Mandelbrot Lockbit

Question

我正在尝试为我的Mandelbrot渲染器实现Lockbits，因为它的性能更好。然而，在尝试呈现mandelbrot函数时，我似乎得到了一个非常有趣的结果。我所做的基本上是获取每个像素的RGB值，然后将它们放入字节数组中。之后，我将它们全部复制到位图中并绘制它们。

渲染器的代码：

private void Draw(object sender, PaintEventArgs e)
{
    Bitmap bmp = new Bitmap(pictureBox1.Width, pictureBox1.Height);
    double minX = centerX - zoom / 2, minY = centerY - zoom / 2;
    Rectangle rect = new Rectangle(0, 0, bmp.Width, bmp.Height);
    System.Drawing.Imaging.BitmapData bmpData =
    bmp.LockBits(rect, System.Drawing.Imaging.ImageLockMode.ReadWrite, System.Drawing.Imaging.PixelFormat.Format24bppRgb);
    IntPtr ptr = bmpData.Scan0;
    int ret = 0;
    byte[] bytes = new byte[2000000];
    for (int x = 0; x < pictureBox1.Width; x++)
    {
        for (int y = 0; y < pictureBox1.Height; y++)
        {
            double a = minX + (double)x / pictureBox1.Width * zoom;
            double b = minY + (double)y / pictureBox1.Height * zoom;
            Complex c = new Complex(a, b);
            Complex z = new Complex(0, 0);
            int it = 0;
            do
            {
                it++;
                z.Square();
                z.Add(c);
                if (z.Magnitude() > 2.0)
                {
                    break;
                }
            }
            while (it < 50);
            int r = (it % 32) * 7;
            int g = (it % 16) * 14;
            int b = (it % 128) * 2;
            int l = 255;
            if (ret <= 1999997)
            {
                bytes[ret] = (byte)g;
                bytes[ret + 1] = (byte)b;
                bytes[ret + 2] = (byte)r;
                ret = ret + 3;
            }
        }
    }
    System.Runtime.InteropServices.Marshal.Copy(bytes, 0, ptr, 2000000);
    bmp.UnlockBits(bmpData);
    e.Graphics.DrawImage(bmp, 0, 0);
}

结果：

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Answer 1

这里有几个地方出了问题。为了使示例工作，我在方法中声明了一些变量。下一次，请提供一个可重现的例子，这样人们就不需要那么多的摆弄了。

我还将Complex类型更改为System.Numerics.Complex，因为您没有提到正在使用哪个库。

1. 您正在创建一个未指定像素格式[1](https://ask.qcloudimg.com/http-save/yehe-900000/45f634c2ca290a18c4b9810c09cee798.png)的位图。这样做将使用每像素32位。您要么需要坚持该格式，要么指定要使用的格式。使用32位实际上可能是有益的，因为CPU可以很好地处理32位。不管怎样，我在这里使用24位，因为你的代码是这样写的，还有另一个原因。

位图bmp =新位图(pictureBox1.Width，pictureBox1.Height，PixelFormat.Format24bppRgb);

1. b声明了两次，因此代码无法编译。我将后一个更改为blue.

1. 如果使用的是24位位图，则在处理行和列时，位图的末尾可能无法很好地对齐。为了解决这种对齐问题，您必须考虑Stride。跨度在每一行的末尾添加一些字节，以便下一行从4或8的倍数开始(不确切地知道)。

这意味着:在每一行之后，必须将差值添加到ret变量中：

ret = ret + bmpData.Stride - pictureBox1.Width * 3;

1. 现在已经完成了，您的外部循环是X，内部循环是Y，但是需要考虑行的步长，而不是列。因此，翻转循环：

for (int y= 0；y< pictureBox1.Height；y++) { for (int x= 0；x< pictureBox1.Width；x++) {

1. 另外，字节数组的大小始终为2.000.000字节。如果图片框需要较少的像素，则您正在尝试将更多像素复制到可用的位图中。这会导致访问冲突。

通过分配您所需大小的byte[]来修复此问题。

byte[]字节=新的bytebmp.Height * bmpData.Stride；

然后更改所有边界检查。

1. Hans Passant在评论中提到，你的颜色顺序错误。应该是

字节数=(字节)蓝色；字节数+1=(字节)g；字节数+2=(字节)r；

我不想发布完整的代码，因为我认为你犯了很多错误，应该自己修复它们。复制/粘贴不利于学习。但是，以下是使用参数运行时修复的结果

var zoom = 2.0;
var centerX = -.2;
var centerY = 0.0;

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你会注意到，如果图像不是方形的，它看起来会被拉伸。您可能希望在计算中对此进行补偿。

另外:当前在Paint事件中绘制图像。你的窗口可能比你想象的要频繁的多。也许你会找到一个更好的地方。

在我的机器上，2560x1440像素的全屏更新需要大约2100ms。它可能仍然需要更多的性能:-)如果你避免使用ret，而是用一个计算来代替它，那么在外部y循环上使用Parallel.For()是可能的。这样我就可以在300ms (8个内核；16个线程)下运行。