c# - 在 C# 中获取屏幕像素颜色的最快方法

Question

我正在寻找用 C# 捕获单个屏幕像素颜色的最快方法到目前为止，我将 GDI+ 方法与 System.Threading.Timer 一起使用，该方法在回调中调用捕获函数，但我正在寻找实现目标的最佳方法

我现在的代码是这样运行的

System.Threading.Timer stTimer = new System.Threading.Timer(timerFired, null, 0, 1);

调用一个包含这个方法的函数

[DllImport("gdi32.dll")]
private static extern int BitBlt(IntPtr srchDC, int srcX, int srcY, int srcW, int srcH, IntPtr desthDC, int destX, int destY, int op);

[DllImport("user32.dll")]
static extern bool ReleaseDC(IntPtr hWnd, IntPtr hDC);

Bitmap screenPixel = new Bitmap(1, 1);
IntPtr hdcMem = CreateCompatibleDC(IntPtr.Zero);

using (Graphics gdest = Graphics.FromImage(screenPixel))
{
    using (Graphics gsrc = Graphics.FromHwnd(appWindow))
    {
        int y = 540;
        Point loc = new Point(xVal, y);

        IntPtr hSrcDC = gsrc.GetHdc();
        IntPtr hDC = gdest.GetHdc();
        int retval = BitBlt(hDC, 0, 0, 1, 1, hSrcDC, loc.X, loc.Y, (int)CopyPixelOperation.SourceCopy);
        gdest.ReleaseHdc();
        gsrc.ReleaseHdc();

    }
}
Color c = screenPixel.GetPixel(0, 0);

但我也想知道 GetPixel 方法是否...

[DllImport("gdi32.dll")]
static extern uint GetPixel(IntPtr hdc, int nXPos, int nYPos);

...在这种情况下，只获取单个像素的颜色实际上可能更快

我也在考虑尝试

[DllImport("user32.dll")]
static extern IntPtr GetWindowDC(IntPtr hWnd);

IntPtr hDC = GetWindowDC(appWindow);
int retval = BitBlt(hDC, 0, 0, 1, 1, hSrcDC, loc.X, loc.Y, (int)CopyPixelOperation.SourceCopy);

甚至尝试

[DllImport("gdi32.dll")]
private static extern int BitBlt(IntPtr srchDC, int srcX, int srcY, int srcW, int srcH, IntPtr desthDC, int destX, int destY, int op);

[DllImport("gdi32.dll", SetLastError = true)]
static extern IntPtr CreateCompatibleDC(IntPtr hdc);

[DllImport("user32.dll")]
static extern IntPtr GetWindowDC(IntPtr hWnd);

IntPtr hDC = CreateCompatibleDC(GetWindowDC(appWindow));
int retval = BitBlt(hDC, 0, 0, 1, 1, hSrcDC, loc.X, loc.Y, (int)CopyPixelOperation.SourceCopy);

但我不确定如何在 C# 上下文中使用 CreateCompatibleDC 函数，或者它此时是否真的在做任何有用的事情......

只要解决方案与 C# 兼容并包含非常受欢迎的代码示例，我真的很乐意接受任何关于优化的建议，包括 GDI+ 库之外的方法

此外，我不太关心计时器的优化，但如果您在这方面有优化，请随时分享

Answer 1

通过使用 timespan 类记录在 GDI+ 和 Managed DirectX 之间从屏幕上抓取一个像素所花费的时间，事实证明 GDI+ 实际上要快得多。

这两种方法都使用以下方法进行了测试:

TimeSpan ts = new TimeSpan();

for (int tCount = 0; tCount < 1001; tCount++)
{
    DateTime then = DateTime.Now;

    METHOD_TO_TEST()

    DateTime nNow = DateTime.Now;
    TimeSpan tt = nNow - then;
    ts += tt;
}

return (float)ts.Ticks / (float)(tCount - 1);

这将报告每个操作将进行超过 1000 次迭代的平均滴答数

比较时:

//global scope
Bitmap screenPixel = new Bitmap(1, 1);
Color c = Color.Black 

//method to test
using (Graphics gdest = Graphics.FromImage(screenPixel))
{
    using (Graphics gsrc = Graphics.FromHwnd(hWnd))
    {
        IntPtr hSrcDC = gsrc.GetHdc();
        IntPtr hDC = gdest.GetHdc();
        int retval = BitBlt(hDC, 0, 0, 1, 1, hSrcDC, xVal, 540, (int)CopyPixelOperation.SourceCopy);
        gdest.ReleaseHdc();
        gsrc.ReleaseHdc();

    }
}
c = screenPixel.GetPixel(0, 0);

GDI+，到:

//global scope
Color c = Color.Black
PresentParameters parameters = new PresentParameters();
parameters.Windowed = true;
parameters.SwapEffect = SwapEffect.Discard;
Device d = new Device(0, DeviceType.Hardware, hWnd, CreateFlags.HardwareVertexProcessing, parameters);
Surface s = d.CreateOffscreenPlainSurface(Manager.Adapters.Default.CurrentDisplayMode.Width,  Manager.Adapters.Default.CurrentDisplayMode.Height, Format.A8R8G8B8,
                                              Pool.Scratch);

//method to test
d.GetFrontBufferData(0, s);

GraphicsStream gs = s.LockRectangle(LockFlags.None);
byte[] bu = new byte[4];
gs.Position = readPos;
gs.Read(bu, 0, 4);
int r = bu[2];
int g = bu[1];
int b = bu[0];
c = return Color.FromArgb(r, g, b);

s.UnlockRectangle();
s.ReleaseGraphics();

托管 DirectX

GDI+ 运行平均 20831.1953、18611.0566 和 20761.1914 个滴答，总平均 20,067.814433333333333333333333333 个滴答超过 3000 次迭代

而 Managed DirectX 在 3000 次迭代中平均运行 489297.969、496458.4 和 494268.281 个滴答，总平均为 493,341.55 个滴答

意思是，我使用的托管 DirectX 设置需要大约 24 倍的时间才能完成 GDI+ 设置的工作

现在，注意事项...完全有可能有更有效的方法来使用 DirectX 提取屏幕数据。我试着查看从后台缓冲区而不是前台缓冲区中提取数据，但对于这个特定示例，后台缓冲区没有产生任何值(value)(它本质上只是一个黑屏)。另一件需要注意的事情是我实现设备句柄的方式，我很确定它会捕获整个桌面。这可能比我试图捕获的任何特定窗口只抓取前端缓冲区数据效率低......我没有这样做的唯一原因是因为我自己解决这个问题的所有尝试都失败了(DirectX设备实例化中某处的无效调用异常)，并且因为我通过任何资源与我交谈过的人都不知道托管 DirectX，更不用说如何将它用于我的目的了。

还有一点需要注意，我听说并读到可以连接到已运行程序的 DirectX api。这可能会产生更快的结果并且对其他人来说是更好的解决方案，但是由于这种 Hook 通常具有恶意性质以及我试图从中捕获的程序使用的措施来防止它，这不适用于我的解决方案。

最后，对于这种仅捕获单个屏幕像素的特殊情况，GDI+ 的 BitBlt 似乎比 Managed DirectX 或至少我的实现更快。