如何在千兆像素位圖上實現平移/縮放？

Question

在我的項目中，我使用來自高分辨率掃描儀的（未壓縮的16位灰度）千兆像素圖像進行測量。由於這些位圖無法加載到內存中（主要是由於內存碎片），因此我正在使用磁貼（磁盤上的平鋪TIFF）。 （請參閱StackOverflow topic on this）

我需要以Google地圖或DeepZoom的方式實施平移/縮放。我必須在屏幕上顯示圖像之前先進行圖像處理，因此我無法使用直接訪問圖像文件的預先編輯好的庫。對於縮放，我打算在我的文件（金字塔存儲）中保留一個多分辨率圖像。最有用的步驟似乎是+ 200％，50％，並顯示所有。

我的代碼庫目前是C＃和.NET 3.5。目前我假設Forms類型，除非WPF在這方面給我很大的優勢。我有一種方法可以返回底層圖像的任何（處理過的）部分。

的具體問題：關於如何執行這個搖攝/帶點播生成圖像部分的放大

• 提示或引用
• 其可以被用作基礎（優選商業或LGPL任何代碼/ BSD like licenses）
• DeepZoom可以用於這個（也就是說，我可以提供一個函數，以提供一個在當前縮放級別的正確解析瓦片？）（我需要像素精確尋址仍然）

Answer 1

我決定自己試一下。我想出了一個簡單的GDI +代碼，它使用我已經得到的瓷磚。我只是篩選出與當前裁剪區域相關的部分。它像魔術般運作！請在下面找到我的代碼。 （表格設置以獲得最佳效果雙緩衝）

protected override void OnPaint(PaintEventArgs e) 
    { 
     base.OnPaint(e); 
     Graphics dc = e.Graphics; 
     dc.ScaleTransform(1.0F, 1.0F); 
     Size scrollOffset = new Size(AutoScrollPosition); 

     int start_x = Math.Min(matrix_x_size, 
          (e.ClipRectangle.Left - scrollOffset.Width)/256); 
     int start_y = Math.Min(matrix_y_size, 
          (e.ClipRectangle.Top - scrollOffset.Height)/256); 
     int end_x = Math.Min(matrix_x_size, 
         (e.ClipRectangle.Right - scrollOffset.Width + 255)/256); 
     int end_y = Math.Min(matrix_y_size, 
         (e.ClipRectangle.Bottom - scrollOffset.Height + 255)/256); 

     // start * contain the first and last tile x/y which are on screen 
     // and which need to be redrawn. 
     // now iterate trough all tiles which need an update 
     for (int y = start_y; y < end_y; y++) 
      for (int x = start_x; x < end_x; x++) 
      { // draw bitmap with gdi+ at calculated position. 
       dc.DrawImage(BmpMatrix[y, x], 
          new Point(x * 256 + scrollOffset.Width, 
            y * 256 + scrollOffset.Height)); 
      } 
    } 

爲了測試它，我已經創造了256的80×80瓦（420兆像素）的矩陣。當然，我必須在現實生活中添加一些延遲加載。如果它們尚未加載，我可以將它們留空（空）。事實上，我已經要求我的客戶在他的機器上放置8 GByte，所以我不必爲性能打擾太多。一旦加載的瓷磚可以留在內存中。

public partial class Form1 : Form 
{ 
    bool dragging = false; 
    float Zoom = 1.0F; 
    Point lastMouse; 
    PointF viewPortCenter; 

    private readonly Brush solidYellowBrush = new SolidBrush(Color.Yellow); 
    private readonly Brush solidBlueBrush = new SolidBrush(Color.LightBlue); 
    const int matrix_x_size = 80; 
    const int matrix_y_size = 80; 
    private Bitmap[,] BmpMatrix = new Bitmap[matrix_x_size, matrix_y_size]; 
    public Form1() 
    { 
     InitializeComponent(); 

     Font font = new Font("Times New Roman", 10, FontStyle.Regular); 
     StringFormat strFormat = new StringFormat(); 
     strFormat.Alignment = StringAlignment.Center; 
     strFormat.LineAlignment = StringAlignment.Center; 
     for (int y = 0; y < matrix_y_size; y++) 
      for (int x = 0; x < matrix_x_size; x++) 
      { 
       BmpMatrix[y, x] = new Bitmap(256, 256, PixelFormat.Format24bppRgb); 
       //     BmpMatrix[y, x].Palette.Entries[0] = (x+y)%1==0?Color.Blue:Color.White; 

       using (Graphics g = Graphics.FromImage(BmpMatrix[y, x])) 
       { 
        g.FillRectangle(((x + y) % 2 == 0) ? solidBlueBrush : solidYellowBrush, new Rectangle(new Point(0, 0), new Size(256, 256))); 
        g.DrawString("hello world\n[" + x.ToString() + "," + y.ToString() + "]", new Font("Tahoma", 8), Brushes.Black, 
         new RectangleF(0, 0, 256, 256), strFormat); 
        g.DrawImage(BmpMatrix[y, x], Point.Empty); 
       } 
      } 

     BackColor = Color.White; 

     Size = new Size(300, 300); 
     Text = "Scroll Shapes Correct"; 

     AutoScrollMinSize = new Size(256 * matrix_x_size, 256 * matrix_y_size); 
    } 

原來這是很容易的部分。在後臺獲得異步多線程I/O是難以實現的。儘管如此，我仍然按照這裏描述的方式工作。要解決的問題是與此主題相關的更多.NET/Form多線程。

在僞代碼，它的工作原理是這樣的：

after onPaint (and on Tick) 
    check if tiles on display need to be retrieved from disc 
     if so: post them to an async io queue 
     if not: check if tiles close to display area are already loaded 
      if not: post them to an async io/queue 
    check if bitmaps have arrived from io thread 
     if so: updat them on screen, and force repaint if visible 

結果：我現在有一個使用大約50兆字節的速度非常快獲得任意大小（瓷磚）TIFF文件我自己的自定義控制。

Answer 2

這個CodeProject article: Generate...DeepZoom Image Collection可能是一個有用的閱讀，因爲它談到了生成DeepZoom圖像源。

這MSDN article有一節動態的Deep Zoom：在運行時，並鏈接到本Mandelbrot Explorer提供圖像的像素，其「有點」的聲音類似於你正在試圖做什麼（即他產生的特定部位mandelbrot按需設置;您想要按需檢索您的千兆像素圖像的特定部分）。

我認爲答案是「可以使用DeepZoom嗎？」可能是「是」，但是隻有在Silverlight中可用時，如果您需要WinForms/WPF客戶端應用程序，則必須使用嵌入式Web瀏覽器控件執行一些技巧。

對不起，我不能提供更具體的答案 - 希望這些鏈接幫助。

p.s.我不確定Silverlight是否支持TIFF圖像 - 這可能是一個問題，除非您轉換爲其他格式。

Answer 3

我想你可以按照下面的步驟解決這個問題：

1. 圖像生成：

   • 細分的小分辨率的多個子圖像（磚）的圖像，爲instace，500×500 。這些圖像是深度0
   • 結合隨深度0（4×4或6×6）的一系列的瓷磚，調整組合產生具有500x500像素一個新的瓦片在深度1
   • 繼續這種方法，直至僅使用得到的整個圖像幾塊瓷磚。

2. 圖像可視化

   • 開始從最高深度
   • 當用戶拖曳圖像，加載瓦片動態
   • 當用戶縮放圖像的區域中，降低的深度，以更高的分辨率加載該區域的圖塊。

最終結果與谷歌地圖類似。