除了「SetPixel」和「GetPixel」之外，如何加快 C# 中的點陣圖操作速度？

最佳化 C# 點陣圖操作：慢 SetPixel 和 GetPixel

的替代方案

簡介

C# 中用於點陣圖操作的內建 GetPixel 和 SetPixel 方法非常慢，尤其是在處理較大影像時。本文提出了顯著增強性能的卓越替代方案。

高效能替代品

三種主要方法比標準函數提供了顯著的速度提升：

1. DirectBitmap 類別： 此自訂類別提供對位圖資料的直接、非託管訪問，消除了鎖定和複製的開銷。 它提供了直觀像素操作的 GetPixel 和 SetPixel 方法。

2. LockBits 方法： 此內建方法將位圖的一部分鎖定在記憶體中，以便直接存取其原始資料。 雖然比 SetPixel/GetPixel 更快，但它需要明確鎖定和解鎖，從而引入較小的效能成本。

3. 不安全程式碼區塊：這種方法利用不安全指標進行直接記憶體操作。 雖然可能是最快的，但它需要仔細處理以防止記憶體損壞；此方法最適合經驗豐富的開發人員。

效能基準

效能因影像大小和具體操作而異。 一般來說，對於較大的點陣圖，DirectBitmap 優於 LockBits，且顯著優於 SetPixel/GetPixel。 下表說明了性能差異：

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

程式碼範例：DirectBitmap

DirectBitmap 類別簡化了像素存取：

public void SetPixel(int x, int y, Color colour)
public Color GetPixel(int x, int y)

使用範例：

var dbm = new DirectBitmap(width, height);
dbm.SetPixel(x, y, Color.Red);
Color c = dbm.GetPixel(x, y);

結論

為了獲得大位圖的最佳效能，DirectBitmap 類別提供了一個引人注目的解決方案，與傳統方法相比，速度顯著提高。 LockBits 在速度和易用性之間實現了平衡折衷，而不安全的程式碼雖然可能最快，但需要仔細實施。

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