基于NET的雙緩沖技術(shù)論文

　　通常在圖形應(yīng)用程序開發(fā)過程中，經(jīng)常會遇到圖形顯示時屏幕不停閃爍的現(xiàn)象。畫面要產(chǎn)生動態(tài)效果，編程時要在視圖中進(jìn)行貼圖，并不斷刷新重繪，但是刷新頻率過高，就會出現(xiàn)閃屏的現(xiàn)象。又或者是實時數(shù)據(jù)顯示，數(shù)據(jù)不斷更新，數(shù)據(jù)所在的控件也需要不斷地刷新，這樣也會出現(xiàn)閃屏的現(xiàn)象。因此，閃屏這個問題嚴(yán)重地影響了用戶的體驗。

　　針對這個問題有一些解決辦法：刷新特定的矩形區(qū)域、頁面切換、雙緩沖等。但在一般情況下，開發(fā)人員會選擇雙緩沖技術(shù)，因為適用范圍廣泛，不過需要較多的內(nèi)存。

　　1 閃屏

　　閃屏現(xiàn)象出現(xiàn)的可能原因：為了維持窗口的正常顯示，每次都需要調(diào)用Paint事件進(jìn)行重繪操作刷新畫面。雖然窗口在刷新過程中會使所有圖元重繪，不過圖元的重繪并不引發(fā)Paint事件，因此窗口刷新時只會調(diào)用一次Paint事件。在窗口刷新過程中，重繪的圖元都會馬上顯示到窗口，只要有圖元的位置，就會有圖元的更替刷新，當(dāng)圖元較多數(shù)量時，圖元更替刷新的時間存在肉眼可辨的時差時，就會導(dǎo)致閃爍現(xiàn)象出現(xiàn);當(dāng)圖元數(shù)量較少時，窗體重圖元更替刷新的位置也不多，窗口閃爍現(xiàn)象并不會很嚴(yán)重;隨著圖元數(shù)量的增加，繪圖窗口每次刷新引起的圖元重繪數(shù)量也會增加，窗口刷新的位置分布就更加廣泛，閃爍現(xiàn)象就會越來越嚴(yán)重。又或者是因為窗口刷新時間間隔小于圖元顯示到窗口所耗費的時間，因此在對圖元進(jìn)行鼠標(biāo)跟蹤繪制操作，抑或是對圖元進(jìn)行變形操作，由于調(diào)用Paint事件次數(shù)大量增加，窗口刷新次數(shù)也同時增加，即使窗口刷新時所有圖元的更替刷新沒有時間差異，也會因為延時關(guān)系導(dǎo)致閃爍現(xiàn)象。

　　2 雙緩沖技術(shù)

　　2.1 基本思想

　　Windows的重繪窗體操作一般分為3個階段：

　　第一階段，背景清除，通過Windows的操作系統(tǒng)級背景刷清除重繪窗體上的無效區(qū)域。

　　第二階段，背景繪制，通過窗體的受保護方法OnPaint-Background完成窗體背景繪制，當(dāng)然也可以通過重寫該方法進(jìn)行自定義窗體背景的操作。

　　第三階段，圖形繪制，通過窗體的受保護方法OnPaint完成圖形繪制，然后引發(fā)Paint事件。3個階段的操作全完成后，Windows窗體的繪圖才算真正完成。而雙緩沖技術(shù)就是將窗體重繪過程的3個階段合為一次操作，從而實現(xiàn)圖形閃爍現(xiàn)象的消除。具體實現(xiàn)方法是先在一塊內(nèi)存(后端緩沖區(qū))中完成重繪窗體的3個階段，然后再將繪制好的圖形從內(nèi)存中拷貝到顯存中，如圖1所示，由于在屏幕上只執(zhí)行了一次顯示圖形的操作，因此用戶觀察不到窗體重繪的中間畫面，從而消除了圖形的閃爍。

　　2.2 實現(xiàn)方法

　　2.2.1 利用默認(rèn)雙緩沖

　　利用默認(rèn)雙緩沖的方法有兩種，第一種也就是最簡單的便是將.NetFramework中的Double Buffered屬性設(shè)置為true:this.DoubleBuffeed=true;

　　第二種方法便是通過SetStyle為Windows窗體和Windows控件啟用默認(rèn)的雙緩沖。在.Net框架2.0以上版本中設(shè)置參數(shù)屬性如下： Double Buffer和Double Buffer參數(shù)設(shè)為true;而UserPaint設(shè)為true表示控件自行負(fù)責(zé);All Painting lnWmPaint設(shè)為true表示禁止擦除背景。

　　2.2.2 自定義雙緩沖

　　.netframework中的類Buffered Graphics Context獨立管理和分配圖形緩沖區(qū)。應(yīng)用程序域都通過其默認(rèn)Buffered Graphics Context實例實現(xiàn)應(yīng)用程序默認(rèn)雙緩沖的管理。一般情況下，應(yīng)用程序的應(yīng)用域存在唯一性，因而每個應(yīng)用程序通常都只有一個默認(rèn)的'由Buffered Graphics Manager類管理Buffered=Graphics Context實例。管理Buffered Graphics Context實現(xiàn)雙緩沖的具體步驟如下：引用Buffered Graphics Context類的實例。通過調(diào)用Buffered Graphics Context.Allocate方法創(chuàng)建Buffered Graphics類的實例。通過設(shè)置Buffered Graphics.屬性將圖形繪制到緩沖區(qū)。

　　在緩沖區(qū)中完成所有的圖形繪制操作后，再將緩沖區(qū)的圖形內(nèi)容通過Buffered Graphics.Render方法復(fù)制到與該緩沖區(qū)關(guān)聯(lián)的繪圖圖面或者指定的繪圖圖面。完成呈現(xiàn)圖形之后，對Buffered Graphics實例調(diào)用Dispose方法完成系統(tǒng)資源的釋放。

　　2.2.3 編程實例

　　無錫地鐵一號線的遠(yuǎn)程故障傳輸?shù)孛孳浖�也需要消除其中的圖形閃爍現(xiàn)象。以無錫地鐵一號線的遠(yuǎn)程故障傳輸?shù)孛孳浖�為例子，講述怎樣使用.NET框架內(nèi)置雙緩沖技術(shù)消除圖形閃爍。

　　無錫地鐵一號線的遠(yuǎn)程故障傳輸?shù)孛孳浖�是將ERM模塊的故障數(shù)據(jù)通過無線傳輸傳到地面軟件，然后通過地面軟件將故障數(shù)據(jù)顯示出來。ERM模塊將數(shù)據(jù)打包發(fā)給車載PIS，然后車載PIS發(fā)給中間服務(wù)器，中間服務(wù)器再轉(zhuǎn)發(fā)給地面軟件。地面軟件接收的是實時數(shù)據(jù)，每隔50ms接收的數(shù)據(jù)就填充顯示一次，界面顯示的內(nèi)容需要不斷刷新，刷新次數(shù)過于頻繁，就會出現(xiàn)閃屏的現(xiàn)象。

　　為解決這個問題，此軟件使用了雙緩沖技術(shù)中的默認(rèn)緩沖。數(shù)據(jù)是在ListView、ListBox兩個控件上顯示，通過Set-Style為ListView、ListBox啟用默認(rèn)緩沖。

　　沒有使用雙緩沖時，在屏幕上直接繪制ListBox與ListView，然后填充數(shù)據(jù)，就會看見屏幕上的數(shù)據(jù)不停地閃爍;而雙緩沖技術(shù)的繪圖，先在內(nèi)存上創(chuàng)建的“虛擬屏幕”上繪圖、填充數(shù)據(jù)，然后將繪好了的圖形一次性“拷貝”到屏幕上。

　　其實也可以使用自定義雙緩沖來實現(xiàn)，其效果與默認(rèn)雙緩沖一樣。默認(rèn)雙緩沖的使用比較簡便，自定義的卻繁瑣一些，但是更具靈活性，然而默認(rèn)雙緩沖是在每次繪圖時建立新緩沖區(qū)，使用完便馬上釋放。當(dāng)應(yīng)用中繪圖操作密集時，這種頻繁地分配、釋放內(nèi)存，將會嚴(yán)重影響程序的性能。

　　3 結(jié)語

　　消除閃屏的常用編程技術(shù)便是雙緩沖技術(shù)。具體應(yīng)用中需要根據(jù)應(yīng)用的簡單難易程度進(jìn)行選擇采用默認(rèn)雙緩沖還是自定義雙緩沖，對于繪圖操作較少的簡單應(yīng)用程序，一般采用啟動默認(rèn)雙緩沖;而對于那種繪圖操作密集的應(yīng)用程序，例如：動畫、游戲等，應(yīng)該優(yōu)先選擇自定義雙緩沖，可以控制雙緩沖的中間過程，來提高程序性能。

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