В самом простом, вы можете делать все, что вы просите, просто директ-шоу. Существует directshow.net управляемая библиотека, которая обертывает ее для вас.
Итак - попробуйте найти пример, который просто передает видео с устройства захвата на рендерер. Затем вставьте фильтр SampleGrabber между ними и измените данные фрейма соответственно. Я использую такую технику для рисования метки времени записанного видео в моем рекордере, я даже рисую ее с помощью простых вызовов GDI +.
Важно учитывать: вам нужно следить за форматом PICTURE - некоторые веб-камеры имеют формат YUY2 по умолчанию или только формат. Вам нужно, чтобы формат RGB24 мог обернуть Bitmap, а затем Graphics вокруг него.