java - 如何使用 Graphics2d.setPaint() 在 Java 中快速绘制大型数据集

Question

我有大量数据希望绘制在图表上，范围从 10k 点到大约 2000 万点。在 10k 点处，绘图的速度还不错(一秒内)，但在 2000 万点处，绘图似乎需要几分钟。

我使用 Java 来编写程序，并用另一种语言重写代码，只是为了提高单个绘图的图形绘制速度，该绘图仅出现在最大数据集不在卡片中的情况下。

我是否必须忍受这种速度，因为由于数据大小的原因，2000 万个点图本质上会花费这么长时间，或者我是否错过了一些优化标志/方法/等？

我的数据位于名为 Data 的 13,000 x 4096 二维数组中。这是从 Main.java 中的 Plot 函数外部填充的

//In Plot.java
public class PlotG extends JPanel
{
    double xscale = 0.0;
    double yscale = 0.0;
    protected void paintComponent(Graphics g)
    {
        super.paintCompnent(g);
        Graphics2D g2 = (Graphics2D)g;
        g2.setRenderingHint(RenderingHint.Key_ANTIALIASING, RenderingHint.VALUE_ANTIALIAS_ON);

        //Scaling
        int sizew = Data.size();
        int sizeh = Data.get(0).size();          
        xscale = (getWidth()*1.0)/(sizew *1.0);
        yscale = (getHeight()*1.0)/(sizeh  *1.0);

        //Set Colour
        g2.setPaint(Color.GREEN);

        //Plot
        for(int j=0; j<sizew; j++)
        {
            for(int k=0;k<sizeh; k++)
            {
                if(Data.get(j).get(k) > MinimumValueToPlot) //I only plot points above the constant value MinimumValueToPlot
                {
                    int x = xscale*j;
                    int y = yscale*k;
                    g2.fillOval(x,y,1,1);
                }
            }
        }
        return;
    }
}


private Plot dataPlot = new Plot()

public PlotStuff(ArrayList<ArrayList<Double>> In)
{
    Data = In;
    InitPLot(getContentPane());
}

private void InitPlot(Container contentPane)
{
    getContentPane().setBackground(Color.GRAY);
    getContentPane().setLayout(new FlowLayout(FlowLayout.LEADING));
    setMinimumSize(new Dimension(1650, 830));
    pack();

    GraphPanel = new JPanel();
    GraphPanel.setBounds(6,11,1470,750);

    GraphPanel.setBorder( BorderFactory.createTitleBorder( BorderFactory.createLineBorder(Color.GREEN, 2),
                    "Title",
                    TitledBorder.DEFAULT_JUSTIFICATION,
                    TitledBorder.DEFAULT_POSITION,
                    new Font("Tahoma", Font.BOLD, 18),
                    Color.WHITE));
    getContentPanel().add(GraphPanel);
    GraphPanel.setLayout(new BorderLayout());

    dataPlot.setBackGround(Color.BLUE);
    dataPlot.setForeGround(Color.WHITE);
    dataPlot.setPreferredSize(new Dimension(1470, 750));
    GraphPanel.add(dataPlot);
    return;
}

//in Main.java
.
.
PlotStuff p = new PlotStuff(Data);
p.redrawGraph();
p.setVisible();
.
.

如果高于常量 MinimumValueToPlot 的点数达到 2000 万及以上，是否有办法提高速度？鉴于我的最大可能数据集是 13k x 4096 = 53,248,000，这是可能的，但超过 MinimumValueToPlot 的最高经验点数到目前为止只有 2000 万个。

我在 JPanel 声明中做错了什么吗？我看到一些讨论说不应该使用 setPreferredSize ？是这样吗？

谢谢。

Answer 1

1. 您声明Data是一个二维数组，但它不是。这是一个ArrayList的ArrayLists 。而是使用实际的数组。

而不是 ArrayList<ArrayList<Double>>你会做double[][] .

在您的循环中，您正在调用 fillOval设置单个像素的颜色。这会导致巨大的不必要的开销。您基本上是在告诉您的应用程序计算大小为 1x1 的椭圆形的像素 2000 万次!

我建议你创建一个BufferedImage，获取它的像素数组，然后直接设置像素值。然后，完成后，将该图像绘制到 Graphics2d 对象:

BufferedImage img = new BufferedImage(getWidth(), getHeight(), BufferedImage.TYPE_3BYTE_BGR);
Graphics2D imgGraphics2D = img.createGraphics();
imgGraphics2D.setColor(Color.white);
imgGraphics2D.fillRect(0, 0, getWidth(), getHeight());
imgGraphics2D.dispose();

byte[] pixels = ((DataBufferByte) img.getRaster().getDataBuffer()).getData();
for(int j=0; j < sizew; j++)
{
    for(int k=0; k < sizeh; k++)
    {
        if(data[j][k] > minimumValueToPlot)
        {
            int x = (int)(xscale * j);
            int y = (int)(yscale * k);
            int pixelindex = (y * getWidth() + x) * 3;
            pixels[pixelindex + 1] = 255; // set the green byte
        }
    }
}

g2.setComposite(AlphaComposite.Src);
g2.drawImage(img, 0, 0, null);

请对此持保留态度，因为这是我凭内存写的。

(我还擅自将 Data 重命名为 data ，并将 MinimumValueToPlot 重命名为 minimumValueToPlot 。Java 中的每个约定变量以小写字母开头，以将它们与类区分开来。)