c++ - 在 C++ 中优化 3D 成像过程

Question

我正在处理 3D 立体图像，可能很大 (256x256x256)。我有 3 本这样的书，我想阅读和操作。目前，每个卷都存储为我使用 ifstream 读取的数字文本文件。我将它保存为矩阵(这是我通过动态分配 3D 数组编写的类)。然后我对这3个矩阵进行运算，加法、乘法甚至傅里叶变换。到目前为止，一切正常，但是，它需要花费大量时间，尤其是傅里叶变换，因为它有 6 个嵌套循环。

我想知道如何加快速度。此外，我将图像存储在文本文件中这一事实是否有所不同。我应该将它们保存为二进制文件还是其他更容易/更快阅读的格式？ fstream 是我读入的最快方式吗？我每次都使用相同的 3 个矩阵而不更改它们。这有什么区别吗？另外，指针指向指针指向指针是存储 3D 体积的最佳方式吗？如果不能，我还能做什么？

Answer 1

Also, is pointer to pointer to pointer best way to store a 3d volume?

不，那通常非常低效。

If not what else can I do?

如果将它存储在一个连续的 block 中，并在 block 中使用计算的偏移量，您可能会获得更好的性能。

我通常会使用这样的结构:

class DataBlock {

  unsigned int nx;
  unsigned int ny;
  unsigned int nz;
  std::vector<double> data;

  DataBlock(in_nx,in_ny,in_nz) : 
   nx(in_nx), ny(in_ny), nz(in_nz) , data(in_nx*in_ny*in_nz, 0)
  {}

  //You may want to make this check bounds in debug builds
  double& at(unsigned int x, unsigned int y, unsigned int z) { 
    return data[ x + y*nx + z*nx*ny ];
  };

  const double& at(unsigned int x, unsigned int y, unsigned int z) const { 
    return data[ x + y*nx + z*nx*ny ];
  };

  private:
    //Dont want this class copied, so remove the copy constructor and assignment.
    DataBlock(const DataBlock&);
    DataBlock&operator=(const DataBlock&);
};