C# 如何在非UI线程中编辑WritableBitmap.BackBuffer？

我的应用程序运行CPU密集型算法来编辑放置在WPF窗口中的图像。我需要在一个背景线程的版本完成。但是，尝试在非UI线程中编辑可写位图的BackBuffer会引发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();
    }

我已经阅读了几十本手册，所有这些手册都告诉我在UI线程中执行BackBuffer版本（即

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如何在非UI线程中编辑WritableBitmap.BackBuffer，而不进行任何无用的缓冲区复制/克隆？

在WPF中，跨线程调用是使用Dispatcher类完成的

在非UI线程中，需要获取创建WritableBitmap的线程的调度程序实例

然后在该调度器上调用Invoke（如果希望异步，则调用BeginInvoke）

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Invoke然后调用一个委托函数，其中BackBuffer是编辑的

除了Klaus78所说的，我建议采用以下方法：

通过在线程中的单独缓冲区（例如，

字节[]

）上执行异步“位图编辑”代码。不要每次需要执行异步操作时都创建新线程。这就是ThreadPool的用途

在WriteableBitmap的调度程序中复制编辑的缓冲区。无需锁定/解锁

例如：

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

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

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正如克莱门斯所说，这是不可能的

你有三个选择：

1） 按照克莱门斯的建议，在缓冲区中进行编辑，并在完成后进行blit

2） 在非常小的块中进行编辑，并在GUI线程上以很好的优先级安排它们。如果您将工作块保持足够小，GUI将保持响应，但显然这会使编辑代码复杂化

3） 组合1和2。在另一个线程中编辑小块，然后在每个块完成时进行blit。这可以保持GUI的响应速度，而无需使用内存作为完整的后台缓冲区。

在后台线程中写入后台缓冲区。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();
        });

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我实施了以下内容，基于：

在视图模型中，有这样一个属性，它绑定到XAML中的图像源：

private WriteableBitmap cameraImage;
private IntPtr cameraBitmapPtr;
public WriteableBitmap CameraImage
{
    get { return cameraImage; }
    set
    {
        cameraImage = value;
        cameraBitmapPtr = cameraImage.BackBuffer;
        NotifyPropertyChanged();
    }
}

使用属性意味着，如果可写位图发生更改（例如，由于分辨率的原因），它将在视图中更新，并且还将构造一个新的IntPtr

在适当的时候构建图像：

CameraImage = new WriteableBitmap(2448, 2048, 0, 0, PixelFormats.Bgr24, null);

在更新线程中，复制新图像，例如使用：

[DllImport("kernel32.dll", EntryPoint = "RtlMoveMemory")]
public static extern void CopyMemory(IntPtr Destination, IntPtr Source, uint Length);

你会的

CopyMemory(cameraImagePtr, newImagePtr, 2448 * 2048 * 3);

这可能有更好的功能

在同一线程中，在复制之后：

parent.Dispatcher.Invoke(new Action(() =>
{
    cameraImage.Lock();
    cameraImage.AddDirtyRect(new Int32Rect(0, 0, cameraImage.PixelWidth, cameraImage.PixelHeight));
    cameraImage.Unlock();
}), DispatcherPriority.Render);

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其中

parent

是带有图像的控件/窗口。

我在我的问题中发布了

new Thread（）

，只是想暗示操作应该在其他（随机）线程中完成。在我的问题中，我还声明我不想创建任何缓冲区，但我忘了提到我的位图是huuuge。这就是为什么你的方法有点不符合我的需要。：）是的，但是我恐怕你的问题的答案是：你不能。我认为BackBuffer是专门为后台编辑操作而存在的，但是微软的决定不同。无论如何谢谢你。我不会说“简直不能”，因为你实际上可以：）看我的代码回复。但委托函数将在哪个线程中执行？UI线程？线程池中的一些随机线程？还是什么？是的。第二种方法很难实现，而第一种方法很容易实现，因为它有一个快速而好的Blit函数。第三种方法当然是最好的，但是我没有时间对我们的应用程序进行那么多的增强。建议1没有奏效，因为

Dispatcher.BeginInvoke（…writeableBitmap.WritePixels（…，buffer，…）花费太多时间。结果，应用程序出现了很多小故障。此外，在UI线程中执行CPU密集型任务看起来更具响应性。现在我将尝试使用两个常规位图重新实现可写位图。我认为这不是正确的方法。这两个调用的阻塞时间将超过写入缓冲区所需的时间。我完全同意像素缓冲区的更新是一个快速过程的情况。如果缓冲区更新涉及一些昂贵的计算（即成本超过两个调用），那么上述方法仍然是一种完全可行的方法。