以高帧率显示图像

Question

问题是：我有一个自定义硬件设备，我必须在 C#/WPF 中从中获取图像并将它们显示在一个窗口中，所有这些都具有 120+ FPS。

问题是没有事件表明图像准备好了，但我必须不断地轮询设备并检查是否有任何新图像然后下载它们。

显然有几种方法可以做到这一点，但我还没有找到合适的方法。

这是我尝试过的：

• 一个简单的计时器（或 DispatcherTimer） - 适用于较慢的帧速率，但我无法超过 60 FPS。

• 单线程无限循环 - 相当快，但我必须将 DoEvents/它的 WPF 等效项放入循环中，以便重绘窗口；这会产生一些其他不需要的（奇怪）后果，例如某些控件未触发的按键事件等。

• 在另一个线程中进行轮询/下载并在 UI 线程中显示，如下所示：

   new Thread(() =>
          {
              while (StillCapturing)
              {
                  if (Camera.CheckForAndDownloadImage(CameraInstance))
                  {
                      this.Dispatcher.Invoke((Action)this.DisplayImage);
                  }
              }
          }).Start();
  

  嗯，这工作得比较好，但是会给 CPU 带来相当大的负载，如果机器没有超过一个 CPU/内核，当然会完全杀死机器，这是不可接受的。另外，我这种方式有大量的线程争用。

问题很明显 - 有没有更好的选择，或者在这种情况下可以采用其中一种方法吗？

更新：
我不知何故忘了提到这一点（好吧，写这个问题时忘了考虑它），但我当然不需要显示 all 帧，但我仍然需要捕获所有帧所以它们可以保存到硬盘上。

更新 2： 我发现 DispatcherTimer 方法慢不是因为它不能足够快地处理所有事情，而是因为 DispatcherTimer 在触发滴答事件之前等待下一次垂直同步；在我的情况下这实际上很好，因为在滴答事件中我可以将所有待处理的图像保存到内存缓冲区（用于将图像保存到磁盘）并只显示最后一个。

至于被捕获完全“杀死”的旧计算机，WPF 似乎退回到非常慢的软件渲染。我可能无能为力。

感谢大家的回答。

Answer 1

我认为您正在尝试一种过于简单化的方法。这就是我要做的。

a) 在您的轮询循环中放置一个 Thread.Sleep(5)，这应该可以让您接近 120fps，同时仍然保持较低的 CPU 时间。

b) 仅每 5 帧左右更新一次显示。这将减少处理量，因为我不确定 WPF 是否能够处理超过 60fps 的速度。

c) 使用 ThreadPool 为每个帧生成一个子任务，然后将其保存到磁盘（在每帧单独的文件中），这样您就不会受到磁盘性能的限制。额外的帧只会堆积在内存中。

就我个人而言，我会按此顺序实施它们。机会是 a 或 b 将解决您的问题。

Answer 2

您可以执行以下操作（所有伪代码）： 1. 有一个工作线程运行处理捕获进程：

List<Image> _captures = new List<Image>();
 new Thread(() =>
    {
        while (StillCapturing)
        {
            if (Camera.CheckForAndDownloadImage(CameraInstance))
            {
                lock(_locker){_captures.Add(DisplayImage);


            }
        }
    }).Start();

1. 让调度程序计时器线程获取最新捕获的图像（显然，自上次滴答以来它会错过一些捕获）并显示。因此，UI 线程被限制并尽可能少地做，它没有做所有的“捕获”，这是由工作线程完成的。抱歉，我无法格式化这个位（但你明白了）：

   void OnTimerTick(can't remember params)
   

   { 图像图像显示； 锁定（_locker）{imageToDisplay = _captures[k.Count - 1]; 显示功能（图像显示）； }

2. 可能是该列表是一个队列，而另一个线程用于排空队列并写入磁盘或其他任何内容。