c# - 改进 Winforms 中的 HitTest ； GraphicsPath.IsVisible 的任何替代方案？

Question

在自定义控件上，我有一系列 LED 对象，它们应该根据给定的 GraphicsPath 打开(例如，见下图)。目前我正在使用 graphicsPath.IsVisible(ledPoint)，但是因为我有很多 LED，所以遍历所有 LED 的速度可能会非常慢，尤其是在路径复杂的情况下(例如路径的逆向)在示例中)。

你们有没有想出更聪明的方法来加速迭代？如果举个例子太复杂，它可能会把我重定向到适当的资源。请考虑该控件位于 GDI+ 中，无法将其重新设计到另一个引擎中。

编辑

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在我的 PC (i7 3.6GHz) 上，当 GraphicsPath 时，我只有一个简单的 100x100 像素矩形，然后我在我的 Control 上计算大小约为 500x500 像素的逆(因此，结果GraphicsPath 将是一个 500x500 的矩形，其中有一个 100x100 的“孔”)，测试 6000 个 LED 大约需要 1.5 秒，这将非常影响用户体验。

在 Matthew Watson 回复之后，我将详细说明我的示例:

//------ Base path test
GraphicsPath path = new GraphicsPath();
path.AddRectangle(new Rectangle(100, 100, 100, 100));

var sw = System.Diagnostics.Stopwatch.StartNew();
for (int x = 0; x < 500; ++x)
    for (int y = 0; y < 500; ++y)
        path.IsVisible(x, y);
Console.WriteLine(sw.ElapsedMilliseconds);

//------ Inverse path test
GraphicsPath clipRect = new GraphicsPath();
clipRect.AddRectangle(new Rectangle(0, 0, 500, 500));
GraphicsPath inversePath = Utility.CombinePath(path, clipRect, CombineMode.Complement);

sw.Restart();
for (int x = 0; x < 500; ++x)
   for (int y = 0; y < 500; ++y)
       inversePath.IsVisible(x, y);
Console.WriteLine(sw.ElapsedMilliseconds);

在我的 PC 上，第一次测试大约有 725 毫秒，第二次测试大约有 5000 毫秒。这只是一条相当简单的路径。 GraphicsPath 由用户的鼠标移动生成，用户可以执行多个路径组合(反转、并集、交集……我为此使用 GPC)。因此，通过测试 GraphicsPath.IsVisible() 的否定来测试反转可能很棘手。

从 Utility.CombinePath 返回的 inversePath 非常简单，有以下几点(左 PathPoints，右 PathTypes):

Answer 1

一个优化是只在有效边界矩形内进行测试:

Rectangle r = Rectangle.Round( path.GetBounds() );
for (int x = r.X; x < r.Width; ++x)
     for (int y = r.Y; y < r.Height; ++y)
         if (path.IsVisible( x, y ))..

另一个技巧是flatten路径，因此它仅由线段组成:

Matrix m = new Matrix();
path.Flatten(m, 2);

选择较大的平坦度也有帮助。我发现 1 或 2 的速度很容易翻倍。

我没有使用你的测试平台，但结果应该有所帮助:

测试这条路径:

时间过去了:

25781(无边界)

7929(仅在范围内)

3067(在范围内并平整 2)

请注意，第一个只有在您没有通过客户端矩形开始反转时才有用，第二个只有在路径实际包含曲线时才有用。

更新:

采纳 Hans 的建议，这是迄今为止最有效的“优化”:

Region reg = new Region(path);
for (int x = r.X; x < r.Width; ++x)
    for (int y = r.Y; y < r.Height; ++y)
        reg.IsVisible(x, y);

它将我的时间缩短到 10-20 毫秒 (!)

所以这不仅仅是一个“优化”；它避免了最可怕的浪费时间，阅读:基本上没有时间进入测试，所有时间都进入了设置测试地区。

来自 Hans Passant 的评论:

GraphicsPath.IsVisible requires the path to be converted to a region under the hood. Do that up front with the Region(GraphicsPath) constructor so you don't pay that cost for every single point.

请注意，与其他路径相比，我的路径非常复杂；因此，我的积蓄远大于，这比您从带有长方形孔的长方形或类似物中得到的积蓄要多。 用户绘制的路径像我的(或来自 OP 的路径)很容易由数百段组成，而不仅仅是 4-8..