如何在WPF中将图像转为字节数组用于Adafruit SSD1306 OLED显示屏

首先得明确Adafruit SSD1306单色OLED的显存规则：以128x64分辨率为例，显存被划分为8个"页"，每页对应垂直方向的8行像素；每个字节对应垂直方向的8个像素（bit7对应页内最顶部的像素，bit0对应最底部），每页包含128个字节（对应水平128列），总字节数为128×8=1024。我们的目标就是把图像转换成符合这个格式的字节数组。

实现步骤与代码示例 #

1. 图像预处理（缩放、转灰度、二值化）

先把WPF中的图像调整到OLED的分辨率，转成灰度后再二值化（区分黑白像素）：

// 加载图像并转换为适合处理的格式
private BitmapSource PrepareImage(string imagePath, int oledWidth = 128, int oledHeight = 64)
{
    var bitmap = new BitmapImage(new Uri(imagePath));
    
    // 缩放图像到OLED分辨率（保持比例，超出部分裁剪）
    var scaleTransform = new ScaleTransform();
    double scaleX = (double)oledWidth / bitmap.PixelWidth;
    double scaleY = (double)oledHeight / bitmap.PixelHeight;
    double scale = Math.Max(scaleX, scaleY);
    
    scaleTransform.ScaleX = scale;
    scaleTransform.ScaleY = scale;
    
    var scaledBitmap = new TransformedBitmap(bitmap, scaleTransform);
    
    // 裁剪到OLED精确尺寸
    var croppedBitmap = new CroppedBitmap(scaledBitmap, new Int32Rect(
        (scaledBitmap.PixelWidth - oledWidth) / 2,
        (scaledBitmap.PixelHeight - oledHeight) / 2,
        oledWidth,
        oledHeight));
    
    // 转换为8位灰度图
    return new FormatConvertedBitmap(croppedBitmap, PixelFormats.Gray8, null, 0);
}

// 二值化处理：根据阈值将灰度图转为黑白
private bool[,] BinarizeImage(BitmapSource grayImage, byte threshold = 127)
{
    int width = grayImage.PixelWidth;
    int height = grayImage.PixelHeight;
    bool[,] binaryPixels = new bool[width, height];
    
    byte[] pixelData = new byte[width * height];
    grayImage.CopyPixels(pixelData, width, 0);
    
    for (int y = 0; y < height; y++)
    {
        for (int x = 0; x < width; x++)
        {
            // 灰度值大于阈值则为亮像素（true），否则为暗（false）
            binaryPixels[x, y] = pixelData[y * width + x] > threshold;
        }
    }
    
    return binaryPixels;
}

2. 转换为SSD1306格式的字节数组

根据OLED的页存储规则，将二值化后的像素数据拼成字节数组：

private byte[] ConvertToOledBytes(bool[,] binaryPixels, int oledWidth = 128, int oledHeight = 64)
{
    int pageCount = oledHeight / 8;
    byte[] oledBytes = new byte[oledWidth * pageCount];
    
    for (int page = 0; page < pageCount; page++)
    {
        for (int x = 0; x < oledWidth; x++)
        {
            byte b = 0;
            // 遍历当前页内的8个垂直像素
            for (int bit = 0; bit < 8; bit++)
            {
                int y = page * 8 + bit;
                if (binaryPixels[x, y])
                {
                    // 对应位置设为1（bit7是页内第0行，bit0是第7行）
                    b |= (byte)(1 << (7 - bit));
                }
            }
            oledBytes[page * oledWidth + x] = b;
        }
    }
    
    return oledBytes;
}

3. 完整调用示例

把上述方法组合起来，完成从图像到OLED字节数组的转换：

public byte[] ImageToOledByteArray(string imagePath, byte threshold = 127)
{
    var preparedImage = PrepareImage(imagePath);
    var binaryPixels = BinarizeImage(preparedImage, threshold);
    return ConvertToOledBytes(binaryPixels);
}

额外说明 #

• 阈值可调：像目标工具一样，允许用户调整二值化阈值，适配不同图像的明暗效果
• 分辨率适配：如果使用其他分辨率的SSD1306（如128x32），只需修改对应的oledWidth和oledHeight参数，代码会自动调整页数量和字节数
• 像素反转：如果OLED显示的图像是反色的，可以在二值化时反转判断条件（pixelData[...] <= threshold），或者在生成字节时对每个字节取反（b = (byte)~b）

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Serkan