前幾天發布了抄抄《CSS 故障藝術》的影片這篇文章,在這篇文章里介紹了如何使用Win2D繪制文字然后配合BlendEffect制作故障藝術的影片,本來打算就這樣收手不玩這個影片了,但后來又發現性能不符合理想,明明只是做做Resize影片和用BlendEffect混合,為什么性能會這么差呢?
1. 分析原因
其實不用分析都知道哪里出問題了,畢竟這個懶是自己偷的,不過這里順便介紹介紹Visual Studio的性能分析,Visual Studio不停更新它的性能探測器,最近幾年我還挺喜歡的的“應用程式時間線”功能,對桌面應用來說這個功能很好用,可以直觀地看到幀率、CPU使用、布局消耗、呈現消耗等資訊,
要開始性能分析,首先在頂部選單選擇“除錯”->“性能探測器”:

在打開的性能探測器配置頁面,選中“CPU使用率”和“應用程式時間線”兩個工具后點擊“開始”按鈕:

之后Visual Studio就會啟動性能會話并運行程式,切換到打開的應用程式里,一頓操作后關閉程式,稍等一下就可以看到分析報告,

為了凸顯性能問題,我復制粘貼了好幾個個故障藝術的影片,可以看到后半段的FPS下降了,且“應用程式代碼”占了很大的比例,切換到"CPU使用率"選項卡,能看到具體的CPU消耗都在DrawSurfaceCore這個函式附近

雙擊DrawSurfaceCore這行進去具體代碼,這里顏色越紅代表CPU占用率越高,并且會在原始碼左側顯示具體的CPU占用率,很明顯這里的代碼很糟糕,那么罪魁禍首就是這堆代碼了,

2. 使用AlphaMaskEffect優化性能
上面的這段代碼是使用Win2D繪制文字和使用GaussianBlurEffect制作陰影,本來這代碼性能應該沒問題(當然,在這個影片里有優化空間,例如因為我在這里總是使用BlurAmount = 0的陰影所以根本不需要GaussianBlurEffect也不需要DrawImage),但是我使用了Storyboard控制文字的高度,然后每次高度改變都重新呼叫這個函式繪制文字,從結果上來說我的代碼在不停畫圖,所以小小的影片造成了巨大的性能消耗,
現在我要做什么才可以改善這種狀況?當然上面這段代碼有很多優化的空間,但最根本要做的是應該少呼叫這段代碼,少重新繪圖,一個很復雜的情況是,我需要使用兩個這段代碼繪制出來的CompositionSurfaceBrush作為BlendEffect的輸入,而CompositionSurfaceBrush本質上是一張位圖,而作為Brush又沒法修改它的尺寸,CompositionSurfaceBrush關聯了一個CompositionDrawingSurface,后者雖然有Resize函式,但使用這個函式會令圖片在影片程序中移位,明明單獨使用Resize效果不錯,但用在影片里就總是錯,我也沒心思去糾結它的原因,
其實要改變Brush的高度,一種很實在的方法是使用遮罩,CompositionApi提供了CompositionMaskBrush,使用它可以實作OpacityMask的效果,復習一下它的原始碼:
paint-with-a-compositionbrush-with-opacity-mask-applied
Compositor _compositor;
SpriteVisual _maskVisual;
CompositionMaskBrush _maskBrush;
_compositor = Window.Current.Compositor;
_maskBrush = _compositor.CreateMaskBrush();
CompositionLinearGradientBrush _sourceGradient = _compositor.CreateLinearGradientBrush();
_sourceGradient.ColorStops.Add(_compositor.CreateColorGradientStop(0,Colors.Red));
_sourceGradient.ColorStops.Add(_compositor.CreateColorGradientStop(1,Colors.Yellow));
_maskBrush.Source = _sourceGradient;
LoadedImageSurface loadedSurface = LoadedImageSurface.StartLoadFromUri(new Uri("ms-appx:///Assets/circle.png"), new Size(156.0, 156.0));
_maskBrush.Mask = _compositor.CreateSurfaceBrush(loadedSurface);
_maskVisual = _compositor.CreateSpriteVisual();
_maskVisual.Brush = _maskBrush;
_maskVisual.Size = new Vector2(156, 156);
使用CompositionMaskBrush之前首先要有一張作為Mask的圖片,用Paint.Net兩三下就做好了,比奧特曼打到怪獸還快,

接下來只要用顯示文字的CompositionSurfaceBrush作為CompositionMaskBrush的Source,用上面這張圖片制作的CompositionSurfaceBrush作為Mask,再對Mask做Scale的影片,高度改變的影片就…………
就報錯了,

好吧,我想起來了檔案里就說明了CompositionMaskBrush不能玩BlendEffect,
不過幸運的是Win2D本來就提供了AlphaMaskEffect這個類,它的作用幾乎和CompositionMaskBrush一樣,我之前都沒想到會有使用它的一天,使用它的代碼大同小異,兩三下就寫完了:
private (CompositionBrush, CompositionSurfaceBrush) CreateMaskedBrush(CompositionBrush source)
{
var compositor = Window.Current.Compositor;
var effect = new AlphaMaskEffect()
{
Source = new CompositionEffectSourceParameter("Source"),
AlphaMask = new CompositionEffectSourceParameter("Mask"),
};
var opacityMaskSurface = LoadedImageSurface.StartLoadFromUri(new Uri("ms-appx:///Assets/Images/mask.Png"));
var opacityBrush = Compositor.CreateSurfaceBrush(opacityMaskSurface);
opacityBrush.Stretch = CompositionStretch.UniformToFill;
var effectFactory = compositor.CreateEffectFactory(effect);
var compositionBrush = effectFactory.CreateBrush();
compositionBrush.SetSourceParameter("Source", source);
compositionBrush.SetSourceParameter("Mask", opacityBrush);
return (compositionBrush, opacityBrush);
}
3. 結果

左邊是舊的代碼(每次改變高度重新繪圖),右邊是新的代碼(對作為Mask的CompositionSurfaceBrush進行Scale影片),可以看到……嗯,好像新影片是劉暢了些,


看起來再玩大些都還撐得住,GPU占用率還算滿意,CPU占用率也不高,其實還有不少優化空間,但我還是完全想不到這個影片實際應用場景(恕我想象力貧乏),所以就到吃為止吧,
4. 參考
CompositionMaskBrush Class (Windows.UI.Composition) - Windows UWP applications Microsoft Docs
AlphaMaskEffect Class
合成畫筆 - UWP applications Microsoft Docs
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