Асинхронные операции на WriteableBitmap

Question

Я пишу приложение в WPF (C #), которое выполняет длинные операции над коллекцией растровых изображений. Чтобы обеспечить отзывчивость моего приложения, я решил использовать другой поток для выполнения операций с растровыми изображениями и сообщать о ходе выполнения на панели прогресса в основном потоке пользовательского интерфейса. Я думал, что BackgroundWorker сделает для меня что-нибудь, но, похоже, это будет не так просто.

У меня есть следующий код:

public class ImageProcessor
{
    public Collection<WriteableBitmap> Pictures { get; private set; }
    private BackgroundWorker _worker = new BackgroundWorker();

    public ImageProcessor()
    {
        _worker.DoWork += DoWork;
    }

    public void DoLotsOfOperations()
    {
        _worker.RunWorkerAsync();
    }

    private void DoWork(object sender, DoWorkEventArgs e)
    {
        // operations on Pictures collection
    }
}

Во время выполнения я загружаю изображения, используя стандартный диалог открытия файла, в коллекцию Pictures, а затем вызываю метод DoLotsOfOperations (). Но как только я пытаюсь получить доступ к любому из свойств одного растрового изображения, я получаю InvalidOperationException: «Вызывающий поток не может получить доступ к объекту, потому что другой поток владеет им».

Это очевидно: я загрузил растровые изображения и заполнил коллекцию в потоке пользовательского интерфейса, и я пытаюсь прочитать элементы коллекции в другом потоке. Поэтому я попробовал разные подходы:

• Я передал всю коллекцию как параметр метода RunWorkerAsync и вернул ее обратно в метод DoWork из e.Argument, но затем, когда я попытался прочитать свойства одного растрового изображения, я все еще получил то же исключение.
• Я пробовал то же самое, на этот раз передавая одно растровое изображение в качестве аргумента фонового работника, и все же я не мог получить ни одно из свойств растрового изображения, не говоря уже о пикселях растрового изображения.

Так, как я могу получить доступ к данным растрового изображения в другом потоке (и предпочтительно с помощью BackgroundWorker)?

Я не знаю, возможно, весь мой подход неверен. Общая идея, которую я хочу достичь:

1. Пользователь загружает растровые изображения, которые затем отображаются в окне.
2. Пользователь нажимает кнопку, и выполняется длинная операция с растровыми изображениями, но пользовательский интерфейс отзывчив (что позволяет пользователю, например, отменить операцию), а ход выполнения отображается на панели progess.

Заранее спасибо за любую помощь.

Answer 1

1) прокси-класс (без ограничения потока)

    public class WriteableBitmapProxy
    {
        public IntPtr BackBuffer { get; set; }
        public int BackBufferStride { get; set; }
        public int PixelHeight { get; set; }
        public int PixelWidth { get; set; }
    }

2) Методы расширения (небезопасные)

    public class RGBColor
    {
        public byte R { get; set; }
        public byte G { get; set; }
        public byte B { get; set; }
        public uint Value
        {
            get
            {
                return (uint)(((uint)R << 16) + ((uint)G << 8) + (B) + ((uint)255 << 24));
            }
        }
    }

   public static RGBColor GetPixel(this WriteableBitmap bmp, uint x, uint y)
    {
        unsafe
        {
            if (y >= bmp.PixelHeight) return default(RGBColor);
            if (x >= bmp.PixelWidth) return default(RGBColor);


            // Get a pointer to the back buffer.
            uint pBackBuffer = (uint)bmp.BackBuffer;

            // Find the address of the pixel to draw.
            pBackBuffer += y * (uint)bmp.BackBufferStride;
            pBackBuffer += x * 4;

            byte* pCol = (byte*)pBackBuffer;
            return new RGBColor() { B = pCol[0], G = pCol[1], R = pCol[2] };
        }
    }

    public static void SetPixel(this WriteableBitmapProxy bmp, uint x, uint y, RGBColor col)
    {
        SetPixel(bmp, x, y, col.Value);
    }

    public static void SetPixel(this WriteableBitmapProxy bmp, uint x, uint y, uint value)
    {
        unsafe
        {
            if (y >= bmp.PixelHeight) return;
            if (x >= bmp.PixelWidth) return;

            // Get a pointer to the back buffer.
            uint pBackBuffer = (uint)bmp.BackBuffer;

            // Find the address of the pixel to draw.
            pBackBuffer += y * (uint)bmp.BackBufferStride;
            pBackBuffer += x * 4;

            // Assign the color data to the pixel.
            *((uint*)pBackBuffer) = value;
        }
    }

3) Порядок запуска длительной работы в другом потоке

      var image = sender as Image;
        var bitmap = image.Source as WriteableBitmap;

        var prx = new WpfImage.MyToolkit.WriteableBitmapProxy()
        {
            BackBuffer = bitmap.BackBuffer,
            BackBufferStride = bitmap.BackBufferStride,
            PixelHeight = bitmap.PixelHeight,
            PixelWidth = bitmap.PixelWidth
        };

        bitmap.Lock();

        Thread loader = new Thread(new ThreadStart(() => 
        {


            Global_Histogramm(prx);

            Dispatcher.BeginInvoke(DispatcherPriority.Background,
                  (SendOrPostCallback)delegate { bitmap.AddDirtyRect(new Int32Rect(0, 0, prx.PixelWidth - 1, prx.PixelHeight - 1)); bitmap.Unlock(); }, null);

        }

        ));
        loader.Priority = ThreadPriority.Lowest;
        loader.Start();

4) Длительная реализация операции

    void Global_Histogramm(WpfImage.MyToolkit.WriteableBitmapProxy src)
    {
        int SrcX = src.PixelWidth;
        int SrcY = src.PixelHeight;

        double[] HR = new double[256];
        double[] HG = new double[256];
        double[] HB = new double[256];
        double[] DR = new double[256];
        double[] DG = new double[256];
        double[] DB = new double[256];
        uint i, x, y;

        //  wyzeruj tablice
        for (i = 0; i < 256; i++) HB[i] = HG[i] = HR[i] = 0;

        //  wypelnij histogramy R G B
        for (y = 0; y < SrcY; y++)
            for (x = 0; x < SrcX; x++)
            {
                var color = src.GetPixel(x, y);
                HB[color.B]++;
                HG[color.G]++;
                HR[color.R]++;
            };

        // oblicz histogramy znormalizowane i przygotuj dystrybuanty
        int ilosc_punktow = SrcX * SrcY;
        double sumaR = 0, sumaG = 0, sumaB = 0;

        for (i = 0; i < 256; i++)
        {
            DB[i] = sumaB + HB[i] / ilosc_punktow;
            DG[i] = sumaG + HG[i] / ilosc_punktow;
            DR[i] = sumaR + HR[i] / ilosc_punktow;
            sumaB = DB[i];
            sumaG = DG[i];
            sumaR = DR[i];
        };

        Dispatcher.BeginInvoke(DispatcherPriority.Background,
              (SendOrPostCallback)delegate { progressBar1.Maximum = SrcY - 1; }, null);



        // aktualizuj bitmape
        for (y = 0; y < SrcY; y++)
        {
            for (x = 0; x < SrcX; x++)
            {

                var stmp = src.GetPixel(x, y);
                var val = new WpfImage.MyToolkit.RGBColor()
                {
                    B = (byte)(DB[stmp.B] * 255),
                    G = (byte)(DG[stmp.G] * 255),
                    R = (byte)(DR[stmp.R] * 255)
                };
                src.SetPixel(x, y, val);                    
            };

            Dispatcher.BeginInvoke(DispatcherPriority.Background,
                  (SendOrPostCallback)delegate { progressBar1.Value = y; }, null);


        }
    }

5) Надеюсь, это докажет.

Answer 2

WriteableBitmap имеет явную поддержку потоков. Но вы должны следовать протоколу, используйте метод Lock () в потоке, чтобы получить доступ к BackBuffer.