使用不安全代码将 Bitmap 位图转为 WPF 的 ImageSource 以获得高性能和持续小的内存占用

 

在 WPF 中将一个现成的 Bitmap 位图转换成 ImageSource 用于显示一个麻烦的事儿，因为 WPF 并没有提供多少可以转过来的方法。不过产生 Bitmap 来源却非常多，比如屏幕截图、GDI 图、数组或其它非托管框架生成的图片。

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WPF 官方提供了一种方法，使用 System.Windows.Interop.Imaging.CreateBitmapSourceFromHBitmap() 方法。官方解释称这是托管和非托管位图相互转换所用的方法。然而此方法有一个很严重的弊端——每次都会生成全新的位图，即便每次 DeleteObject 之后，内存依然不会即时释放。

DeleteObject：

[DllImport("gdi32")]
static extern int DeleteObject(IntPtr o);

DeleteObject 的指针源于 Bitmap.GetHbitmap() 方法，且得到的指针会作为 System.Windows.Interop.Imaging.CreateBitmapSourceFromHBitmap() 的参数之一。

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在持续输出图像的时候（例如播放 Gif 图、持续显示屏幕截图等）不及时释放内存非常致命！为了防止重复创建图片，WriteableBitmap 似乎成了比较好的选择。

但是 WriteableBitmap 没有提供与位图 Bitmap 的互操作。然而它们都提供了像素操作。

于是，我们考虑内存拷贝来完成转换，代码如下：

public static class WriteableBitmapExtensions
{
    public static void CopyFrom(this WriteableBitmap wb, Bitmap bitmap)
    {
        if (wb == null) throw new ArgumentNullException(nameof(wb));
        if (bitmap == null) throw new ArgumentNullException(nameof(bitmap));

        var ws = wb.PixelWidth;
        var hs = wb.PixelHeight;
        var wt = bitmap.Width;
        var ht = bitmap.Height;
        if (ws != wt || hs != ht) throw new ArgumentException("暂时只支持相同尺寸图片的复制。");

        var width = ws;
        var height = hs;
        var bytes = ws * hs * wb.Format.BitsPerPixel / 8;

        var rBitmapData = bitmap.LockBits(new Rectangle(0, 0, width, height),
            ImageLockMode.ReadOnly, bitmap.PixelFormat);

        wb.Lock();
        unsafe
        {
            Buffer.MemoryCopy(rBitmapData.Scan0.ToPointer(), wb.BackBuffer.ToPointer(), bytes, bytes);
        }
        wb.AddDirtyRect(new Int32Rect(0, 0, width, height));
        wb.Unlock();

        bitmap.UnlockBits(rBitmapData);
    }
}

我写了一个持续不断截取屏幕并输出显示的控件，在我的 The New Surface Pro 2736*1826 分辨率下内存一直保持 168M 从不变化。

这个方法的简化空间还非常大，比如，如果数据源是一个一次申请不断修改的数组，那么连 Bitmap 都可以不需要了，直接拷贝数组空间即可。我的朋友林德熙为此将这段代码简化得只剩下几行代码了：WPF 使用不安全代码快速从数组转 WriteableBitmap - 林德熙。