C# 래스터 인터페이스

GDAL C# 인터페이스는 C# 응용 프로그램과 GDAL 간의 래스터 데이터 전송을 지원합니다.

다양한 Band.ReadRaster, Band.WriteRaster, Dataset.ReadRaster, Dataset.WriteRaster 오버로드(overload) 들이 응용 프로그램의 관리 부분과 비관리 부분 간의 래스터 데이터 전송에 관여하고 있습니다.

이 페이지에서는 특히 C# 인터페이스에 관련된 래스터 데이터 처리의 주요 측면을 요약할 것입니다.

Band 클래스는 다음 ReadRaster/WriteRaster 오버로드들을 담고 있습니다:

public CPLErr ReadRaster(int xOff, int yOff, int xSize, int ySize, byte[] buffer,
    int buf_xSize, int buf_ySize, int pixelSpace, int lineSpace){}

public CPLErr WriteRaster(int xOff, int yOff, int xSize, int ySize, byte[] buffer,
    int buf_xSize, int buf_ySize, int pixelSpace, int lineSpace){}

public CPLErr ReadRaster(int xOff, int yOff, int xSize, int ySize, short[] buffer,
    int buf_xSize, int buf_ySize, int pixelSpace, int lineSpace){}

public CPLErr WriteRaster(int xOff, int yOff, int xSize, int ySize, short[] buffer,
    int buf_xSize, int buf_ySize, int pixelSpace, int lineSpace){}

public CPLErr ReadRaster(int xOff, int yOff, int xSize, int ySize, int[] buffer,
    int buf_xSize, int buf_ySize, int pixelSpace, int lineSpace){}

public CPLErr WriteRaster(int xOff, int yOff, int xSize, int ySize, int[] buffer,
    int buf_xSize, int buf_ySize, int pixelSpace, int lineSpace){}

public CPLErr ReadRaster(int xOff, int yOff, int xSize, int ySize, float[] buffer,
    int buf_xSize, int buf_ySize, int pixelSpace, int lineSpace){}

public CPLErr WriteRaster(int xOff, int yOff, int xSize, int ySize, float[] buffer,
    int buf_xSize, int buf_ySize, int pixelSpace, int lineSpace){}

public CPLErr ReadRaster(int xOff, int yOff, int xSize, int ySize, double[] buffer,
    int buf_xSize, int buf_ySize, int pixelSpace, int lineSpace){}

public CPLErr WriteRaster(int xOff, int yOff, int xSize, int ySize, double[] buffer,
    int buf_xSize, int buf_ySize, int pixelSpace, int lineSpace){}

public CPLErr ReadRaster(int xOff, int yOff, int xSize, int ySize, IntPtr buffer, i
    nt buf_xSize, int buf_ySize, DataType buf_type, int pixelSpace, int lineSpace){}

public CPLErr WriteRaster(int xOff, int yOff, int xSize, int ySize, IntPtr buffer,
    int buf_xSize, int buf_ySize, DataType buf_type, int pixelSpace, int lineSpace){}

이 함수들 사이의 유일한 차이점은 버퍼 파라미터의 실제 유형뿐입니다. 마지막 두 오버로드는 일반 오버로드로, 호출자가 래스터 데이터를 담고 있는 버퍼에 대한 적절한 정렬(marshaling) 코드를 작성해야 합니다. C# 배열을 버퍼 파라미터로 가지고 있는 오버로드는 호출자에 적절한 정렬 코드를 구현합니다.

래스터 이미지 읽어오기

GDAL로부터 래스터 데이터를 읽어올 때, 사용자가 데이터의 C# 표현을 담을 .NET 이미지를 생성할 수도 있습니다. 래스터 데이터를 직접 또는 버퍼를 이용해서 읽어올 수 있습니다.

버퍼 이용 읽기 접근법 사용하기

이미지를 이 방법으로 읽어오는 경우 C# API가 C 배열과 C# 배열 간에 이미지 데이터를 복사할 것입니다:

// GDAL 이미지를 저장할 비트맵 생성
Bitmap bitmap = new Bitmap(width, height, PixelFormat.Format32bppRgb);
// 이미지 데이터를 담을 C# 배열 생성
byte[] r = new byte[width * height];
band.ReadRaster(0, 0, width, height, r, width, height, 0, 0);
// C# 비트맵에 픽셀 복사
int i, j;
for (i = 0; i< width; i++)
{
    for (j=0; j<height; j++)
    {
        Color newColor = Color.FromArgb(Convert.ToInt32(r[i+j*width]),Convert.ToInt32(r[i+j*width]), Convert.ToInt32(r[i+j*width]));
                bitmap.SetPixel(i, j, newColor);
    }
}

이 경우 인터페이스 구현이 내부적으로 생성된 비관리 배열을 이용해서 코드의 C 부분과 C++ 부분 간에 데이터를 다음과 같이 전송합니다:

public CPLErr ReadRaster(int xOff, int yOff, int xSize, int ySize, byte[] buffer, int buf_xSize, int buf_ySize, int pixelSpace, int lineSpace) {
    CPLErr retval;
    IntPtr ptr = Marshal.AllocHGlobal(buf_xSize * buf_ySize * Marshal.SizeOf(buffer[0]));
    try {
        retval = ReadRaster(xOff, yOff, xSize, ySize, ptr, buf_xSize, buf_ySize, DataType.GDT_Byte, pixelSpace, lineSpace);
        Marshal.Copy(ptr, buffer, 0, buf_xSize * buf_ySize);
    } finally {
        Marshal.FreeHGlobal(ptr);
    }
    GC.KeepAlive(this);
    return retval;
}

직접 읽기 접근법 사용하기

다음과 같은 접근법을 사용해서 C# 비트맵에 래스터 데이터를 직접 읽어올 수 있습니다:

// GDAL 이미지를 저장할 비트맵 생성
Bitmap bitmap = new Bitmap(width, height, PixelFormat.Format8bppIndexed);
// 비트맵 버퍼 가져오기
BitmapData bitmapData = bitmap.LockBits(new Rectangle(0, 0, width, height), ImageLockMode.ReadWrite, PixelFormat.Format8bppIndexed);
try
{
    int stride = bitmapData.Stride;
    IntPtr buf = bitmapData.Scan0;
    band.ReadRaster(0, 0, width, height, buf, width, height, DataType.GDT_Byte, 1, stride);
}
finally
{
    bitmap.UnlockBits(bitmapData);
}

이 접근법이 앞의 접근법보다 성능면에서 좋습니다. 데이터를 전송하기 위해 중간(intermediary) 배열을 할당할 필요가 없기 때문입니다.

/unsafe 코드 및 고정 선언문 사용하기

앞의 예시들에서는 프로그래머가 래스터 배열 용 정렬 코드를 굳이 구현하지 않아도 괜찮았습니다. 두 예시 모두 P/Invoke 호출을 실행하는 동안 가비지 수거기가 배열을 재배치하는 일을 방지하기 때문입니다. 프로그래머는 중간 배열을 사용하지 않고서도 다음과 같은 방법을 사용해서 래스터 데이터를 읽어올 수 있습니다:

byte[] buffer = new byte[width * height];
fixed (IntPtr ptr = buffer) {
band.ReadRaster(0, 0, width, height, ptr, width, height, 1, width);
}

이 접근법을 사용하는 경우 응용 프로그램을 /unsafe 명령줄 옵션을 이용해서 컴파일해야만 합니다.

색인/회색조 이미지 사용하기

PaletteInterp 목록을 이용해서 다양한 유형의 이미지 색상 해석들을 구분할 수 있습니다:

Band band = dataset.GetRasterBand(1);
ColorTable ct = band.GetRasterColorTable();
if (ct.GetPaletteInterpretation() == PaletteInterp.GPI_RGB)
{
    Console.WriteLine("   This raster band has RGB palette interpretation!");
}

색인된 색상 표현을 가진 이미지를 읽어오는 경우, 프로그래머가 다음과 같이 색상표를 복사하는 추가 작업을 해야 할 수도 있습니다:

// 데이터셋으로부터 GDAL 밴드 객체 가져오기
Band band = dataset.GetRasterBand(1);
ColorTable ct = band.GetRasterColorTable();
// GDAL 이미지를 저장할 비트맵 생성
Bitmap bitmap = new Bitmap(width, height, PixelFormat.Format8bppIndexed);
// 비트맵 버퍼 가져오기
BitmapData bitmapData = bitmap.LockBits(new Rectangle(0, 0, width, height), ImageLockMode.ReadWrite, PixelFormat.Format8bppIndexed);
try
    {
        int iCol = ct.GetCount();
        ColorPalette pal = bitmap.Palette;
        for (int i = 0; i < iCol; i++)
        {
            ColorEntry ce = ct.GetColorEntry(i);
            pal.Entries[i] = Color.FromArgb(ce.c4, ce.c1, ce.c2, ce.c3);
        }
        bitmap.Palette = pal;

        int stride = bitmapData.Stride;
        IntPtr buf = bitmapData.Scan0;

        band.ReadRaster(0, 0, width, height, buf, width, height, DataType.GDT_Byte, 1, stride);
        }
        finally
        {
            bitmap.UnlockBits(bitmapData);
        }
    }

회색조 이미지를 읽어오는 경우, 프로그래머는 .NET 이미지를 위해 충분한 색상표를 생성해야 합니다:

// 데이터셋으로부터 GDAL 밴드 객체 가져오기
Band band = ds.GetRasterBand(1);
// GDAL 이미지를 저장할 비트맵 생성
Bitmap bitmap = new Bitmap(width, height, PixelFormat.Format8bppIndexed);
// 비트맵 버퍼 가져오기
BitmapData bitmapData = bitmap.LockBits(new Rectangle(0, 0, width, height), ImageLockMode.ReadWrite, PixelFormat.Format8bppIndexed);
try
    {
        ColorPalette pal = bitmap.Palette;
        for(int i = 0; i < 256; i++)
            pal.Entries[i] = Color.FromArgb( 255, i, i, i );
        bitmap.Palette = pal;

        int stride = bitmapData.Stride;
        IntPtr buf = bitmapData.Scan0;

        band.ReadRaster(0, 0, width, height, buf, width, height, DataType.GDT_Byte, 1, stride);
    }
    finally
    {
        bitmap.UnlockBits(bitmapData);
    }