c# - 画之字形线比画直线慢得多

Question

在使用自己编写的图形控件时，我注意到在显示嘈杂数据时绘制图形比显示干净数据时要慢得多。
我进一步深入研究并将问题缩小到最小差异:绘制具有不同 Y 值的相同数量的线与具有相同 Y 值的绘制线。

例如，我将以下测试放在一起。我生成点列表，一个具有随机 Y 值，一个具有相同的 Y，一个具有 Zig-Zag Y 模式。

private List<PointF> GenerateRandom(int n, int width, int height)
{
    //Generate random pattern
    Random rnd = new Random();
    float stepwidth = Convert.ToSingle(width / n);
    float mid = Convert.ToSingle(height / 2);
    float lastx = 0;
    float lasty = mid;
    List<PointF> res = new List<PointF>();
    res.Add(new PointF(lastx, lasty));
    for (int i = 1; i <= n; i++)
    {
        var x = stepwidth * i;
        var y = Convert.ToSingle(height * rnd.NextDouble());
        res.Add(new PointF(x, y));
    }
    return res;
}
private List<PointF> GenerateUnity(int n, int width, int height)
{
    //Generate points along a simple line
    float stepwidth = Convert.ToSingle(width / n);
    float mid = Convert.ToSingle(height / 2);
    float lastx = 0;
    float lasty = mid;
    List<PointF> res = new List<PointF>();
    res.Add(new PointF(lastx, lasty));
    for (int i = 1; i <= n; i++)
    {
        var x = stepwidth * i;
        var y = mid;
        res.Add(new PointF(x, y));
    }
    return res;
}
private List<PointF> GenerateZigZag(int n, int width, int height)
{
    //Generate an Up/Down List
    float stepwidth = Convert.ToSingle(width / n);
    float mid = Convert.ToSingle(height / 2);
    float lastx = 0;
    float lasty = mid;
    List<PointF> res = new List<PointF>();
    res.Add(new PointF(lastx, lasty));
    var state = false;
    for (int i = 1; i <= n; i++)
    {
        var x = stepwidth * i;
        var y = mid - (state ? 50 : -50);
        res.Add(new PointF(x, y));
        state = !state;
    }
    return res;
}

我现在将每个点列表绘制几次并比较需要多长时间:

private void DoTheTest()
{
    Bitmap bmp = new Bitmap(970, 512);
    var random = GenerateRandom(2500, bmp.Width, bmp.Height).ToArray();
    var unity = GenerateUnity(2500, bmp.Width, bmp.Height).ToArray();
    var ZigZag = GenerateZigZag(2500, bmp.Width, bmp.Height).ToArray();

    using (Graphics g = Graphics.FromImage(bmp))
    {
        var tUnity = BenchmarkDraw(g, 200, unity);
        var tRandom = BenchmarkDraw(g, 200, random);
        var tZigZag = BenchmarkDraw(g, 200, ZigZag);
        MessageBox.Show(tUnity.ToString() + "\r\n" + tRandom.ToString() + "\r\n" + tZigZag.ToString());
    }
}
private double BenchmarkDraw(Graphics g, int n, PointF[] Points)
{
    var Times = new List<double>();
    for (int i = 1; i <= n; i++)
    {
        g.Clear(Color.White);
        System.DateTime d3 = DateTime.Now;
        DrawLines(g, Points);
        System.DateTime d4 = DateTime.Now;
        Times.Add((d4 - d3).TotalMilliseconds);
    }
    return Times.Average();
}
private void DrawLines(Graphics g, PointF[] Points)
{
    g.DrawLines(Pens.Black, Points);
}

我得出以下每次抽奖的持续时间:

Straight Line: 0.095 ms
Zig-Zag Pattern: 3.24 ms
Random Pattern: 5.47 ms

所以它似乎变得越来越糟糕，要绘制的线条变化越大，这也是我在开头提到的控制绘画中遇到的真实世界效果。

因此我的问题如下:

1. 为什么会造成如此严重的差异，要划定哪些界限？
2. 如何提高噪声数据的绘制速度？

Answer 1

想到三个原因:

• 线长:根据实际数字，倾斜的线可能会长几个像素或很多，甚至可能会长一些。看你的代码我怀疑是后者..

• 算法:绘制斜线确实需要一些算法来找到下一个像素。即使是快速绘图例程也需要进行一些计算，而不是垂直或水平线，它们直接穿过像素阵列。

• 抗锯齿:除非您完全关闭抗锯齿(带来所有丑陋的后果)，否则要绘制的像素数也将是所有像素数的 2-3 倍左右还必须计算和绘制中心线上方和下方的抗锯齿像素。不要忘记计算它们的颜色!

后半部分的补救措施显然是关闭抗锯齿，但其他问题就是这样。所以最好不要担心并为快速的直线感到高兴 :-)