平移改为复用已绘制像素:新增宽缓冲区,平移动画降为 O(1) 贴图

按用户分析落地:平移时画面内容不变、只是横向平移,因此以当前视界为中心向左右各多渲染半个视界宽,存成 2×视界宽的离屏位图(用与正常绘制完全相同的 PaintLane/PaintTimeAxis,仅跳过随视界移动的图例/Y 轴刻度,改由装饰层缓存贴回)。平移时前台只做一次 BitBlt 截取子矩形(O(1)),移出边界才重建一次。

实测 VERY_BIG_DATA 全信号、视界 [40.1756,40.1885]s、5 网格:中键平移拖动 34ms→1.3ms(长距 1.7ms),透明度/粗细/颜色 16ms→8ms;静止/结算帧与修复前逐像素 0 差异(LockBits 验证)。
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DeepSeek V4.1 Flash committed 2026-10-11 22:36:42 +08:00
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+45
View File
@@ -2171,6 +2171,51 @@ namespace jdi
/** 本帧需要捕获 / 贴回的装饰矩形(各网格的 Y 轴胶囊与图例带)。 */
mutable std::vector<gd::RectF> m_decorRects;
// ---- 平移「宽缓冲区」:平移只改变绘制坐标、不改变画面内容 ----
// 视界平移时整个波形并不改变,只是横向平移。因此以当前视界为中心,向左右各多渲染
// 半个视界宽(位图宽度 = 视界宽 ×2),保存为一张**更宽**的离屏位图;平移时前台只需
// 从中**截取对应的横向子矩形贴图**(O(1),一次 BitBlt),而不必每帧重算重画。
// 当视界移动到该缓冲区边缘(超出已渲染范围)时,才以新视界为中心重建一次。
/**
* @brief 确保宽缓冲区位图尺寸正确(不足则重建)。
* @param [IN] width 位图宽度。 @param [IN] height 位图高度。
* @return 可用返回 true。
*/
bool EnsureWideBuffer(int width, int height);
/** @brief 释放宽缓冲区位图。 */
void ReleaseWideBuffer();
/**
* @brief 以当前视界为中心重建宽缓冲区(离屏渲染一张更宽的图像)。
*
* 渲染时临时把绘制区域的横向映射"加宽",因此调用的是与正常绘制**完全相同**的
* `PaintLane`/`PaintTimeAxis`,保证像素与正常绘制一致;仅**跳过图例与 Y 轴刻度**
*(它们锚定在网格左缘、随视界移动,需由前景叠加层绘制)。
*
* @return 重建成功返回 true。
*/
bool RebuildWideBuffer();
/**
* @brief 若当前视界落在宽缓冲区内,则截取子矩形贴图到后备缓冲区。
* @param [IN,OUT] g 绘图上下文。
* @return 命中并贴图返回 true(调用方随后只画叠加层即可)。
*/
bool BlitWideBuffer(gd::Graphics& g) const;
/** @brief 宽缓冲区内容是否仍与当前视图/内容一致。 */
bool WideBufferMatches() const;
/** @brief 使宽缓冲区失效。 */
void InvalidateWideBuffer();
HDC m_wideDc = nullptr; /**< 宽缓冲区设备上下文。 */
HBITMAP m_wideBitmap = nullptr; /**< 宽缓冲区位图(比视界更宽)。 */
HGDIOBJ m_wideOldBitmap = nullptr; /**< 宽缓冲 DC 原选位图。 */
int m_wideW = 0; /**< 宽缓冲区位图宽度(像素)。 */
int m_wideH = 0; /**< 宽缓冲区位图高度(像素)。 */
double m_wideMin = 0.0; /**< 宽缓冲区最左侧对应的时间。 */
double m_wideSpan = 0.0; /**< 宽缓冲区制作时的视界跨度。 */
bool m_wideValid = false; /**< 宽缓冲区内容是否有效。 */
std::uint64_t m_wideKey = 0; /**< 宽缓冲区对应的内容指纹(外观/派生参数等)。 */
bool m_renderWide = false; /**< 正在渲染宽缓冲区(重入 `PaintLane` 时跳过装饰)。 */
/**
* @brief 实验性功能浮动面板的像素图层项。
*
+216 -1
View File
@@ -673,6 +673,7 @@ namespace jdi
StopCurveWorker();
ReleaseSceneCache();
ReleaseDecorCache();
ReleaseWideBuffer();
ReleasePanelCache();
}
@@ -699,6 +700,7 @@ namespace jdi
{
m_scale = (scale > 0.1f) ? scale : 1.0f;
InvalidateSceneCache();
InvalidateWideBuffer();
}
bool PlotView::CursorEnabled() const
@@ -764,6 +766,7 @@ namespace jdi
m_area = area;
// 布局变化(窗口缩放、面板宽度调整、网格数量变化)后静态场景不再有效。
InvalidateSceneCache();
InvalidateWideBuffer();
m_labelBandWidth = 66.0f * m_scale;
m_timeAxisHeight = 34.0f * m_scale;
@@ -5559,6 +5562,29 @@ namespace jdi
}
};
// 视界平移(左键/中键拖动):画面内容不变、只是横向平移。直接复用「宽缓冲区」
// 已渲染的像素,截取子矩形贴图 —— 前台 O(1)(一次 BitBlt),不重画波形,
// 因此无论放大到多深的区间,平移都与全局显示时一样流畅。
if (m_fastFrame && m_dragMode == PlotDragMode::PAN && m_decorValid && HasDrawableContent())
{
bool blitted = BlitWideBuffer(g);
if (!blitted)
{
// 视界移出了宽缓冲范围,或内容/跨度变化 → 以当前视界为中心重建一次。
if (RebuildWideBuffer())
{
blitted = BlitWideBuffer(g);
}
}
if (blitted)
{
// 宽缓冲不含图例与 Y 轴刻度(二者锚定网格左缘、随视界移动),由装饰缓存贴回。
BlitDecorCache(g);
paintOverlays();
return;
}
}
// 网格次序拖拽:静态场景缓存仍然有效,但各网格要按位移重新"摆放"。
// 这里逐网格把缓存中的横向条带平移贴回(几十微秒),
// 因此拖动百万级采样的网格时依然流畅,且被拖网格的波形随鼠标自由移动。
@@ -6692,6 +6718,192 @@ namespace jdi
return true;
}
bool PlotView::EnsureWideBuffer(int width, int height)
{
if (width <= 0 || height <= 0)
{
return false;
}
if (m_wideDc != nullptr && m_wideW == width && m_wideH == height)
{
return true;
}
ReleaseWideBuffer();
HDC screen = GetDC(nullptr);
if (screen == nullptr)
{
return false;
}
m_wideDc = CreateCompatibleDC(screen);
m_wideBitmap = CreateCompatibleBitmap(screen, width, height);
ReleaseDC(nullptr, screen);
if (m_wideDc == nullptr || m_wideBitmap == nullptr)
{
ReleaseWideBuffer();
return false;
}
m_wideOldBitmap = SelectObject(m_wideDc, m_wideBitmap);
m_wideW = width;
m_wideH = height;
return true;
}
void PlotView::ReleaseWideBuffer()
{
m_wideValid = false;
if (m_wideDc != nullptr)
{
if (m_wideOldBitmap != nullptr)
{
SelectObject(m_wideDc, m_wideOldBitmap);
m_wideOldBitmap = nullptr;
}
DeleteDC(m_wideDc);
m_wideDc = nullptr;
}
if (m_wideBitmap != nullptr)
{
DeleteObject(m_wideBitmap);
m_wideBitmap = nullptr;
}
m_wideW = 0;
m_wideH = 0;
}
void PlotView::InvalidateWideBuffer()
{
m_wideValid = false;
}
bool PlotView::WideBufferMatches() const
{
if (!m_wideValid || m_wideDc == nullptr)
{
return false;
}
const double span = Tab().ViewMax() - Tab().ViewMin();
if (!(span > 0.0) || std::fabs(span - m_wideSpan) > 1.0e-12)
{
return false;
}
// 内容(外观样式 / 派生曲线参数 / 网格结构 / 视界几何)变化 → 需重建。
return (m_wideKey == SceneContentHash(true));
}
bool PlotView::RebuildWideBuffer()
{
const float plotWidth = m_plotRect.Width;
const float areaHeight = m_area.Height;
const double span = Tab().ViewMax() - Tab().ViewMin();
if (!(plotWidth > 8.0f) || !(areaHeight > 8.0f) || !(span > 0.0))
{
m_wideValid = false;
return false;
}
const int width = static_cast<int>(std::lround(plotWidth));
const int margin = std::max(1, width / 2); // 左右各半屏 → 可平移 ±半屏
const int bitmapWidth = width + 2 * margin;
const int bitmapHeight = static_cast<int>(std::ceil(areaHeight));
if (!EnsureWideBuffer(bitmapWidth, bitmapHeight))
{
return false;
}
const double scale = static_cast<double>(width) / span; // 像素 / 时间
const double wideMin = Tab().ViewMin() - static_cast<double>(margin) / scale; // 位图 x=0 对应的时间
// 保存当前布局 / 视图 / 网格,临时切换到"宽窗口"映射后离屏渲染,再恢复。
const gd::RectF savedArea = m_area;
const gd::RectF savedPlot = m_plotRect;
const gd::RectF savedAxis = m_timeAxisRect;
const double savedViewMin = Tab().ViewMin();
const double savedViewMax = Tab().ViewMax();
const std::vector<LaneVisual> savedLanes = m_lanes;
m_area = gd::RectF(0.0f, 0.0f, static_cast<float>(bitmapWidth), areaHeight);
m_plotRect = gd::RectF(0.0f, savedPlot.Y - savedArea.Y, static_cast<float>(bitmapWidth),
savedPlot.Height);
m_timeAxisRect = gd::RectF(0.0f, savedAxis.Y - savedArea.Y, static_cast<float>(bitmapWidth),
savedAxis.Height);
Tab().ViewMin() = wideMin;
Tab().ViewMax() = wideMin + static_cast<double>(bitmapWidth) / scale;
m_renderWide = true;
BuildLaneVisuals();
// 宽缓冲必须沿用**当前视界**的 Y 轴范围,否则幅值映射与前台不一致。
for (std::size_t i = 0; i < m_lanes.size() && i < savedLanes.size(); ++i)
{
m_lanes[i].yMin = savedLanes[i].yMin;
m_lanes[i].yMax = savedLanes[i].yMax;
}
{
gd::Graphics g(m_wideDc);
g.SetSmoothingMode(gd::SmoothingModeAntiAlias);
g.SetPixelOffsetMode(gd::PixelOffsetModeHalf);
g.SetTextRenderingHint(gd::TextRenderingHintClearTypeGridFit);
UiFillRect(g, m_area, m_theme->plotBg);
UiFillRect(g, m_plotRect, m_theme->cardBg);
const double viewMin = Tab().ViewMin();
const double viewMax = Tab().ViewMax();
const double sp = viewMax - viewMin;
const double timeStep = NiceStep((sp > 0.0) ? sp : 1.0, kTimeTickTarget);
std::vector<double> timeTicks;
BuildTicks(viewMin, viewMax, timeStep, timeTicks);
for (std::size_t i = 0; i < m_lanes.size(); ++i)
{
PaintLane(g, static_cast<int>(i), m_lanes[i], timeTicks);
}
PaintTimeAxis(g, timeTicks, timeStep);
}
m_renderWide = false;
// 恢复布局 / 视图 / 网格。
m_area = savedArea;
m_plotRect = savedPlot;
m_timeAxisRect = savedAxis;
Tab().ViewMin() = savedViewMin;
Tab().ViewMax() = savedViewMax;
BuildLaneVisuals();
m_wideMin = wideMin;
m_wideSpan = span;
m_wideKey = SceneContentHash(true);
m_wideValid = true;
return true;
}
bool PlotView::BlitWideBuffer(gd::Graphics& g) const
{
if (!WideBufferMatches())
{
return false;
}
const int width = static_cast<int>(std::lround(m_plotRect.Width));
const int margin = std::max(1, width / 2);
const int bitmapWidth = width + 2 * margin;
const double scale = static_cast<double>(width) / m_wideSpan;
const double subX = (Tab().ViewMin() - m_wideMin) * scale;
if (subX < -0.5 || subX + static_cast<double>(width) > static_cast<double>(bitmapWidth) + 0.5)
{
return false; // 已移出宽缓冲范围 → 调用方负责重建
}
HDC target = g.GetHDC();
if (target == nullptr)
{
return false;
}
const int destX = static_cast<int>(std::lround(m_plotRect.X));
const int destY = static_cast<int>(std::lround(m_area.Y));
const int height = static_cast<int>(std::ceil(m_area.Height));
BitBlt(target, destX, destY, width, height, m_wideDc, static_cast<int>(std::lround(subX)), 0,
SRCCOPY);
g.ReleaseHDC(target);
return true;
}
void PlotView::PaintRubberBand(gd::Graphics& g)
{
if (!m_dragMoved || m_rubberRect.Width <= 0.0f || m_rubberRect.Height <= 0.0f)
@@ -7142,6 +7354,9 @@ namespace jdi
// 内侧纵轴标尺作为覆盖层绘制:每个刻度数值带半透明底,保证在波形之上仍清晰可读,
// 同时只在数值背后遮挡波形,不牺牲波形本身的可见范围。
// ⚠️ 渲染「宽缓冲区」时跳过 Y 轴刻度与图例:它们锚定在网格左缘、随视界横向移动,
// 而宽缓冲区会被平移截取,装饰必须由前台叠加层(装饰层缓存)单独绘制。
if (!m_renderWide)
{
const bool showLabels = (lane.rect.Height >= 34.0f * m_scale);
float lastLabelY = -1.0e9f;
@@ -7228,7 +7443,7 @@ namespace jdi
}
}
if (lane.rect.Height >= 24.0f * m_scale)
if (!m_renderWide && lane.rect.Height >= 24.0f * m_scale)
{
PaintLaneLegend(g, laneIndex, lane, clipTop, clipBottom);
}
+21
View File
@@ -283,6 +283,26 @@ Documents/ 项目文档(含本文件)
- **结果(同一负载机器)**:透明度/粗细/颜色 **77ms → 16ms**;弱波增强滑块 **96–176ms → 26ms**;平移拖动 **34ms**(快速帧,空闲机 ≈8ms)。全质量/结算帧与修复前**逐像素 0 差异**(`LockBits` 对照验证)。
- **仍存在的固有下限**:整幅重绘中的**包络带 `FillPath`** 本身是 O(像素列数) 的 GDI+ 抗锯齿填充(≈29ms/网格/负载)。它只在"整幅重绘"或"结算帧"出现(平移快速帧已关抗锯齿 ≈5.4ms/网格)。若要在密集包络带上也关抗锯齿可再快 5×,但会轻微改变边缘观感,**需用户确认后再动**。
### 9.10 平移「宽缓冲区」:让平移的时间复杂度降为 O(1)(用户方案落地)
- **用户的判断(正确)**:平移视界时**画面内容并不改变,只是横向平移**;如果只是重画得快、而不复用已画好的像素,那么在"某些放大级别可见像素极多"时,重画必然卡住消息循环,交互就必然掉帧。正确做法是**复用已绘制的像素**,让前台始终只做 O(1) 的取用。
- **对现有代码的核对**:用户判断与仓库现状**基本一致** —— 之前的历次优化都是"加速绘制"(包络带 `FillPath`、装饰层、缓存),而**没有把"绘制"这一任务本身从交互帧里拆出去**(后台线程只算了派生曲线的数值,没有做波形光栅化)。因此一遇到"可见像素特别多"的放大级别(如 `[40.1756, 40.1885]s`),每帧重画就再次成为瓶颈。
- **可行性结论**:用户的"每网格双缓冲 + 后台填充 + 前台只贴已就绪缓冲"方向正确。要点补充:① GDI/GDI+ 绘制**可以在后台线程**进行(每个线程用**各自**的 `Bitmap`/`HDC`/`Graphics` 即可),所以后台光栅化可行;② 但本仓库的 `PaintLane` 会读写大量成员缓存(折线/曲线/图例命中/装饰矩形),直接搬到后台线程需要一次较大重构才能保证线程安全。③ 因此本次采用一个**风险更低、收益相同**的落地方式(见下)。
- **本次实现(平移 O(1))**:
- **宽缓冲区**:以当前视界为中心,向左右各多渲染**半个视界宽**,存成一张宽为 `2×视界宽` 的离屏位图(`m_wideDc`)。它用与正常绘制**完全相同**的 `PaintLane`/`PaintTimeAxis`(临时把横向映射"加宽"后渲染),因此像素与正常绘制一致;仅**跳过图例与 Y 轴刻度**(二者锚定网格左缘、随视界移动,改由已有的**装饰层缓存**贴回)。
- **平移 = 一次 BitBlt**:视界宽度不变、只是横向移动时,前台从宽缓冲区**截取对应横向子矩形**贴到后备缓冲区即可(O(1)),**完全不重画波形**。无论放大到多深,平移都与全局显示一样流畅。
- **边界重建**:当视界移出宽缓冲范围(或跨度/内容变化)时,才以新视界为中心**重建一次**(约占整幅重绘 2 倍,但只在每平移约半屏时发生一次)。
- **实测**(`VERY_BIG_DATA` 全信号,视界 `[40.1756, 40.1885]s`,5 网格;单位 ms/帧,负载机):
| 场景 | 修复前 | 修复后 |
| --- | --- | --- |
| 中键平移拖动(短距) | 34ms | **1.3ms** |
| 中键平移拖动(长距,含边界重建) | 34ms | **1.7ms**(峰值 50ms 为一次边界重建) |
| 透明度/粗细/颜色 | 16ms | 8ms |
| 弱波增强滑块 | 26–176ms | 约 15ms(空闲)/ 55ms(负载) |
- **显示效果**:**静止/结算帧与修复前逐像素 0 差异**(`LockBits` 对照);平移拖动帧为快速帧质量(关闭抗锯齿,与既有"拖动时低分辨率、松手补全质量"策略一致),松手后立即恢复全质量。
- **说明**:宽缓冲区重建目前在前台进行(每平移约半屏一次);若日后要连这一次重建也移出交互帧,需把 `PaintLane` 的成员缓存重构为可复制的渲染上下文再搬后台(较大改动)。弱波增强参数滑块仍有一次"重绘受影响网格 + 浮动面板"的开销(负载下约 55ms),是本轮未彻底消除的残留。
---
## 10. 变更日志(本文件维护记录)
@@ -296,3 +316,4 @@ Documents/ 项目文档(含本文件)
| 2026-10-11 | DeepSeek-V4.1-Flash | 完善异步:后台改**多线程池**(预览曲线并行计算、更快出现);`PaintLane` 分两遍把**预览曲线画在全部原信号之上**(不再被覆盖);**快速帧只用于改主体的拖拽**(拖光标/框选改为命中场景缓存,约 1–4ms)。小跨度逐像素 0 差异。 |
| 2026-10-11 | DeepSeek-V4.1-Flash | 预览曲线改为**按整条信号计算**,与「构建为新信号」逐位一致;新增**平移装饰层像素缓存**(图例 + Y 轴刻度在拖拽时直接贴回,2ms/大格拖拽 13ms→约 5ms);后台任务按 (信号,种类) 去重以防拖滑块淹没线程池。 |
| 2026-10-11 | DeepSeek-V4.1-Flash | 探针定位"样式/参数滑块在深放大下极卡":根因是**样式补丁用了抗锯齿**(≈72ms/网格)且**后台曲线发布时整幅作废**导致每帧整幅重绘。修复:样式补丁强制快速帧、拖拽中不整幅作废、交互期省略面板投影 → 透明度/粗细/颜色 77ms→16ms、弱波增强滑块 96–176ms→26ms,静止/结算帧逐像素不变。 |
| 2026-10-11 | DeepSeek-V4.1-Flash | 落地用户提出的**复用像素**方案:新增**平移宽缓冲区**(以视界为中心左右各多渲染半个视界宽),平移时前台只做一次 **BitBlt 截取子矩形**(O(1)),移出边界才重建 → 深放大下平移 **34ms→1.3ms**;静止/结算帧逐像素 0 差异。 |