Получение указателей на буферы данных (C++/CX)

Статья
04/03/2023

В среде выполнения Windows интерфейс Windows::Storage::Streams::IBuffer предоставляет не зависящий от языка и основанный на потоках механизм доступа к буферам данных. В C++ можно получить необработанный указатель на базовый массив байтов с помощью интерфейса IBufferByteAccess библиотеки среды выполнения Windows, определенный в файле robuffer.h. Благодаря такому подходу можно изменить массив байтов на месте без создания лишний копий данных.

На следующей схеме показан элемент изображения XAML, источником которого является Windows::UI::Xaml::Media::Imaging WriteableBitmap. Клиентские приложения, написанные на любом языке, могут передавать ссылку на WriteableBitmap в код C++, а затем код C++ может использовать эту ссылку для обращения к соответствующему буферу. В приложении универсальная платформа Windows, написанном на C++, можно использовать функцию в следующем примере непосредственно в исходном коде, не упаковывая его в компонент среда выполнения Windows.

Схема с компонентом кода, который обращается к данным пикселей напрямую.

GetPointerToPixelData

Следующий метод принимает Windows::Storage::Streams::IBuffer и возвращает необработанный указатель на соответствующий массив байтов. Чтобы вызвать функцию, передайте свойство WriteableBitmap::PixelBuffer .

#include <wrl.h>
#include <robuffer.h>
using namespace Windows::Storage::Streams;
using namespace Microsoft::WRL;
typedef uint8 byte;
// Retrieves the raw pixel data from the provided IBuffer object.
// Warning: The lifetime of the returned buffer is controlled by
// the lifetime of the buffer object that's passed to this method.
// When the buffer has been released, the pointer becomes invalid
// and must not be used.
byte* Class1::GetPointerToPixelData(IBuffer^ pixelBuffer, unsigned int *length)
{
    if (length != nullptr)
    {
        *length = pixelBuffer ->Length;
    }
    // Query the IBufferByteAccess interface.
    ComPtr<IBufferByteAccess> bufferByteAccess;
    reinterpret_cast<IInspectable*>( pixelBuffer)->QueryInterface(IID_PPV_ARGS(&bufferByteAccess));

    // Retrieve the buffer data.
    byte* pixels = nullptr;
    bufferByteAccess->Buffer(&pixels);
    return pixels;
}

Полный пример

Ниже показано, как создать приложение универсальная платформа Windows C#, которое передает WriteableBitmap библиотеку DLL компонента C++ среда выполнения Windows. Код C++ получает указатель на буфер пикселя, выполняющий простое изменение изображения на месте. В качестве альтернативы можно создать клиентское приложение на языке Visual Basic, JavaScript или C++, а не на C#. При использовании C++ нет необходимости в компоненте DLL; можно просто добавить эти методы непосредственно в класс MainPage или в какие-либо другие классы.

Создание клиента

Используйте шаблон проекта пустого приложения для создания приложения универсальная платформа Windows C#.

В файле MainPage.xaml

Используйте это XAML-файл, чтобы заменить элемент Grid :

<Grid Background="{StaticResource ApplicationPageBackgroundThemeBrush}">
    <StackPanel HorizontalAlignment="Left" Margin="176,110,0,0" VerticalAlignment="Top" Width="932">
        <Image x:Name="Pic"/>
        <Button Content="Process Image" HorizontalAlignment="Stretch" VerticalAlignment="Stretch" Height="47" Click="Button_Click_1"/>
    </StackPanel>
</Grid>

В файле MainPage.xaml.cs

Добавьте следующие объявления пространств имен:

using Windows.Storage;
using Windows.Storage.FileProperties;
using Windows.UI.Xaml.Media.Imaging;
using Windows.Storage.Streams;
using Windows.Storage.Pickers;

Добавьте переменную-член WriteableBitmap в класс MainPage и присвойте ей имя m_bm.
```
private WriteableBitmap m_bm;
```

С помощью следующего кода замените заглушку метода OnNavigatedTo . В результате при запуске приложения будет открываться средство выбора файлов. (Обратите внимание, что в сигнатуру функции добавляется ключевое слово async ).

async protected override void OnNavigatedTo(NavigationEventArgs e)
{
    FileOpenPicker openPicker = new FileOpenPicker();
    openPicker.ViewMode = PickerViewMode.Thumbnail;
    openPicker.SuggestedStartLocation = PickerLocationId.PicturesLibrary;
    openPicker.FileTypeFilter.Add(".jpg");
    openPicker.FileTypeFilter.Add(".jpeg");
    openPicker.FileTypeFilter.Add(".png");

    StorageFile file = await openPicker.PickSingleFileAsync();
    if (file != null)
    {
        // Get the size of the image for the WriteableBitmap constructor.
        ImageProperties props = await file.Properties.GetImagePropertiesAsync();
        m_bm = new WriteableBitmap((int)props.Height, (int)props.Width);
        m_bm.SetSource(await file.OpenReadAsync());
        Pic.Source = m_bm;
    }
    else
    {
        //  Handle error...
    }
}

Добавьте обработчик событий для нажатия кнопки. (Так как ссылка на пространство имен ImageManipCPP еще не создана, он может быть подчеркнут волнистой линией в окне редактора).
```
async private void Button_Click_1(object sender, RoutedEventArgs e)
{
    ImageManipCPP.Class1 obj = new ImageManipCPP.Class1();
    await obj.Negativize(m_bm);
    Pic.Source = m_bm;
}
```

Создание компонента C++

Добавьте новый компонент среда выполнения Windows C++ в существующее решение и назовите егоImageManipCPP. Добавьте ссылку на него в проект C#, щелкнув этот проект правой кнопкой мыши в Обозревателе решений и выбрав Добавить, Ссылка.
В файле Class1.h
1. Добавьте определение typedef во вторую строку сразу после #pragma once.
```
typedef uint8 byte;
```
2. Добавьте атрибут WebHostHidden перед началом объявления Class1 .
```
[Windows::Foundation::Metadata::WebHostHidden]
```
3. Добавьте следующую сигнатуру открытого метода в Class1:
```
Windows::Foundation::IAsyncAction^ Negativize(Windows::UI::Xaml::Media::Imaging::WriteableBitmap^ bm);
```
4. Добавьте сигнатуру из метода GetPointerToPixelData , показанного в предыдущем фрагменте кода. Убедитесь, что этот метод является закрытым.

В файле Class1.cpp

Добавьте следующие директивы #include и объявления пространств имен:

#include <ppltasks.h>
#include <wrl.h>
#include <robuffer.h>

using namespace Windows::Storage;
using namespace Windows::UI::Xaml::Media::Imaging;
using namespace Windows::Storage::Streams;
using namespace Microsoft::WRL;

Добавьте реализацию GetPointerToPixelData из расположенного выше фрагмента кода.

Добавьте реализацию Negativize. Этот метод создает эффект, похожий на фотонегатив, инвертируя каждое RGB-значение пикселя. Этот метод сделан асинхронным, поскольку на больших изображениях его выполнение может занять много времени.

IAsyncAction^ Class1::Negativize(WriteableBitmap^ bm)
{
    unsigned int length;
    byte* sourcePixels = GetPointerToPixelData(bm->PixelBuffer, &length);
    const unsigned int width = bm->PixelWidth;
    const unsigned int height = bm->PixelHeight;

    return create_async([this, width, height, sourcePixels]
    {
        byte* temp = sourcePixels;
        for(unsigned int k = 0; k < height; k++)
        {
            for (unsigned int i = 0; i < (width * 4); i += 4)
            {
                int pos = k * (width * 4) + (i);
                temp[pos] = ~temp[pos];
                temp[pos + 1] = ~temp[pos + 1] / 3;
                temp[pos + 2] = ~temp[pos + 2] / 2;
                temp[pos + 3] = ~temp[pos + 3];
            }
        }
    });

}

Примечание.

Этот метод может выполняться быстрее, если для параллелизации операции используется AMP или библиотека параллельных шаблонов.

Убедитесь, что в папке рисунков есть по крайней мере одно изображение, а затем нажмите клавишу F5, чтобы компилировать и выполнить программу.

Поделиться через

Получение указателей на буферы данных (C++/CX)

GetPointerToPixelData

Полный пример

Создание клиента

Создание компонента C++

Обратная связь

Дополнительные ресурсы