C#中高效的图像处理方法

Question

我正在使用System.Drawing类从用户上传的照片生成缩略图和水印图片。用户还可以在上传原始图像后使用jCrop裁剪图像。我接手了这段代码，希望简化并优化它（它正在被一个高流量网站使用）。

前任开发者创建了静态方法，接收位图作为参数并返回一张位图，内部分配和处理了Graphics对象。我的理解是，Bitmap实例在内存中包含整个图像，而Graphics是绘制操作的队列，并且是幂等的。

当前的过程如下：

• 接收图像并将其存储在临时文件中。
• 接收裁剪坐标。
• 将原始位图加载到内存中。
• 从原始位图创建一个新位图，应用裁剪。
• 对新位图进行一些疯狂的亮度调整，可能 (?) 返回一个新的位图（我不想触碰这个部分；指针运算很多！），我们称之为 A。
• 从结果位图创建另一个位图，应用水印 (我们称之为 B1)。
• 从 A 创建一个 175x175 的缩略图位图。
• 从 A 创建一个 45x45 的缩略图位图。

这似乎需要大量的内存分配；我的问题是：是否可以重写代码的某些部分并重复使用Graphics实例，从而创建一个流水线？实际上，我只需要在内存中保存 1 个图像（原始上传），而其余的可以直接写入磁盘。所有生成的图像都需要进行裁剪和亮度转换，并且需要进行一个唯一于该版本的单个转换，从而有效地创建操作树。

有什么想法或建议吗？

噢，我应该提到，这是我第一次真正使用.NET，因此如果我说的话听起来困惑，请耐心等待并给我一些提示。

- Daniel Schierbeck

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这是你第一次接触.NET有点不幸。IDisposable模式是我对框架真正持久的失望。这个“using”业务是最晦涩的常用功能 - 大多数事情都非常简单直接。 - overslacked

好问题，我说！+1 - Cerebrus

我不得不查找“幂等”这个词...很好的词汇。 - JasonRShaver

你已经发现了性能问题吗？ - Mitch Wheat

+1 表示“疯狂的亮度调整”。 - keeehlan

Answer 1

这个过程看起来很合理。在保存到磁盘之前，每个图像都必须存在于内存中 - 因此，每个缩略图的版本都将首先存在于内存中。确保其有效运行的关键是处理您的Graphics和Bitmap对象。最简单的方法是使用using语句进行处理。

using( Bitmap b = new Bitmap( 175, 175 ) )
using( Graphics g = Graphics.FromBitmap( b ) )
{
   ...
}

- Paul Alexander

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我的真正问题更像是：如果我重用 Graphics 对象，它会给我带来性能上的提升吗？ - Daniel Schierbeck

Answer 2

重复使用图形对象可能不会带来显著的性能提升。

底层的 GDI 代码只是为您在 RAM 中加载的位图创建一个设备上下文（内存 DC）。

您的操作瓶颈似乎在于从磁盘加载图像。

为什么要从磁盘重新加载图像？如果它已经在 RAM 中的字节数组中，那么您可以只需在该字节数组上创建一个内存流，然后从该内存流创建一个位图。

换句话说，将其保存到磁盘中，但不要重新加载它，只需在 RAM 中对其进行操作。

此外，您不需要创建新位图来应用水印（具体取决于如何完成操作）。

您应该对操作进行分析以查看需要改进的地方（甚至是否需要改进）。

- user113476

Answer 3

我之前完成了一个类似的项目，并进行了一些实际测试，以查看是否重用 Graphics 对象而不是为每个图像启动一个新对象会有性能差异。在我的情况下，我正在处理大量图像（“批次”中> 10,000张）。我发现通过重用 Graphics 对象确实可以获得轻微的性能提高。

我还发现，通过在 Graphics 对象中使用 GraphicsContainers，可以轻松地将不同状态切换到/从对象中，因为它被用于执行各种操作。（具体来说，我必须对每个图像应用裁剪并绘制一些文本和矩形框。）我不知道这是否适合您需要做的事情。您可能需要查看 Graphics 对象中的 BeginContainer 和 EndContainer 方法。

在我的情况下，差异很小。我不知道您的实现是否会获得更多或更少的改进。但由于您需要重写代码，因此您可能希望考虑完成当前设计并进行一些性能测试，然后再进行重写。只是一个想法。

以下是您可能会发现有用的一些链接：

使用嵌套图形容器
GraphicsContainer 类

- TMarshall

Answer 4

我只是随便提一下，如果你想了解最佳的图像处理实践指南，可以看看 Paint.NET 项目。如果你需要免费、高性能的图像处理工具，可以看看 AForge.NET。

AForge 的好处在于可以让你在不每次创建新位图的情况下完成很多步骤。如果这是为网站做的，我几乎可以保证你正在处理的代码将成为应用程序的性能瓶颈。

- JasonRShaver