以高帧速率显示图像

Question

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

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

显然有很多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） - 对于较慢的帧速率非常有效，但我无法让它超过 60 FPS。

• 单线程无限循环 - 速度相当快，但我必须将 DoEvents/它的 WPF 等效项放入循环中，以便重绘窗口； 例如某些控件的按键事件未被触发等。

• 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（仍在捕获）
              {
                  if (Camera.CheckForAndDownloadImage(CameraInstance))
                  {
                      this.Dispatcher.Invoke((Action)this.DisplayImage);
                  }
              }
          }）。开始（）;
  

  嗯，这相对来说效果不错，但是会给 CPU 带来相当大的负载，当然，如果机器没有多个 CPU/核心，就会完全杀死机器，这是不可接受的。另外，我用这种方式存在大量线程争用。

问题很明显 - 是否有更好的替代方案，或者在这种情况下其中一种是可行的方法？

更新：
我不知何故忘记提及这一点（好吧，在写这个问题时忘记考虑它），但当然我不需要显示所有帧，但是我仍然需要捕获所有帧这样它们就可以保存到硬盘上。

更新2： 我发现 DispatcherTimer 方法慢并不是因为它不能足够快地处理所有内容，而是因为 DispatcherTimer 在触发 tick 事件之前等待下一个垂直同步；这对我来说实际上很好，因为在勾选事件中，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）并仅显示最后一个。

至于旧电脑被捕获完全“杀死”，WPF 似乎退回到软件渲染，速度非常慢。我可能无能为力。

感谢所有的答案。

Answer 1

我认为您尝试的方法过于简单化。这就是我要做的。

a) 将 Thread.Sleep(5) 放入轮询循环中，这应该允许您接近 120fps，同时仍保持较低的 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 的帧率。

c) 使用 ThreadPool 为每个帧生成一个子任务，然后将其保存到磁盘（每帧一个单独的文件中），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，我会按这个顺序实施它们。 a 或 b 很可能会解决您的问题。

Answer 2

您可以执行以下操作（所有伪代码）：
1. 让一个工作线程运行来处理捕获过程：

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（显然自上次更新以来它会错过一些捕获）并显示。因此，UI 线程受到限制并尽可能少地执行操作，它不会执行所有“捕获”操作，这是由工作线程完成的。抱歉，我无法格式化此位（但你明白了）：

   void OnTimerTick（无法记住参数）
   

   {
   图像图像显示；
   锁(_locker){imageToDisplay = _captures[k.Count - 1];
   显示函数（图像到显示）；
   让调度程序

2. 可能列表是一个队列，另一个线程用于排出队列并写入磁盘或其他内容。