Я выполнял некоторые небезопасные операции с растровыми изображениями и обнаружил, что меньшее увеличение указателя может привести к значительному повышению производительности. Я не уверен, почему это так, даже если вы выполняете намного больше побитовых операций в цикле, все же лучше делать меньше итераций с указателем.
Так, например, вместо итерации по 32-битным пикселям с UInt32 итерация более двух пикселей с UInt64 и выполнять в два раза больше операций за один цикл.
Следующий код делает это путем считывания двух пикселей и их изменения (конечно, это не сработает с изображениями с нечетной шириной, но это только для тестирования).
private void removeBlueWithTwoPixelIteration()
{
// think of a big image with data
Bitmap bmp = new Bitmap(15000, 15000, System.Drawing.Imaging.PixelFormat.Format32bppArgb);
TimeSpan startTime, endTime;
unsafe {
UInt64 doublePixel;
UInt32 pixel1;
UInt32 pixel2;
const int readSize = sizeof(UInt64);
const UInt64 rightHalf = UInt32.MaxValue;
PerformanceCounter pf = new PerformanceCounter("System", "System Up Time"); pf.NextValue();
BitmapData bd = bmp.LockBits(new Rectangle(0, 0, bmp.Width, bmp.Height), System.Drawing.Imaging.ImageLockMode.ReadWrite, bmp.PixelFormat);
byte* image = (byte*)bd.Scan0.ToPointer();
startTime = TimeSpan.FromSeconds(pf.NextValue());
for (byte* line = image; line < image + bd.Stride * bd.Height; line += bd.Stride)
{
for (var pointer = line; pointer < line + bd.Stride; pointer += readSize)
{
doublePixel = *((UInt64*)pointer);
pixel1 = (UInt32)(doublePixel >> (readSize * 8 / 2)) >> 8; // loose last 8 bits (Blue color)
pixel2 = (UInt32)(doublePixel & rightHalf) >> 8; // loose last 8 bits (Blue color)
*((UInt32*)pointer) = pixel1 << 8; // putback but shift so A R G get back to original positions
*((UInt32*)pointer + 1) = pixel2 << 8; // putback but shift so A R G get back to original positions
}
}
endTime = TimeSpan.FromSeconds(pf.NextValue());
bmp.UnlockBits(bd);
bmp.Dispose();
}
MessageBox.Show((endTime - startTime).TotalMilliseconds.ToString());
}
Следующий код делает это пиксель за пикселем и составляет примерно На 70% медленнее , чем предыдущий:
private void removeBlueWithSinglePixelIteration()
{
// think of a big image with data
Bitmap bmp = new Bitmap(15000, 15000, System.Drawing.Imaging.PixelFormat.Format32bppArgb);
TimeSpan startTime, endTime;
unsafe
{
UInt32 singlePixel;
const int readSize = sizeof(UInt32);
PerformanceCounter pf = new PerformanceCounter("System", "System Up Time"); pf.NextValue();
BitmapData bd = bmp.LockBits(new Rectangle(0, 0, bmp.Width, bmp.Height), System.Drawing.Imaging.ImageLockMode.ReadWrite, bmp.PixelFormat);
byte* image = (byte*)bd.Scan0.ToPointer();
startTime = TimeSpan.FromSeconds(pf.NextValue());
for (byte* line = image; line < image + bd.Stride * bd.Height; line += bd.Stride)
{
for (var pointer = line; pointer < line + bd.Stride; pointer += readSize)
{
singlePixel = *((UInt32*)pointer) >> 8; // loose B
*((UInt32*)pointer) = singlePixel << 8; // adjust A R G back
}
}
endTime = TimeSpan.FromSeconds(pf.NextValue());
bmp.UnlockBits(bd);
bmp.Dispose();
}
MessageBox.Show((endTime - startTime).TotalMilliseconds.ToString());
}
Может кто-нибудь прояснить, почему увеличение указателя обходится дороже, чем выполнение нескольких побитовых операций?
Я использую платформу .NET 4.
Может быть что-то вроде этого быть верным для C ++?
NB. 32-битные и 64-битные соотношения двух методов одинаковы, однако оба способа на 20% медленнее в 64-битном и 32-битном? накладные расходы на ветвление.
EDIT2:
После некоторого тестирования кажется, что чтение из памяти меньше времени является ответом:
С этим кодом, предполагающим, что ширина изображения делится на 5, вы получите на 400% быстрее:
[StructLayout(LayoutKind.Sequential,Pack = 1)]
struct PixelContainer {
public UInt32 pixel1;
public UInt32 pixel2;
public UInt32 pixel3;
public UInt32 pixel4;
public UInt32 pixel5;
}
Затем используйте это:
int readSize = sizeof(PixelContainer);
// .....
for (var pointer = line; pointer < line + bd.Stride; pointer += readSize)
{
multiPixel = *((PixelContainer*)pointer);
multiPixel.pixel1 &= 0xFFFFFF00u;
multiPixel.pixel2 &= 0xFFFFFF00u;
multiPixel.pixel3 &= 0xFFFFFF00u;
multiPixel.pixel4 &= 0xFFFFFF00u;
multiPixel.pixel5 &= 0xFFFFFF00u;
*((PixelContainer*)pointer) = multiPixel;
}