Wie kann ich die Pixelmanipulation in Windows Forms-Anwendungen beschleunigen?

Optimierung der Bitmap-Pixelmanipulation in Windows Forms: Jenseits von SetPixel und GetPixel

SetPixel und GetPixel werden häufig für die Bitmap-Manipulation auf Pixelebene in Windows Forms verwendet, ihre Leistung ist jedoch notorisch schlecht, insbesondere bei größeren Bildern oder häufigen Vorgängen. In diesem Artikel werden schnellere Alternativen untersucht.

Überlegene Alternativen

Die DirectBitmap-Klasse

Eine hocheffiziente Lösung ist die Klasse DirectBitmap. Diese Klasse nutzt angehefteten Speicher und gewährt direkten Zugriff auf Bitmap-Daten, ohne dass LockBits oder SetPixel erforderlich ist. Dieser direkte Zugriff auf rohe Bitmap-Daten steigert die Leistung erheblich.

Bytebasierte Rohpixeldaten

Eine weitere Optimierung kann erreicht werden, indem Rohpixeldaten als Bytes statt als Ganzzahlen dargestellt werden. Dadurch wird das Datenformat auf ARGB (Alpha/Rot/Grün/Blau) verschoben, wobei jedes Pixel 4 Bytes verbraucht. Dies erfordert eine entsprechende Anpassung der Funktionen GetPixel und SetPixel.

Vorteile der DirectBitmap-Klasse

Die Verwendung der Klasse DirectBitmap bietet entscheidende Vorteile:

• Entfernt die Speicherzuweisung:Änderungen an Rohdaten werden sofort in der Bitmap widergespiegelt.
• Vereinfachte Verwaltung: Die Klasse implementiert IDisposable, ähnlich wie Bitmap, wodurch der Aufwand für die Objektverwaltung minimiert wird.
• Kein unsicherer Code erforderlich:Es sind keine unsafeCodeblöcke erforderlich.

Wichtige Überlegungen

Angehefteter Speicher, wie er von DirectBitmap verwendet wird, hat eine Einschränkung: Er ist unbeweglich. Diese inhärente Eigenschaft des fixierten Speicherzugriffs kann die Effizienz der Speicherbereinigung beeinträchtigen. Setzen Sie diese Technik daher mit Bedacht ein, nur wenn die Leistung entscheidend ist, und achten Sie immer auf eine ordnungsgemäße Entsorgung, um den Speicher zu lösen.

Integration mit dem Grafikobjekt

Trotz des direkten Zugriffs durch DirectBitmap bleibt das Graphics-Objekt ein brauchbares Werkzeug für die Bitmap-Manipulation.

Leistungsbenchmarks

Ein Vergleich von DirectBitmap, LockBits und SetPixel zeigt erhebliche Leistungsunterschiede, insbesondere bei größeren Bildern:

Method	4x4	16x16	64x64	256x256	1024x1024	4096x4096
DirectBitmap		2	28	668	8219	178639
LockBits	2	3	33	670	9612	197115
SetPixel	45	371	5920	97477	1563171	25811013

Die DirectBitmap-Klasse übertrifft deutlich LockBits und SetPixel, insbesondere beim Umgang mit größeren Bildern.

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