圖像處理初級技巧（哲學）

這里只介紹初級技巧，并且多數(shù)只是一些提示，不包含代碼和一些概念的詳細說明。 技巧一：雙緩沖消除閃爍。 很多初學者認為閃爍產(chǎn)生的原因是刷新速度太慢，這是個完全錯誤的認識。 閃爍產(chǎn)生的原因是相鄰的兩幀或多幀之間，圖像內(nèi)容的差異過大。在實際編程中，

這里只介紹初級技巧，并且多數(shù)只是一些提示，不包含代碼和一些概念的詳細說明。

技巧一：雙緩沖消除閃爍。

很多初學者認為閃爍產(chǎn)生的原因是刷新速度太慢，這是個完全錯誤的認識。
閃爍產(chǎn)生的原因是相鄰的兩幀或多幀之間，圖像內(nèi)容的差異過大。在實際編程中，這個差異的來源主要有三個：
1，windows自身對程序窗口背景的擦除，導致兩幀之間插入空白幀。這個可以通過處理OnEraseBkgnd或者類似的地方來解決。
2，程序自身清除背景。這個就是雙緩沖要取代的。
3，繪制過程表現(xiàn)。由于沒有使用雙緩沖，繪圖的整個過程會重現(xiàn)在屏幕上，這種過程的重現(xiàn)會引起閃爍。

雙緩沖技術的實質是：在后臺緩沖繪制下一幀要顯示的圖形，繪制完成后切換到前臺顯示。由于前臺顯示的是上一次繪制的結果，對于連續(xù)運動的圖像來說，兩幀之間的差異很小，人感覺起來就是平滑的變化了。
這一技術的實現(xiàn)，請參考游戲開發(fā)和圖像處理的書籍和資料。

技巧二：數(shù)據(jù)與顯示分離。

這個技巧常見于圖像處理程序，例如繪圖軟件等。
絕大多數(shù)初學者的第一個圖像處理程序，把繪制好的圖像保存為文件的過程，都是直接從DC中獲取數(shù)據(jù)，然后轉為BMP或者其他格式的。
這種方式對于一個簡單的demo或者不做商業(yè)用途的小程序來說，是完全可以的。而一旦圖像處理需要涉及一些復雜的算法，例如alpha融合，模糊，銳化等，這種方式就無法滿足要求了。
正確的做法是：定義自己的圖像數(shù)據(jù)格式（一般認為24bitBMP的格式就是很優(yōu)秀的格式了，也能滿足多數(shù)情況的需要），然后制定自定義格式到DC等設備的映射規(guī)則。所有的數(shù)據(jù)運算都在自己的數(shù)據(jù)結構內(nèi)部完成，而結果經(jīng)過映射后，顯示在給定的設備上。
之所以不用DC，有四個主要原因：
1，DC是易變的。同一程序的不同部分，都擁有對DC的修改權限，甚至其他程序也會修改你程序的DC資源。
2，DC的精度是受限的。對于一個特定的圖像處理算法，可能會引起數(shù)據(jù)的丟失或上溢，多次處理的結果會導致圖像的色彩和形狀完全失真。為了解決這個問題，包括photoshop在內(nèi)的許多圖像處理軟件都提供了諸如48bit等高精度圖形格式。
3，DC的尺寸是受限的。你可能想處理一個長寬都很大（例如，長寬都超過10k象素）的圖像，但是DC的尺寸有它自己的限制，有些情況無法滿足要求。
4，DC是設備相關的，在不同的桌面分辨率設置下的表現(xiàn)是不一致的。這個不用多說，256色/16位色/24位色/32位色下，截取同一DC內(nèi)容得到的結果可能是不同的。你總不能要求使用你軟件的用戶必須使用你用的桌面設置吧？

這一技巧更重要的用途是在矢量圖的繪制，矢量圖一般使用浮點類型的數(shù)據(jù)保存圖形細節(jié)信息，而以象素坐標為單位的屏幕DC對此無能為力。

技巧三：恰當?shù)腢NDO方式。

多數(shù)圖像算法是不可逆的，例如模糊，為了能夠undo每一步的操作，相當多的時候只能把處理前的圖片保存一個備份，undo的時候直接恢復。
事實上，由于用戶的操作可能非常復雜，那么這種備份的數(shù)量極有可能超過磁盤剩余空間。其實有個優(yōu)化的方式：
原理：用戶的操作雖然不能被有效undo，但是卻可以被重現(xiàn)。
使用：保存原始的圖片，記錄每一步用戶操作的細節(jié)，當需要undo到某一步的時候，從原始圖片開始，依次重現(xiàn)用戶的操作細節(jié)，直到需要的那個步驟。

這一技巧還可以通過在一些重現(xiàn)時間過長的復雜操作前后增加備份次數(shù)以改善性能?？偟膩碚f這是個時間換磁盤空間的技巧，多數(shù)時候也能加快程序的響應速度（畢竟內(nèi)存計算比讀取磁盤快不是一點半點）。

技巧四：必要的時候，匯編。

圖像處理多數(shù)是耗時運算，即使1024×1024的bmp，總數(shù)據(jù)量也超過3M，對于一個需要逐象素處理的算法來說，這種數(shù)據(jù)量會占據(jù)大量的CPU時間。
為了改善這種狀況，除了改進算法本身外，唯一的方法恐怕就是利用匯編了，可以通過MMX,SSE等特殊指令加快處理速度，多數(shù)情況，經(jīng)過匯編優(yōu)化的算法會比原始算法快2～3倍。
但是，你也必須保留原始的算法版本以支持不具備那些特有指令的CPU（例如Intel的CPU就不支持3DNow指令)，并驗證匯編的正確性。

技巧五：多線程和空閑時間利用。

為了在處理圖像的同時，及時響應用戶的操作，多線程一般而言在所難免，除了多線程本身的復雜性，這里需要提醒：在只有單個CPU的機器上，多線程只會降低你的運行速度而不是加快，如果你的處理不是那么耗時，或者用戶界面響應不是那么重要，請慎重考慮為程序付出多線程的代價是否值得。

無論是游戲，還是圖像處理程序，總是或多或少有些空閑時間，例如用戶停止操作等等，程序可以選擇使用這段時間來做一些后臺處理的工作,例如把緩沖中的數(shù)據(jù)寫入磁盤等。

技巧六：有計劃的內(nèi)存管理。

圖像處理程序耗盡系統(tǒng)可用內(nèi)存，這并不是什么新鮮事，再優(yōu)秀的內(nèi)存管理也不能處理內(nèi)存需求超過供給的情況。這里有個致命問題，就是當用戶的某個操作需要分配大量內(nèi)存，而系統(tǒng)此時又無法滿足的時候，你的程序可能連保存當前編輯狀態(tài)的內(nèi)存都拿不出來了。

為了避免這種情況，內(nèi)存使用上要有一個有效的預算和反饋機制，事先預測可能發(fā)生的狀況做好恢復準備，而不是等到系統(tǒng)內(nèi)存告急的時候手忙腳亂。

與此同時，一些常用文件和數(shù)據(jù)的緩沖是提高效率的途徑，也是內(nèi)存缺乏時可以暫時釋放的資源。

技巧七：看懂以上的所有技巧，如果你不能，那么你還沒有為你所涉足的這個領域做好最基本的準備。

參考：http://blog.okbase.net/PanicNet/archive/3017.html

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