C# 电脑游戏的简单快速实时图形 (WinForms)

Question

作为 C# winforms 项目的一部分，我试图使整数数组和位图协调工作，以实现快速 PictureBox 编辑（避免缓慢的 SetPixel 命令）。

我添加了一个 Button 和一个 PictureBox，在上述 Button 上添加了一个点击事件，在 Form 上添加了一个关闭事件。

表单的代码现在是这样的：

public partial class Form1 : Form
{
    uint[] _Pixels { get; set; }

    Bitmap _Bitmap { get; set; }

    GCHandle _Handle { get; set; }

    IntPtr _Addr { get; set; }


    public Form1()
    {
        InitializeComponent();

        int imageWidth = 100; //1920;

        int imageHeight = 100; // 1080;

        PixelFormat fmt = PixelFormat.Format32bppRgb;

        int pixelFormatSize = Image.GetPixelFormatSize(fmt);

        int stride = imageWidth * pixelFormatSize;

        int padding = 32 - (stride % 32);

        if (padding < 32)
        {
            stride += padding;
        }

        _Pixels = new uint[(stride / 32) * imageHeight + 1];

         _Handle = GCHandle.Alloc(_Pixels, GCHandleType.Pinned);

        _Addr = Marshal.UnsafeAddrOfPinnedArrayElement(_Pixels, 0);

        _Bitmap = new Bitmap(imageWidth, imageHeight, stride / 8, fmt, _Addr);

        pictureBox1.Image = _Bitmap;

    }

    private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
    {
        for (int i = 0; i < _Pixels.Length; i++)
        {
            _Pixels[i] = ((uint)(255 | (255 << 8) | (255 << 16) | 0xff000000));

        }

    }

    private void Form1_FormClosing(object sender, FormClosingEventArgs e)
    {
        _Addr = IntPtr.Zero;

        if (_Handle.IsAllocated)
        {
            _Handle.Free();

        }

        _Bitmap.Dispose();

        _Bitmap = null;

        _Pixels = null;

    }

}

当运行时，开头出现预期的黑色图像。

单击按钮时图像应该变成白色，但我遗漏了一些东西。

我忘了做什么？

Answer 1

解决方案

更新 _Pixels 数组后添加 pictureBox1.Refresh()。

此更新非常快，并且能够在高分辨率下呈现流畅的视频。

添加对 System.Runtime.InteropServices 的引用（可通过 nuget）

表单的代码现在是这样的：

public partial class Form1 : Form
{
    uint[] _Pixels { get; set; }

    Bitmap _Bitmap { get; set; }

    GCHandle _Handle { get; set; }

    IntPtr _Addr { get; set; }


    public Form1()
    {
        InitializeComponent();

        int imageWidth = 100; //1920;

        int imageHeight = 100; // 1080;

        PixelFormat fmt = PixelFormat.Format32bppRgb;

        int pixelFormatSize = Image.GetPixelFormatSize(fmt);

        int stride = imageWidth * pixelFormatSize;

        int padding = 32 - (stride % 32);

        if (padding < 32)
        {
            stride += padding;
        }

        _Pixels = new uint[(stride / 32) * imageHeight + 1];

         _Handle = GCHandle.Alloc(_Pixels, GCHandleType.Pinned);

        _Addr = Marshal.UnsafeAddrOfPinnedArrayElement(_Pixels, 0);

        _Bitmap = new Bitmap(imageWidth, imageHeight, stride / 8, fmt, _Addr);

        pictureBox1.Image = _Bitmap;

    }

    private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
    {
        for (int i = 0; i < _Pixels.Length; i++)
        {
            _Pixels[i] = ((uint)(255 | (255 << 8) | (255 << 16) | 0xff000000));

        }

        pictureBox1.Refresh();

    }

    private void Form1_FormClosing(object sender, FormClosingEventArgs e)
    {
        _Addr = IntPtr.Zero;

        if (_Handle.IsAllocated)
        {
            _Handle.Free();

        }

        _Bitmap.Dispose();

        _Bitmap = null;

        _Pixels = null;

    }

}

测试

当然，我想测试一下这种方法的性能，看看它是否足够快来渲染流畅的视频。

用计时器滴答替换按钮点击

到目前为止，我的测试从一开始就很简单。我用每毫秒触发一次的 timer tick event 替换了 button click event，然后用随机颜色值填充 _Pixels 数组。

为了确保 PictureBox 不会在任何当前刷新完成之前尝试刷新，我使用了一个 bool IsRefreshing 变量。

每秒计算帧数

我还测量了每次刷新之间经过的时间，方法是递增一个 int HzCount 变量，并在每次 PictureBox 刷新开始时将该变量重置为零。就在我重置 HzCount* 之前，我在 TextBox.

中显示该值

Intel(R) Core(TM) i7-5600U CPU @ 2.60GHz 2.60GHz 16.0 GB RAM 结果：

72Hz@2560x1440

*Hertz 或 Hz 表示每秒经过的帧数（或多少次）。推而广之，这意味着 MegaHertz 转换为每秒数百万次，而 GigaHertz 转换为每秒千万次（美国十亿）次。

Answer 2

WinForms 控件不会重绘自己 "just because"，它们必须有这样做的理由。

一些数据源能够告诉它们的容器它们已经更新。位图 class 没有。它无法告诉包含 PictureBox（或您用来显示它的任何控件）它已更新。当您调用 SetPixel() 来设置单个像素，或在操作 BitmapData 实例后调用 UnlockBits() 时，它可以，但是当位图是使用您完全操作的固定数组构造时，它不能无论如何控制位图class。

因此位图 class 没有事件或其他方式来通知其容器更新。

这意味着您需要告诉包含控件其数据源已更新，以便控件可以重绘自身。

您可以按照 How to refresh PictureBox 中的说明进行操作，即使用 pictureBox.Refresh()。这会导致 PictureBox 控件自身失效，并在下一次（立即）重绘时重新读取现在更改的位图数据。

另见 MSDN Blogs: Whats the difference between Control.Invalidate, Control.Update and Control.Refresh?。

C# 电脑游戏的简单快速实时图形 (WinForms)

Simple and fast real-time graphics for C# computer game (WinForms)

c#

winforms

performance

bitmap

picturebox