パネルとピクチャボックスを管理するイメージコンテナを定義する

using System;
using System.Drawing;
using System.Windows.Forms;

namespace aaa
{
	public partial class Form1 : Form
	{

		const double ZOOM_MUL0 = 2.0;
		const double ZOOM_MUL1 = 4.0;

		ZoomableImageContainer Zic;

		public Bitmap BmpOut;

		public Form1()
		{
			InitializeComponent();
		}

		private void Form1_Load( object sender, EventArgs e )
		{

			// 適当なデバッグ用の画像ファイルを読み込む.
			BmpOut = new Bitmap( "c:/tmp/mikasa.jpg" );

			// 読み込んだ画像のアスペクト比を算出する.
			int w = BmpOut.Width;
			int h = BmpOut.Height;
			double asp = (double)( w ) / (double)( h );

			// パネルの左上隅の位置を( 0, 0 )よりすこしずらす.
			const int MARGIN_XY = 32;

			// パネルのサイズと位置を決める.
			int req_panel_width = this.ClientRectangle.Width - ( MARGIN_XY << 1 );
			panel1.Width = req_panel_width;
			int req_pcw = panel1.ClientRectangle.Width;
			int req_pch = (int)( Math.Round( (double)( req_pcw ) / (double)( asp ) ) );
			panel1.Size = new Size( req_pcw, req_pch );
			panel1.Location = new Point( MARGIN_XY, MARGIN_XY );

			// パネルが内包するピクチャボックスのサイズが大きくなったら自動でスクロールバーを表示する.
			panel1.AutoScroll = true;

			// パネル境界をわかりやすくしたいので外枠をつける.
			panel1.BorderStyle = BorderStyle.FixedSingle;

			// ピクチャボックスのサイズの初期値はパネルのクライアント領域と同じで左上隅に位置させる.
			pictureBox1.Size = panel1.ClientRectangle.Size;
			pictureBox1.Location = new Point( 0, 0 );

			// ここでカスタムのイメージコンテナを生成する.
			Zic = new ZoomableImageContainer( panel1, pictureBox1, w, h, ZOOM_MUL0, ZOOM_MUL1 );

			// ウインドウの高さを再調整する.
			int req_wnd_cw = this.ClientSize.Width;
			int req_wnd_ch = panel1.Height + ( MARGIN_XY << 1 );
			this.ClientSize = new Size( req_wnd_cw, req_wnd_ch );

		}

		private void pictureBox1_Paint( object sender, PaintEventArgs e )
		{

			if ( BmpOut == null )
			{
				return; // warning.
			}
			
			// 高画質に拡大したいとき.
			e.Graphics.InterpolationMode = System.Drawing.Drawing2D.InterpolationMode.Bilinear;

			// ピクセル感を残しながら拡大したいときはこちら.
			// e.Graphics.InterpolationMode = System.Drawing.Drawing2D.InterpolationMode.NearestNeighbor;

			// 画像をピクチャボックスのサイズに合わせて出力する.
			e.Graphics.DrawImage( BmpOut, pictureBox1.ClientRectangle );

			// イメージコンテナからズーム率を取得する.
			this.Text = String.Format( "ズーム率 {0:f1}", Zic.ZoomRate );

		}
	}
}

using System;
using System.Drawing;
using System.Windows.Forms;

namespace aaa
{

	public class ZoomableImageContainer
	{
		private Panel panel;
		private PictureBox pictureBox;

		bool m_flag_zoom_in = false;
		int m_original_data_width;
		int m_original_data_height;
		double m_zoom_mul0;
		double m_zoom_mul1;

		double m_zoom_rate;
		public double ZoomRate { get { return m_zoom_rate; }}

		public ZoomableImageContainer(
				Panel panel,
				PictureBox picture_box,
				int original_data_width,
				int original_data_height,
				double zoom_mul0,
				double zoom_mul1
				)
		{

			m_original_data_width = original_data_width;
			m_original_data_height = original_data_height;

			m_zoom_mul0 = zoom_mul0;
			m_zoom_mul1 = zoom_mul1;

			this.panel = panel;
			this.pictureBox = picture_box;

			// PictureBox の MouseDown イベントを登録
			this.pictureBox.MouseDown += PictureBox_MouseDown;

			// 外部から取得できるプロパティのデフォルト値を計算する.
			m_zoom_rate = (double)( pictureBox.Width )/(double)( original_data_width );

		}

		private void PictureBox_MouseDown( object sender, MouseEventArgs e )
		{

			if (( e.Button & MouseButtons.Left ) == MouseButtons.Left )
			{
				m_zoom_rate = m_zoom_mul0;
			}
			else if (( e.Button & MouseButtons.Right ) == MouseButtons.Right )
			{
				m_zoom_rate = m_zoom_mul1;
			}
			else
			{
				return;
			}

			int w = m_original_data_width;
			int h = m_original_data_height;

			m_flag_zoom_in = !m_flag_zoom_in;

			if ( m_flag_zoom_in )
			{
				ZoomIn( w, h, m_zoom_rate, e );
			}
			else
			{
				ZoomOut();

				m_zoom_rate = (double)( pictureBox.Width )/(double)( m_original_data_width );
			}

			pictureBox.Invalidate( true );

		}

		private void ZoomIn( int w, int h, double zoom_rate, MouseEventArgs e )
		{

			double mul = zoom_rate;

			int pw = pictureBox.Width;
			int ph = pictureBox.Height;

			double rate_x = (double)( w ) / (double)( pw );
			double rate_y = (double)( h ) / (double)( ph );
			double the_x = (double)( e.X * rate_x );
			double the_y = (double)( e.Y * rate_y );

			// PictureBox の新しいサイズを設定
			int req_pbx_w = (int)( Math.Round( w * mul ));
			int req_pbx_h = (int)( Math.Round( h * mul ));
			pictureBox.Size = new Size( req_pbx_w, req_pbx_h );

			// パネルのクライアント領域
			int pcw = panel.ClientRectangle.Width;
			int pch = panel.ClientRectangle.Height;

			// ズーム後の倍率を再計算
			rate_x = (double)( w ) / (double)( req_pbx_w );
			rate_y = (double)( h ) / (double)( req_pbx_h );

			// スクロール座標を計算
			double tmp_sx = -( the_x / rate_x );
			double tmp_sy = -( the_y / rate_y );

			// クライアント領域の中央を基準に補正
			double adj_x = ( pcw * 0.5 );
			double adj_y = ( pch * 0.5 );

			tmp_sx += adj_x;
			tmp_sy += adj_y;

			int sx = (int)( Math.Round( tmp_sx ) );
			int sy = (int)( Math.Round( tmp_sy ) );

			// 新しいスクロールポジション
			panel.AutoScrollPosition = new Point( -sx, -sy );

		}

		private void ZoomOut()
		{
			int req_pbx_w = panel.ClientRectangle.Width;
			int req_pbx_h = panel.ClientRectangle.Height;
			pictureBox.Size = new Size( req_pbx_w, req_pbx_h );

			// スクロール位置をゼロゼロにリセット
			panel.AutoScrollPosition = new Point( 0, 0 );
		}

	}
}