Как реализовать панорамирование/масштабирование на битовых массивах gigapixel?

Я решил попробовать кое-что сам. Я придумал простой код GDI +, который использует плитки, которые у меня уже есть. Я просто отфильтровываю те части, которые имеют отношение к текущей области отсечения. Это работает как по волшебству! Пожалуйста, найдите мой код ниже. (Двойная буферизация настроек формы для достижения наилучших результатов)

 protected override void OnPaint(PaintEventArgs e)
    {
        base.OnPaint(e);
        Graphics dc = e.Graphics;
        dc.ScaleTransform(1.0F, 1.0F);
        Size scrollOffset = new Size(AutoScrollPosition);

        int start_x = Math.Min(matrix_x_size, 
                             (e.ClipRectangle.Left - scrollOffset.Width) / 256);
        int start_y = Math.Min(matrix_y_size, 
                             (e.ClipRectangle.Top - scrollOffset.Height) / 256);
        int end_x = Math.Min(matrix_x_size, 
                        (e.ClipRectangle.Right - scrollOffset.Width + 255) / 256);
        int end_y = Math.Min(matrix_y_size, 
                      (e.ClipRectangle.Bottom - scrollOffset.Height + 255) / 256);

        // start * contain the first and last tile x/y which are on screen 
        // and which need to be redrawn.
        // now iterate trough all tiles which need an update 
        for (int y = start_y; y < end_y; y++)
            for (int x = start_x; x < end_x; x++)
            {  // draw bitmap with gdi+ at calculated position.
                dc.DrawImage(BmpMatrix[y, x], 
                           new Point(x * 256 + scrollOffset.Width, 
                                     y * 256 + scrollOffset.Height));
            }
    }

Чтобы проверить это, я создал матрицу 80x80 из 256 фрагментов (420 MPixel). Конечно, в реальной жизни мне придется добавить отложенную загрузку. Я могу оставить плитки (пустыми), если они еще не загружены. Фактически, я попросил своего клиента вставить 8 ГБ в его машину, чтобы мне не нужно было слишком беспокоиться о производительности. После загрузки плитки могут оставаться в памяти.

public partial class Form1 : Form
{
    bool dragging = false;
    float Zoom = 1.0F;
    Point lastMouse;
    PointF viewPortCenter;

    private readonly Brush solidYellowBrush = new SolidBrush(Color.Yellow);
    private readonly Brush solidBlueBrush = new SolidBrush(Color.LightBlue);
    const int matrix_x_size = 80;
    const int matrix_y_size = 80;
    private Bitmap[,] BmpMatrix = new Bitmap[matrix_x_size, matrix_y_size];
    public Form1()
    {
        InitializeComponent();

        Font font = new Font("Times New Roman", 10, FontStyle.Regular);
        StringFormat strFormat = new StringFormat();
        strFormat.Alignment = StringAlignment.Center;
        strFormat.LineAlignment = StringAlignment.Center;
        for (int y = 0; y < matrix_y_size; y++)
            for (int x = 0; x < matrix_x_size; x++)
            {
                BmpMatrix[y, x] = new Bitmap(256, 256, PixelFormat.Format24bppRgb);
                //                    BmpMatrix[y, x].Palette.Entries[0] = (x+y)%1==0?Color.Blue:Color.White;

                using (Graphics g = Graphics.FromImage(BmpMatrix[y, x]))
                {
                    g.FillRectangle(((x + y) % 2 == 0) ? solidBlueBrush : solidYellowBrush, new Rectangle(new Point(0, 0), new Size(256, 256)));
                    g.DrawString("hello world\n[" + x.ToString() + "," + y.ToString() + "]", new Font("Tahoma", 8), Brushes.Black,
                        new RectangleF(0, 0, 256, 256), strFormat);
                    g.DrawImage(BmpMatrix[y, x], Point.Empty);
                }
            }

        BackColor = Color.White;

        Size = new Size(300, 300);
        Text = "Scroll Shapes Correct";

        AutoScrollMinSize = new Size(256 * matrix_x_size, 256 * matrix_y_size);
    }   

Оказалось, это была легкая часть. Получить асинхронный многопоточный ввод-вывод в фоновом режиме было намного труднее. Тем не менее, у меня это работает так, как описано здесь. Проблемы, которые необходимо было решить, были больше связаны с многопоточностью .NET / Form, чем с этой темой.

В псевдокоде это работает следующим образом:

after onPaint (and on Tick)
   check if tiles on display need to be retrieved from disc
       if so: post them to an async io queue
       if not: check if tiles close to display area are already loaded
           if not: post them to an async io/queue
   check if bitmaps have arrived from io thread
      if so: updat them on screen, and force repaint if visible

Результат: теперь у меня есть собственный пользовательский элемент управления, который использует примерно 50 МБ для очень быстрого доступа к файлам TIFF произвольного размера (мозаичным).