Wie kann ich die Bitmap-Pixelmanipulation in C# über GetPixel und SetPixel hinaus beschleunigen?

Verbesserung der Geschwindigkeit von C#-Bitmap-Pixeloperationen: eine Lösung, die über GetPixel und SetPixel hinausgeht

Einführung

In C#-Anwendungen werden die Methoden GetPixel und SetPixel häufig zum Bearbeiten von Bitmaps verwendet. In manchen Fällen kann ihre Leistung jedoch zu einem Engpass werden. In diesem Artikel werden schnellere Alternativen untersucht und mögliche Leistungsverbesserungen bewertet.

Direkte Bitmap-Klasse verwenden

Benutzerdefinierte DirectBitmap Klassen bieten direkten Zugriff auf Bitmap-Daten ohne zwischenzeitliche Sperr- und Entsperrvorgänge. Dieser Ansatz ermöglicht schnellere Pixeloperationen:

<code class="language-csharp">public class DirectBitmap : IDisposable
{
    public Int32[] Bits { get; private set; }
    public int Width { get; private set; }
    public int Height { get; private set; }

    public void SetPixel(int x, int y, Color color)
    {
        Bits[x + (y * Width)] = color.ToArgb();
    }

    public Color GetPixel(int x, int y)
    {
        int index = x + (y * Width);
        int col = Bits[index];
        return Color.FromArgb(col);
    }
}</code>

Vorteile der Verwendung direkter Bitmaps

• Speicherzuweisung reduzieren: Änderungen an den Originaldaten werden ohne unnötige Speicherzuweisung direkt auf die Bitmap angewendet.
• Keine Notwendigkeit, zusätzliche Objekte zu verwalten: Die Klasse DirectBitmap implementiert IDisposable, um die Verwaltung von Speicherressourcen zu erleichtern.
• Kein unsicherer Code erforderlich: Diese Klasse erfordert keine unsicheren Codeblöcke, um die Codesicherheit zu gewährleisten.

Leistungsvergleich

Die folgende Tabelle vergleicht die Leistung der direkten Bitmap-Methode mit den Methoden LockBits und SetPixel:

方法	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

Wie aus der Tabelle hervorgeht, übertrifft die DirectBitmap-Klasse die SetPixel-Klasse deutlich in der Leistung, insbesondere beim Umgang mit größeren Bitmaps.

Fazit

Für die Pixelmanipulation in Bitmap-Verarbeitungsanwendungen kann die Verwendung einer benutzerdefinierten DirectBitmap-Klasse die Leistung erheblich verbessern. Dieser Ansatz ermöglicht eine schnellere Verarbeitung, da Sperr- und Entsperrvorgänge entfallen und ein direkter Zugriff auf Bitmap-Daten möglich ist.

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