LuChiChick/Just-DataInspector
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Just-DataInspector/Utilities/Inc/PaintUtil.hpp
T
DeepSeek V4.1 Flash b960b03cb5 「阶数 N」改称「迭代次数 N」；修复大文件放大后的平移卡顿与越界三角样式 
一、命名（用户要求）
- 实验性功能里的「阶数 N」全部改为「迭代次数 N」（面板滑块标签、均值滤波/中心轴
  的数值框标签、构建提示语）。
- 相关标识符与函数参数统一改名：order → iterations（Lane::MeanFilterItem::iterations、
  Lane::weakBoostIterations、ComputeWeakWaveBoost/ComputeMovingAverageIterated 的形参、
  MeanFilterCurveFor/WeakBoostCurveFor/WeakBoostValueAt/EdgeCenterCountsFor、
  各曲线缓存项的字段、EdgePanelLayout::rowIterations/sliderIterations、
  PlotEditTarget::MEAN_FILTER_ITERATIONS/EDGE_CENTER_ITERATIONS、
  PlotDragMode::BOOST_ITERATIONS、kWeakBoostIterationsMin/Max/Label、
  DerivedSignalRequest::iterations 等）。网格拖拽重排里的局部 order 为避免歧义
  改名为 laneOrder；`std::memory_order_*`、`rowOrder`→`rowIterations` 一并核对无误。
- 导出信号尾缀统一为「N次迭代」：
  `<原信号> (N点均值 M次迭代)`、`<原信号> (弱波增强 X% M次迭代)`；
  弱波增强此前缺失该信息，现已补上（两种派生信号都恒定带迭代次数）。
  状态提示语同步为「… M 次迭代信号。」。

二、越界三角与光标读数的样式统一（用户要求）
- 新增 `kMarkerTriangleGap`：网格内数据点越界时，方向三角与数值标注之间**留出间隙**
  （此前三角与胶囊贴在一起，看起来像胶囊上多出的尖角）；中心轴/均值滤波/弱波增强的
  派生取值标注同样处理。
- 光标时间读数（以及双光标 Δt 读数）改用与网格内数据点**完全一致**的越界样式：
  三角画在胶囊**外侧**、尖端朝外、与胶囊之间留出同样的间隙；为此把读数胶囊在越界一侧
  向内让出「三角深度 + 间隙」。旧的"三角压在胶囊上沿"的画法以及为它额外留出的叠放
  间距（kCursorTipStackGap）一并删除。

三、大文件放大后"平移 / 改配色非常卡"的根因与修复（用户要求，流畅性优先）
用离屏探针（`.preflight/perf3`）在 VERY_BIG_DATA（1.77GB、2580 万采样 × 5 信号、
1224×796 绘图区）上先量化，实测到的三个根因：
1. **包络带"梳状化"**：当信号的振荡周期与像素列宽度相当时（编码器方波在 2ms/大格下
   约 3 个采样点一列），逐列包络会在"全高"与"极窄"之间交替——实测 1224 列里有 988 处
   全高跳变。这种多边形让 GDI+ 的扫描线填充耗时暴涨：同一条 2448 顶点的路径
   **27.6ms → 1.1ms（±1 列极值扩展后快 25 倍）**。这正是"某些放大等级下平移特别卡"
   （实测 2ms/大格平移 87ms，其余等级 17~20ms）的原因。
   → `EmitEnvelopeBand` 在拼装包络带时对列窗口做 ±1 列的极值扩展（纵向最多各多 1 像素，
   肉眼不可辨），一次性消除该病理。
2. **派生预览曲线按折线逐段描边**：均值滤波/弱波增强曲线在可见采样数超过像素列数时
   仍按"每 2 像素一个顶点"的抗锯齿折线绘制，而这类曲线常叠在方波上（大量近垂直跳变），
   实测单条 12~42ms，5 个网格合计上百毫秒。
   → 稠密时改用**逐像素列的包络带**（复用 `EmitEnvelopeBand`）一次 FillPath，实测
   0.56ms / 1.53ms（分别快 22 倍 / 28 倍），视觉与细折线一致（列宽就是 1 像素）。
3. **悬停光晕用宽笔描整条折线**：实测悬停一帧多花 35ms。
   → 包络带模式下改为"把带整体外扩后填充一次"（`PaintBandHalo`），悬停帧恢复正常。

另外修掉两个相关的固定开销：
- `UiMeasureTextWidth` 增加 (字体, 文本) 记忆化缓存：它是布局代码的热点（浮动面板几何
  按「网格数 × 面板种类」重复计算，每帧重复测量同一批字符串成百上千次），实测单个面板
  的绘制因此从 3.2ms 降到 1ms 量级。字体重建（DPI 变化）时由 `UiClearMeasureCache` 作废。

实测（VERY_BIG_DATA 全选 5 信号，绘图区全重绘 = 平移一帧）：
- 20ms/大格（用户报告的场景）：平移 20.1ms → **11.3ms**；
- 2ms/大格（此前最糟）：平移 86.7ms → **12.3ms**；
- 网格 1 开弱波增强：63.9ms → **17.6ms**；5 个网格全开：136.6ms → **31.9ms**；
- 悬停信号：整帧 49.6ms → **15.5ms**（与不悬停持平，光晕几乎免费）。
仍存的已知热点：0.5ms/大格附近（可见约 1000 个采样点、走**逐点描边**路径）平移约
28~39ms —— 该区间采样比像素还稀疏、无法用包络带替代，且用户明确要求保留抗锯齿，
本次未动。

四、验证
- 离屏 harness（窗口 SW_HIDE、不占用鼠标/键盘/屏幕）**355 项检查全部通过**，
  新增 `[AD]`：越界读数胶囊向内让位、三角在外侧、三角与胶囊间有真实间隙、
  胶囊上方不再有内容；取值标注与三角之间保留 `kMarkerTriangleGap` 的间隙（用
  散点模式排除波形干扰后逐像素断言）。`[X]/[Y]/[AA]/[AB]/[Z]` 等既有用例同步通过。
- 性能结论来自 `.preflight/perf3`（离屏探针 + 两套微基准），已随任务清理。
2026-10-10 20:13:21 +08:00

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C++
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#ifndef __PAINT_UTIL_HPP__
#define __PAINT_UTIL_HPP__
#include <windows.h>
#include <objidl.h>
#include <gdiplus.h>
#include <cstddef>
#include <cstdint>
#include <string>
#include <vector>
#include "TextEdit.hpp"
#include "Theme.hpp"
namespace jdi
{
/**
* @brief 文本水平对齐方式（垂直方向始终居中）。
*/
enum class TextAlign : int
{
LEFT = 0, /**< 左对齐。 */
CENTER = 1, /**< 水平居中。 */
RIGHT = 2 /**< 右对齐。 */
};
/**
* @brief 图标朝向。
*/
enum class IconDirection : int
{
LEFT = 0, /**< 指向左侧。 */
RIGHT = 1, /**< 指向右侧。 */
UP = 2, /**< 指向上方。 */
DOWN = 3 /**< 指向下方。 */
};
/**
* @brief 按 DPI 创建并缓存整套界面字体（GDI 字体句柄）。
*/
struct UiFonts
{
HFONT ui = nullptr; /**< 常规界面字体。 */
HFONT uiBold = nullptr; /**< 加粗界面字体。 */
HFONT uiSmall = nullptr; /**< 小号界面字体。 */
HFONT uiSmallBold = nullptr;/**< 小号加粗界面字体。 */
HFONT title = nullptr; /**< 标题字体。 */
HFONT mono = nullptr; /**< 等宽数值字体。 */
HFONT monoSmall = nullptr; /**< 小号等宽字体。 */
UINT dpi = 96; /**< 创建时所使用的 DPI。 */
/**
* @brief 依据 DPI 创建全部字体。
* @param [IN] dpi 目标 DPI（96 对应 100% 缩放）。
* @return 创建成功返回 true。
*/
bool Create(UINT dpi);
/**
* @brief 释放全部字体句柄。
*/
void Destroy();
~UiFonts() { Destroy(); }
};
/**
* @brief 将 0xAARRGGBB 颜色值转换为 GDI COLORREF。
* @param [IN] argb 颜色值。
* @return GDI 颜色值。
*/
inline COLORREF ToColorRef(std::uint32_t argb)
{
return RGB((argb >> 16) & 0xFFu, (argb >> 8) & 0xFFu, argb & 0xFFu);
}
/**
* @brief 判断点是否落在矩形内部。
* @param [IN] rect 目标矩形。
* @param [IN] x 横坐标。
* @param [IN] y 纵坐标。
* @return 落在内部返回 true。
*/
inline bool UiPointInRect(const gd::RectF& rect, float x, float y)
{
return x >= rect.X && x <= (rect.X + rect.Width) && y >= rect.Y && y <= (rect.Y + rect.Height);
}
/**
* @brief 填充矩形区域。
* @param [IN,OUT] g 绘图上下文。
* @param [IN] rect 目标矩形。
* @param [IN] argb 填充颜色。
*/
void UiFillRect(gd::Graphics& g, const gd::RectF& rect, std::uint32_t argb);
/**
* @brief 填充圆角矩形区域。
* @param [IN,OUT] g 绘图上下文。
* @param [IN] rect 目标矩形。
* @param [IN] radius 圆角半径。
* @param [IN] argb 填充颜色。
*/
void UiFillRoundRect(gd::Graphics& g, const gd::RectF& rect, float radius, std::uint32_t argb);
/**
* @brief 描边圆角矩形。
* @param [IN,OUT] g 绘图上下文。
* @param [IN] rect 目标矩形。
* @param [IN] radius 圆角半径。
* @param [IN] argb 线条颜色。
* @param [IN] width 线条宽度。
*/
void UiDrawRoundRect(gd::Graphics& g, const gd::RectF& rect, float radius, std::uint32_t argb, float width);
/**
* @brief 绘制一条直线。
* @param [IN,OUT] g 绘图上下文。
* @param [IN] x1 起点横坐标。
* @param [IN] y1 起点纵坐标。
* @param [IN] x2 终点横坐标。
* @param [IN] y2 终点纵坐标。
* @param [IN] argb 线条颜色。
* @param [IN] width 线条宽度。
*/
void UiDrawLine(gd::Graphics& g, float x1, float y1, float x2, float y2, std::uint32_t argb, float width);
/**
* @brief 在指定矩形内绘制单行文本（垂直居中，超长自动省略）。
* @param [IN,OUT] g 绘图上下文。
* @param [IN] text 文本内容。
* @param [IN] font 字体句柄。
* @param [IN] rect 文本布局矩形。
* @param [IN] argb 文本颜色。
* @param [IN] align 水平对齐方式。
*/
void UiText(gd::Graphics& g, const std::wstring& text, HFONT font, const gd::RectF& rect, std::uint32_t argb,
TextAlign align = TextAlign::LEFT);
/**
* @brief 测量单行文本的像素宽度（无需 GDI+ 上下文，可在布局阶段调用）。
* @param [IN] font 字体句柄。
* @param [IN] text 文本内容。
* @return 文本像素宽度。
*/
float UiMeasureTextWidth(HFONT font, const std::wstring& text);
/**
* @brief 在指定裁剪矩形内以显式起点绘制一段文本（使用 GDI ExtTextOut 裁剪）。
*
* `UiText` 走 `DrawTextW`，**不遵循 GDI+ 裁剪区**；输入框在长内容、水平滚动的情况下
* 会把字符画到框体之外。本函数用 `ETO_CLIPPING` 让 GDI 自己裁剪，彻底避免越界绘制。
*
* @param [IN,OUT] g 绘图上下文。
* @param [IN] text 文本内容。
* @param [IN] font 字体句柄。
* @param [IN] x 文本起始横坐标。
* @param [IN] rect 垂直居中参考矩形。
* @param [IN] argb 文本颜色。
* @param [IN] clipRect 裁剪矩形（超出部分不绘制）。
*/
void UiTextAtClipped(gd::Graphics& g, const std::wstring& text, HFONT font, float x, const gd::RectF& rect,
std::uint32_t argb, const gd::RectF& clipRect);
/**
* @brief 计算输入框文本的绘制起点（已考虑超出框宽时的水平滚动）。
* @param [IN] rect 输入框矩形。
* @param [IN] edit 编辑模型。
* @param [IN] font 字体句柄。
* @param [IN] scale 缩放比例。
* @param [OUT] innerWidth 框内可用宽度输出。
* @return 文本绘制起点横坐标。
*/
float UiEditTextLeft(const gd::RectF& rect, const TextEdit& edit, HFONT font, float scale,
float& innerWidth);
/**
* @brief 把输入框内的横坐标换算为字符偏移（就近取整，用于鼠标定位插入符）。
* @param [IN] font 字体句柄。
* @param [IN] text 当前文本。
* @param [IN] localX 相对文本起点的横坐标（可超出 [0, 文本宽度]）。
* @return 字符偏移。
*/
std::size_t UiEditOffsetAt(HFONT font, const std::wstring& text, float localX);
/**
* @brief 在超出可用宽度时对文本做尾部省略截断（不绘制任何内容）。
* @param [IN] text 原始文本。
* @param [IN] font 字体句柄。
* @param [IN] maxWidth 允许的最大像素宽度。
* @return 截断后的文本。
*/
std::wstring UiEllipsize(const std::wstring& text, HFONT font, float maxWidth);
/**
* @brief 处理输入框内的鼠标按下：命中则把插入符定位到最近的字符边界并开始拖拽框选。
* @param [IN] font 字体句柄。
* @param [IN] rect 输入框矩形。
* @param [IN,OUT] edit 编辑模型。
* @param [IN] scale 缩放比例。
* @param [IN] x 客户区横坐标。
* @param [IN] y 客户区纵坐标。
* @return 命中输入框并开始拖拽返回 true。
*/
bool UiEditFieldMouseDown(HFONT font, const gd::RectF& rect, TextEdit& edit, float scale, int x, int y);
/**
* @brief 处理输入框内的鼠标拖拽移动（扩展选区）。
* @param [IN] font 字体句柄。
* @param [IN] rect 输入框矩形。
* @param [IN,OUT] edit 编辑模型。
* @param [IN] scale 缩放比例。
* @param [IN] x 客户区横坐标。
* @return 选区发生变化返回 true。
*/
bool UiEditFieldMouseMove(HFONT font, const gd::RectF& rect, TextEdit& edit, float scale, int x);
/**
* @brief 在矩形中心绘制一个加号图标。
* @param [IN,OUT] g 绘图上下文。
* @param [IN] rect 图标布局矩形。
* @param [IN] argb 线条颜色。
* @param [IN] strokeWidth 线条宽度。
*/
void UiDrawPlusIcon(gd::Graphics& g, const gd::RectF& rect, std::uint32_t argb, float strokeWidth);
/**
* @brief 用 GDI 一次性绘制若干条**不透明 1px 实线**（每条线段相互独立）。
*
* 性能关键：GDI+ 的 `DrawLine` 实测每条约 0.1–0.19 ms（带抗锯齿的长线更慢），
* 而一张网格通常要画几十条网格线 —— 逐条调用会让单帧多花十几毫秒。
* 这里改用 GDI（一次取 HDC + 一支画笔 + 多个 LineTo），快一两个数量级，
* 而且像素级网格线本来就不需要抗锯齿，观感反而更清晰。
*
* ⚠️ GDI 绘制**不受 GDI+ 裁剪区约束**，因此必须显式传入裁剪矩形
* （内部用 `SaveDC` + `IntersectClipRect` 保证不越界）。
* ⚠️ 只能用于**不透明**颜色（GDI 不做 alpha 混合）；半透明色需调用方先与底色混合。
*
* @param [IN,OUT] g 绘图上下文。
* @param [IN] clip 裁剪矩形（客户区坐标）。
* @param [IN] segments 线段数组，每 4 个 float 为一条（x1,y1,x2,y2）。
* @param [IN] segmentCount 线段数量。
* @param [IN] argb 颜色（Alpha 必须为 0xFF，否则不做任何绘制）。
* @param [IN] width 线宽（像素，>= 1；仅精确支持 1，更宽时按整数宽画）。
*/
void UiDrawSolidLines(gd::Graphics& g, const gd::RectF& clip, const float* segments,
std::size_t segmentCount, std::uint32_t argb, int width = 1);
/**
* @brief 把半透明颜色与已知不透明底色混合，得到可直接用于 GDI 的不透明颜色。
* @param [IN] background 不透明底色（0xFFRRGGBB）。
* @param [IN] argb 待叠加颜色（含 alpha）。
* @return 混合后的不透明颜色。
*/
std::uint32_t UiBlendOver(std::uint32_t background, std::uint32_t argb);
/**
* @brief 作废「文本宽度测量」的记忆化缓存。
*
* `UiMeasureTextWidth` 内部按 (字体句柄, 文本) 缓存测量结果以摊薄 GDI 调用开销；
* 字体句柄被重建（DPI 变化等）时必须调用本函数，否则系统复用的同一句柄值会命中
* 旧宽度，造成布局错位。
*/
void UiClearMeasureCache();
/**
* @brief 一次性填充多个圆角矩形（同色同圆角）。
*
* 每帧要画几十个刻度数值底板时，逐个调用 `UiFillRoundRect` 会带来可观的 GDI+ 调用开销；
* 合并成一条 GraphicsPath 后只 FillPath 一次（实测约快 3 倍）。
*
* @param [IN,OUT] g 绘图上下文。
* @param [IN] rects 矩形集合。
* @param [IN] radius 圆角半径。
* @param [IN] argb 填充色。
*/
void UiFillRoundRects(gd::Graphics& g, const std::vector<gd::RectF>& rects, float radius,
std::uint32_t argb);
/**
* @brief 在矩形中心绘制一个叉号（关闭）图标。
* @param [IN,OUT] g 绘图上下文。
* @param [IN] rect 图标布局矩形。
* @param [IN] argb 线条颜色。
* @param [IN] strokeWidth 线条宽度。
*/
void UiDrawCrossIcon(gd::Graphics& g, const gd::RectF& rect, std::uint32_t argb, float strokeWidth);
/**
* @brief 在矩形中心绘制一个实心三角形指示器。
* @param [IN,OUT] g 绘图上下文。
* @param [IN] rect 图标布局矩形。
* @param [IN] argb 填充颜色。
* @param [IN] direction 三角形朝向。
*/
void UiDrawTriangleIcon(gd::Graphics& g, const gd::RectF& rect, std::uint32_t argb, IconDirection direction);
/**
* @brief 将滑块轨道上的横坐标换算为取值比例。
* @param [IN] trackRect 轨道矩形。
* @param [IN] x 横坐标。
* @return 取值比例，范围 0-1。
*/
double UiSliderRatioFromX(const gd::RectF& trackRect, float x);
/**
* @brief 绘制水平滑块（轨道 + 已填充部分 + 圆钮）。
* @param [IN,OUT] g 绘图上下文。
* @param [IN] track 轨道矩形。
* @param [IN] ratio 当前值比例（0-1）。
* @param [IN] fillColor 已填充部分颜色。
* @param [IN] active 是否处于悬停或拖拽状态（影响圆钮半径）。
* @param [IN] scale DPI 缩放比例。
*/
void UiDrawSlider(gd::Graphics& g, const gd::RectF& track, double ratio, std::uint32_t fillColor,
bool active, float scale);
/**
* @brief 绘制单行内联输入框（含选区高亮、插入符与水平滚动）。
*
* 初始状态为“整体选中”时以强调色底衬显示全部内容，首字符键入即整体替换，
* 交互观感与常见登录界面的账号/密码输入框一致；文本超出框宽时自动横向滚动，
* 保证插入符始终可见。
*
* @param [IN,OUT] g 绘图上下文。
* @param [IN] rect 输入框矩形。
* @param [IN] edit 输入框编辑模型。
* @param [IN] font 文本字体。
* @param [IN] scale DPI 缩放比例。
*/
void UiDrawEditField(gd::Graphics& g, const gd::RectF& rect, const TextEdit& edit, HFONT font,
float scale);
/**
* @brief 只绘制输入框的**内容**（选区高亮 / 文本 / 插入符），不绘制底板与边框。
*
* 用于"宿主已经画好了外框"的场景（例如信号面板的「筛选信号」输入框）：若直接调用
* UiDrawEditField，会在外框内部再套一个带边框的圆角框，形成一圈多余的内圈。
*
* @param [IN,OUT] g 绘图上下文。
* @param [IN] rect 输入框矩形（内容区，几何与 UiDrawEditField 完全一致）。
* @param [IN] edit 输入框编辑模型。
* @param [IN] font 文本字体。
* @param [IN] scale DPI 缩放比例。
*/
void UiDrawEditFieldContent(gd::Graphics& g, const gd::RectF& rect, const TextEdit& edit, HFONT font,
float scale);
/**
* @brief 取值胶囊底色上的高对比度文字色与描边色。
*/
struct UiInk
{
std::uint32_t text = 0xFF073642u; /**< 文字色（不透明）。 */
std::uint32_t outline = 0x99FDF6E3u; /**< 描边色（半透明，恒与文字色反相）。 */
};
/**
* @brief 颜色的相对亮度（0-1，逐通道线性加权）。
* @param [IN] color 0xAARRGGBB 颜色值。
* @return 相对亮度。
*/
double UiColorLuminance(std::uint32_t color);
/**
* @brief 依据胶囊底色求高对比度的文字色与描边色（对底色配色作线性响应）。
*
* 求值分两步：
* 1. **亮度**：按"取最大对比"的一侧选定亮文字或暗文字。这是唯一的阈值判断，但它
* 本身就是"任意底色下都保持高对比"的必要条件 —— 任何连续的亮度取值都会在中性灰
* 附近同时远离两侧极值，对比度必然塌陷。
* 2. **配色**：把该侧的极值色与**底色的互补色**按固定比例线性混合。互补色的相对亮度
* 恰为 `1 - 底色亮度`，因此文字/描边的亮度是底色亮度的**线性**函数，色相也随信号
* 配色连续变化（不再是固定的黑/白两色）。
*
* 描边色取相反的一侧，保证"描边—文字—底色"三段式对比。
*
* @param [IN] background 胶囊底色（0xAARRGGBB）。
* @return 文字色与描边色。
*/
UiInk UiContrastInk(std::uint32_t background);
/**
* @brief 绘制一个带边框的复选框。
* @param [IN,OUT] g 绘图上下文。
* @param [IN] rect 复选框矩形。
* @param [IN] state 选中状态：0 未选，1 全选，2 部分选。
* @param [IN] radius 圆角半径。
*/
void UiDrawCheckBox(gd::Graphics& g, const gd::RectF& rect, int state, float radius);
/**
* @brief 绘制颜色样块：叠加不透明度填充，透明度过低时补充描边以保证可辨识。
* @param [IN,OUT] g 绘图上下文。
* @param [IN] rect 样块矩形。
* @param [IN] color 基础颜色（0xAARRGGBB，其 Alpha 通道会被不透明度覆盖）。
* @param [IN] opacity 不透明度（0-1）。
* @param [IN] radius 圆角半径。
* @param [IN] scale DPI 缩放比例，用于推导描边粗细。
* @return 实际填充颜色的 0xAARRGGBB 值（供需要同步其他元素的调用方使用）。
*/
std::uint32_t UiDrawSwatch(gd::Graphics& g, const gd::RectF& rect, std::uint32_t color, float opacity,
float radius, float scale);
/**
* @brief 判断给定不透明度是否低到需要为样块补充描边。
* @param [IN] opacity 不透明度（0-1）。
* @return 需要描边返回 true。
*/
bool UiSwatchNeedsOutline(float opacity);
} // namespace jdi
#endif // __PAINT_UTIL_HPP__
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