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C# で カラーバー を作ってみた

Last updated at Posted at 2022-11-15

変更履歴

  • 2022年11月22日:Ver0.2.0 リリースに伴い内容を修正
  • 2022年11月29日:Ver0.3.0 リリースに伴いガンマ補正の記述を追加
  • 2023年01月27日:Ver1.0.0 リリース(ColorBarLib自体に問題がなさそうなので)
  • 2023年02月14日:Ver1.1.0 リリース (バグフィックス)
  • 2023年11月08日:タグに heatmap を追加(ヒートマップて言うのか…)

動機

元々 Gnuplot でサーモグラフィーみたいな2D画像を作成していました。
しかし出力データを「テキスト出力 → ProcessでGnuplot起動」の手順じゃないと出来ないため、とても遅いです。
どうにかならんかと思い作ってみました。

作成イメージ(OpenCVSharp4を利用)

イメージ RGB指定
Sample1.png #FF0000, #FFFF00, #00FF00, #00FFFF, #0000FF, #FF00FF, #FF0000
Sample2.png #000090, #000FFF, #0090FF, #0FFFEE, #FFFFFF, #FFEE00, #FF7000, #EE0000, #7F0000
サーモグラフィー.png #000088,#0000FF,#00FFFF,#FFFF00,#FF0000,#FFFFFF

使い方

Githubソース内のExcample を見るのが早いと思います。
カラーバー作成と表示画像作成でやり方が微妙に事るので…

使い方の例:

グレースケール
colorPalette = new()
{
    MinValue = 0,
    MaxValue = 255
};
// 上記指定したプロパティ値を利用
Color color = colorPalette.GetRGBColor(value);
// または上記指定したプロパティ値を無視し、最大値・最小値を指定
// Color color = colorPalette.GetRGBColor(value, minValue, maxValue);
カラー
ColorPalette colorPalette = new("#FF0000, #FFFF00, #00FF00, #00FFFF, #0000FF, #FF00FF, #FF0000")
{
    MinValue = 0,
    MaxValue = 255
};
// 上記指定したプロパティ値を利用
Color color = colorPalette.GetRGBColor(value);
// または上記指定したプロパティ値を無視し、最大値・最小値を指定
// Color color = colorPalette.GetRGBColor(value, minValue, maxValue);

簡単な説明

  1. コンストラクタでRGBカラーのリストからカラーパレットを作成します。
  2. GetRGBColor() メソッドで実際の値がカラーパレットのどの色に該当するかを探し出します
  3. コンストラクタの色指定無しにするとグレースケール(ガンマ補正有り)になります。
  4. 色指定を「#000000,#FFFFFF」にするとグレースケール(ガンマ補正無し)になります。
  5. 画像作成時の最大値・最小値は画像のビット単位最大・最小値を指定する
  6. カラーバー作成時の最大値・最小値は表示位置(XまたはY軸)の最大・最小値を指定する

その他

  • 最大値・最小値はマイナス値も対応してます
  • 最大値・最小値は小数点でも行けるはずです(サンプル画面では数値入力後にマイナスを付与)
  • ライブラリ自体は Color を使っているので、.net3.5 レベルまで落としても動くのでは?(責任持ちません)
  • 1つ1つは難しい事をしてないので、Java変換も行けるはず…
  • なんでこれ系はPythonばっかりなんだよっ!

課題・問題点

  1. グレースケールのカラーバーは良いのですが、実際の画像を出力した場合Gnuplot よりも暗めになりました。何かが間違っているんだろうが…
     → 調べた結果Gnuplotでは「ガンマ補正」を行っているようなので、同じようにガンマ補正を行うように変更しました。数値はGnuplotと同じ1.5を利用しています。
  2. 「ColorPalette」クラスの名前が、「System.Drawing.Imaging.ColorPalette」と被ってる…変更せねば…
     → コメントの @albireoさん の提案に合わせてクラス名を「ColorBarPalette」に変更しました。
  3. 【2022/11/21追記】HSLで作成しているから処理が複雑化してる?HSVにすればもっと簡単になるかも…?
  4. この後なにも無ければバージョン1.0にする。
     → 2023年01月27日リリース
  5. RGB画像を対応するCSVファイルにする機能を入れるか…別EXEにするか…(ってかこれはその辺に落ちてるアプリで十分か……)
  6. サンプル画面を英語で作るのが面倒になってきた…

Github

終わりに

今回はサーモグラフィーのような画像作成を目的として探しましたが、グラフや画像作るコードを探すと Python ばっかりな気がする…
またはGnuplotのような実行形式のもので、DLL形式のものを見つけられなかった…
昔はたくさんあったのかもしれないが、どこへ行ったのか…

ちなみに、約3000 × 2000 (ピクセル)ぐらいの画像作成が、Gnuplot(テキストファイル出力~画像ファイル作成まで)で約8秒 だったのが、約2秒まで減らせました。
やはりファイルI/Oを無くすのは速度にとって重要ですね。

なお、初投稿なので良くない記載があれば教えて頂けると嬉しいです。

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