.jpg");
    }
    catch
    {
        return string.Empty;
    }
}

目录结构设计：

basePath/
├── photos/
│   ├── Input/
│   │   ├── 2023-11-20/
│   │   │   ├── ProductCode001/
│   │   │   └── ProductCode002/
│   │   └── 2023-11-21/

4.4 高质量图像保存

private void SaveImageToFile(BitmapSource bitmapSource, string filePath)
{
    try
    {
        using (FileStream fs = new FileStream(filePath, FileMode.Create))
        {
            JpegBitmapEncoder encoder = new JpegBitmapEncoder { QualityLevel = 95 };
            encoder.Frames.Add(BitmapFrame.Create(bitmapSource));
            encoder.Save(fs);
        }
    }
    catch (Exception ex)
    {
        Console.WriteLine($"保存图像失败: {ex.Message}");
        throw;
    }
}

5. 智能水印实现

5.1 水印添加核心方法

private void AddWatermarkToImage(string imagePath, t_ScanCodeRecord record)
{
    try
    {
        using (var originalImage = Image.FromFile(imagePath))
        using (var watermarkImage = new Bitmap(originalImage.Width, originalImage.Height))
        using (var graphics = Graphics.FromImage(watermarkImage))
        {
            // 设置高质量绘制
            graphics.SmoothingMode = System.Drawing.Drawing2D.SmoothingMode.HighQuality;
            graphics.InterpolationMode = System.Drawing.Drawing2D.InterpolationMode.HighQualityBicubic;
            graphics.PixelOffsetMode = System.Drawing.Drawing2D.PixelOffsetMode.HighQuality;

            // 绘制原始图像
            graphics.DrawImage(originalImage, 0, 0, originalImage.Width, originalImage.Height);

            // 添加水印
            string watermarkText = FormatShippingInfo(record);
            AddTextWatermark(graphics, watermarkText, originalImage.Width, 80);

            // 保存处理后的图像
            watermarkImage.Save(imagePath, System.Drawing.Imaging.ImageFormat.Jpeg);
        }
    }
    catch (Exception ex)
    {
        Console.WriteLine($"添加水印失败: {ex.Message}");
        throw;
    }
}

5.2 智能文本格式化

public string FormatShippingInfo(t_ScanCodeRecord record)
{
    if (record == null) return string.Empty;

    string[] parts = 
    {
        record.shipping_mark ?? string.Empty,
        record.code ?? string.Empty,
        $"{record.weight}kg",
        $"{record.volume}m³",
        DateTime.Now.ToString("yyyy.MM.dd HH:mm")
    };

    // 计算显示长度（考虑中英文）
    int[] partLengths = parts.Select(GetDisplayLength).ToArray();
    int totalLength = partLengths.Sum();

    // 计算间隔
    int totalGaps = 126 - totalLength;
    int gapCount = 4;
    int baseGapSize = totalGaps / gapCount;
    int extraSpace = totalGaps % gapCount;

    // 构建结果
    var result = new StringBuilder();
    
    for (int i = 0; i < parts.Length; i++)
    {
        result.Append(parts[i]);
        
        if (i < gapCount)
        {
            int currentGapSize = baseGapSize + (extraSpace > 0 ? 1 : 0);
            result.Append(' ', currentGapSize);
            if (extraSpace > 0) extraSpace--;
        }
    }

    Console.WriteLine($"最终长度: {GetDisplayLength(result.ToString())}/126");
    return result.ToString();
}

// 计算字符串显示长度（支持中英文混合）
private int GetDisplayLength(string text)
{
    if (string.IsNullOrEmpty(text)) return 0;
    
    return text.Sum(c => c >= 0x4E00 && c <= 0x9FA5 ? 2 : 1);
}

6. 性能优化技巧

资源管理：使用using语句和SafeHBitmapHandle确保资源正确释放
异常处理：完善的异常处理机制保证程序稳定性
配置化：通过配置文件管理路径、旋转设置等参数
高质量渲染：设置合适的图形渲染参数保证图像质量
日志记录：详细的日志记录便于问题排查

7. 实际应用建议

相机选型：根据实际需求选择合适分辨率的工业相机
存储规划：考虑图片数量和大小，合理规划存储空间
性能监控：监控拍照过程的耗时，优化瓶颈环节
错误处理：增加重试机制应对临时性故障
内存管理：定期清理不必要的资源，防止内存泄漏

8. 总结

本文详细介绍了C#实现拍照和水印添加功能的完整方案，涵盖了从相机控制、图像处理到文件保存的各个环节。代码中体现了良好的资源管理、异常处理和性能优化实践，可以直接应用于工业检测、质量追溯等实际场景。

通过合理的架构设计和细节处理，这个方案能够稳定高效地完成拍照和水印添加任务，为后续的图像分析和数据处理提供可靠的基础。

以上就是C#实现高性能拍照与水印添加功能完整方案的详细内容，更多关于C#拍照与水印添加功能的资料请关注脚本之家其它相关文章！