圖像處理初級技巧（哲學）

這里只介紹初級技巧，并且多數只是一些提示，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生的原因是刷新速度太慢，這是個完全錯誤的認識。 閃爍產生的原因是相鄰的兩幀或多幀之間，圖像內容的差異過大。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生的原因是刷新速度太慢，這是個完全錯誤的認識。
閃爍產生的原因是相鄰的兩幀或多幀之間，圖像內容的差異過大。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。由于沒有使用雙緩沖，繪圖的整個過程會重現在屏幕上，這種過程的重現會引起閃爍。

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，請參考游戲開發和圖像處理的書籍和資料。

技巧二：數據與顯示分離。

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中獲取數據，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：定義自己的圖像數據格式（一般認為24bitBMP的格式就是很優秀的格式了，也能滿足多數情況的需要），然后制定自定義格式到DC等設備的映射規則。所有的數據運算都在自己的數據結構內部完成，而結果經過映射后，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，可能會引起數據的丟失或上溢，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據保存圖形細節信息，而以象素坐標為單位的屏幕DC對此無能為力。

技巧三：恰當的UNDO方式。

多數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，那么這種備份的數量極有可能超過磁盤剩余空間。其實有個優化的方式：
原理：用戶的操作雖然不能被有效undo，但是卻可以被重現。
使用：保存原始的圖片，記錄每一步用戶操作的細節，當需要undo到某一步的時候，從原始圖片開始，依次重現用戶的操作細節，直到需要的那個步驟。

這一技巧還可以通過在一些重現時間過長的復雜操作前后增加備份次數以改善性能。總的來說這是個時間換磁盤空間的技巧，多數時候也能加快程序的響應速度（畢竟內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。

圖像處理多數是耗時運算，即使1024×1024的bmp，總數據量也超過3M，對于一個需要逐象素處理的算法來說，這種數據量會占據大量的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，多數情況，經過匯編優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,例如把緩沖中的數據寫入磁盤等。

技巧六：有計劃的內存管理。

圖像處理程序耗盡系統可用內存，這并不是什么新鮮事，再優秀的內存管理也不能處理內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存，而系統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的內存都拿不出來了。

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

與此同時，一些常用文件和數據的緩沖是提高效率的途徑，也是內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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