SetPixel と GetPixel を超えて C# Windows フォーム アプリのビットマップ操作パフォーマンスを向上するにはどうすればよいですか?

C# Windows フォームでのビットマップ操作速度の向上: SetPixel および GetPixel の代替手段

SetPixel と GetPixel は、C# Windows Forms アプリケーションでのビットマップ操作が遅いことで有名です。 この記事では、高性能の代替手段について説明します。

DirectBitmap クラス: 優れたアプローチ

DirectBitmap クラスは、LockBits と SetPixel のパフォーマンス オーバーヘッドをバイパスして、ビットマップ データへの直接アクセスを提供します。

public class DirectBitmap : IDisposable
{
    // ...
    public void SetPixel(int x, int y, Color colour)
    {
        int index = x + (y * Width);
        int col = colour.ToArgb();
        Bits[index] = col;
    }

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

この直接メモリ操作によりメモリ割り当てが大幅に削減され、処理の高速化につながります。

バイトを含む生のピクセル データ: さらに高速

究極の速度を実現するには、整数の代わりにバイトを使用してピクセル データを表します。

Bits = new byte[width * height * 4];

各ピクセルは 4 バイト (ARGB) を使用するようになりました。 SetPixel と GetPixel を適宜調整してください。

DirectBitmap の利点:

• 優れたパフォーマンスを実現するダイレクト メモリ アクセス。
• Dispose() による効率的なメモリ管理。
• 安全でないコードブロックは必要ありません。

注意事項:

• 固定メモリはガベージ コレクションに影響を与える可能性があります。重要なパフォーマンス シナリオでは慎重に使用してください。
• ビットマップ データへの直接アクセスにより、Graphics オブジェクトとのシームレスな統合が可能になります。

パフォーマンス ベンチマーク:

パフォーマンス テストでは、DirectBitmap の明らかな利点が実証されています:

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

これらの最適化された手法を実装することで、C# 開発者は Windows フォーム アプリケーション内でのビットマップ操作の効率を大幅に向上させることができます。

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