如何在非UI线程中编辑WritableBitmap.BackBuffer？

Question

我的应用程序运行占用大量CPU的算法来编辑放置在WPF窗口中的图像。我需要的编辑是在一个后台线程。然而，试图在非UI线程中编辑WritableBitmap的BackBuffer会抛出InvalidOperationException。

    private WriteableBitmap writeableBitmap;

    private void button1_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
    {
        // Create WritableBitmap in UI thread.
        this.writeableBitmap = new WriteableBitmap(10, 10, 96, 96, PixelFormats.Bgr24, null);
        this.image1.Source = this.writeableBitmap;

        // Run code in non UI thread.
        new Thread(
            () =>
            {
                // 'Edit' bitmap in non UI thread.
                this.writeableBitmap.Lock(); // Exception: The calling thread cannot access this object because a different thread owns it.

                // ... At this place the CPU is highly loaded, we edit this.writeableBitmap.BackBuffer.

                this.writeableBitmap.Unlock();
            }).Start();
    }

我已经读了几十本手册，它们都告诉我在UI线程(即MSDN)中做BackBuffer版。

如何在没有任何无用的缓冲区复制/克隆的情况下在非UI线程中编辑WritableBitmap.BackBuffer？

Answer 1

在后台线程中写入到后台缓冲区的MSDN suggests。只需要在UI线程上执行某些更新前和更新后操作。因此，当后台线程执行实际更新时，UI线程可以自由执行其他操作：

        //Put this code in a method that is called from the background thread
        long pBackBuffer = 0, backBufferStride = 0;
        Application.Current.Dispatcher.Invoke(() =>
        {//lock bitmap in ui thread
            _bitmap.Lock();
            pBackBuffer = (long)_bitmap.BackBuffer;//Make pointer available to background thread
            backBufferStride = Bitmap.BackBufferStride;
        });
        //Back to the worker thread
        unsafe
        {
            //Carry out updates to the backbuffer here
            foreach (var update in updates)
            {
                long bufferWithOffset = pBackBuffer + GetBufferOffset(update.X, update.Y, backBufferStride);
                *((int*)bufferWithOffset) = update.Color;
            }
        }
        Application.Current.Dispatcher.Invoke(() =>
        {//UI thread does post update operations
            _bitmap.AddDirtyRect(new System.Windows.Int32Rect(0, 0, width, height));
            _bitmap.Unlock();
        });

Answer 2

正如克莱门斯所说，这是不可能的。

您有三个选择：

1)按照Clemens的建议，在缓冲区中进行编辑，并在编辑完成后进行blit。

2)以非常小的块进行编辑，并在GUI线程上以很好的优先级调度它们。如果您保持工作块足够小，GUI将保持响应，但显然这会使编辑代码变得复杂。

3)组合1和2。在另一个线程中编辑小块，然后在完成时对每个块进行blit。这使GUI在不使用内存作为完全后台缓冲区的情况下保持响应。

Answer 3

除了Klaus78所说的之外，我还建议采取以下方法：

1. 通过QueueUserWorkItem在ThreadPool线程中的单独缓冲区(例如byte[])上执行异步“位图编辑”代码。不要在每次需要执行异步操作时都创建新的Thread。这就是ThreadPool诞生的目的。

1. 在可写位图的调度程序中复制WritePixels编辑的缓冲区。不需要Lock/Unlock.

示例：

private byte[] buffer = new buffer[...];

private void UpdateBuffer()
{
    ThreadPool.QueueUserWorkItem(
        o =>
        {
            // write data to buffer...
            Dispatcher.BeginInvoke((Action)(() => writeableBitmap.WritePixels(..., buffer, ...)));
        });
}