開篇之前說點別的，馬上年終了，好希望年終獎大大的，但是好像這次項目的展示很重要，所以這幾天綳得比較近，但是真的沒有感覺煩，就是害怕來不及。所以抓緊了。下面直接正題。說一下用到的東西，都是Google搜索來的，但是這些技術真的能用到自己的項目中，自己做的東西等過年回家沒事慢慢總結，現在先學習一下別人的東西，也算作一個筆記吧。
我需要在窗體上進行圖片的繪制，但是在實際的測試中發現了問題，那就是重繪的時候會發生閃爍，這個問題在初學C語言的課程中也遇到過，在程序繪制動畫的高頻率刷新的時候，也會產生閃爍，而那時候的解決辦法，是對動畫進行雙緩沖(Double Buffering)處理。
在被雙緩沖這個名詞嚇到之前，我們先來探討下為什么重繪的時候會發生閃爍：
說道動畫的原理大家都懂，就是利用了人眼的視覺殘留(Visual staying)現象，當一副畫面進入人眼成像后，並不會立刻消失，而是仍會保留一小段時間，於是當連續的圖像以很高的速度切換的時候，人眼會看到動態的影響，而不是處於切換中的單個圖像。
這個過程可以參考圖1：
當這三幅圖片以一定頻率直接切換的時候，人們就會看到A貌似是在向右方移動。
那么為什么我們依據這個原理來編程繪制動畫的時候會出現閃爍呢？是因為計算機的速度太慢不夠給力么？當然不是！
下面我們看一下圖形圖像是怎么顯示在屏幕上的：
這是顯示圖像的硬件的結構圖，我們平時用函數畫線什么的，其實都是向顯示緩沖區（顯存）中寫數據，當然了它是邏輯內存（CPU只能看到一塊大的邏輯內存，其中包括主存也包括顯存等）的一部分。顯示器有自己的刷新頻率，定期的以很快的速度把顯示緩沖器中的數據顯示到顯示屏幕上。
注意：顯示緩沖區和顯示器是一起的，顯示器只負責從顯示緩沖區取數據顯示。我們通常所說的在顯示器上畫一條直線，其實就是往顯示緩沖區中寫入數據。顯示器通過不斷的刷新（從顯示緩沖區取數據），從而使顯示緩沖區中的數據的改變及時的反映到顯示器上。
如果我們要顯示的內容很復雜，涉及到很大的CPU計算量，那么CPU要把整個圖像寫入到顯示緩沖區就要一定的時間，但是顯示器依然按照自己的速度把顯存中的數據顯示到屏幕上，這就出現了問題，顯存中的數據明明不完整，但是還是會先到到了屏幕上，這就讓人的視覺上出現閃爍的樣子。
我們如果不加任何處理，就在畫布Canvas上進行繪圖，那么計算機的處理過程是這樣的：只有上面的顯示緩沖區，畫布Canvas就在顯示緩沖區中。
Step 1: 將Canvas以背景色填充（也就是清除Canvas上現有的內容）
Step 2: 在Canvas上按照要求繪制新的畫面
那么這樣的過程會對動畫產生怎樣的影響呢？請看圖2：
看出和圖1的差別了吧？Step1相當於在原本連續的動畫中嵌入了空白的畫面，這個空白的畫面由於和人眼中原本殘留的圖像反差非常大，所以便會破壞視覺殘留產生的動畫，給人的感覺就是，這個動畫在不停的閃爍。
這種情況，用上面的物理存儲結構解釋就是：
1. CPU把字符A寫到顯存中，讓它顯示。
2. CPU取消A的顯示，也就是把顯存中存儲A的那部分清零。
3. CPU在新的區域重新顯示A字符。
注意：CPU只管往顯存中寫要顯示的數據，顯示器就會根據自己的刷新頻率，把當前顯存中的內容拿來顯示，它不管里面是什么，不和CPU協商協調。所以當CPU清空畫布的時候，顯示器也把這個空白的畫布顯示了一下，導致在連續的動畫中嵌入了空白畫面，從而閃爍。
於是我們現在知道消除Step 1這個過程帶來的影響，就能夠避免在繪制的時候發生閃爍，不知道你會不會想，直接把Step 1略過不就得了？但我可以很負責任的告訴你……不行！如果只是單純的略過Step 1，那么動畫就會變成這樣：
這種情況就是：
1. CPU把字符A寫到顯存中，讓它顯示。
2. CPU在沒有清除顯存中數據的前提下，又在另外的區域寫入了字符A，這時顯示器就根據顯存的內容刷新屏幕，就出現上面的情況。
在視覺上就成了一個拖着殘像尾巴運動的動畫，相信大家一定見過這個：
那么我現在就可以解釋雙緩沖是怎樣防止閃爍的了。
假如我們希望在屏幕S上展示動畫，首先我們需要在內存中建立一個虛擬的畫布C，然后我們所有的繪圖操作都在C上進行，當繪制動畫的一幀完畢后，我們啪唧~把C直接往S上一拍，這樣就既不會出現拖尾巴，也不會出現Refresh時的短暫空白了，如下圖所示，紅色的框就代表那塊虛擬的畫布：
用上面物理顯示結構解釋就是：
我們現在不直接在顯存中繪制圖像了，因為它會把我們的不完整的圖形圖像顯示到屏幕上，我們在內存中建立一個緩沖區，虛擬一塊畫布，因為顯示器不會把我們物理內存的東西刷新到屏幕上，所以不會顯示不完整的圖形圖像。但是顯示器只能根據顯存的內容刷新屏幕，所以還得把內存緩沖區的數據一次性的拷貝到顯存中，這種拷貝是很快的是一次性的，它不是先擦除原來的圖形圖像再顯示新的，而是把整個顯存作為一個整體，把里面的內容覆蓋替換掉。所以也就不會出現上面所說的有空白幀的問題。
原理我們都知道了，但是實際應用的時候還是會遇到一些問題，這些問題涉及到C#本身的窗體的繪制機制，不過我們還是能夠解決的。
當我們通過這種方法在pictureBox上繪圖的時候，特別是pictureBox還存在背景圖片的時候。我們就會遇到問題：
// 初始化畫板，在內存中建立一塊虛擬畫布 Bitmap image = new Bitmap(pictureBox1.ClientSize.Width, pictureBox1.ClientSize.Height); // 初始化圖形面板，獲取這塊內存畫布的Graphics的引用 Graphics g = Graphics.FromImage(image); //在這塊內存畫布上繪圖 // 繪圖部分 Begin // ... ... // 繪圖部分 End //將內存畫布畫到窗口上，實際就是把內存緩沖區中的數據一整個的挪到顯存中 pictureBox1.CreateGraphics().DrawImage(image, 0, 0);
這個樣子貌似沒有什么大的問題了，因為我們這里的內存畫布是透明的，所以在畫布上繪制后，貼在pictureBox上，背景圖片還是會展示出來，但是問題也就來了，由於pictureBox的繪制機制問題，如果我在pictureBox上貼一張透明的圖，其效果就是這樣的：（下面這張圖就是上面的代碼的運行結果）
讀到這里你是否感覺到自己已經讀不下去了，哈哈，其實我也寫不下去了，怎么着，畫布一會透明一會不透明的，其實根本問題就一個，我們自定義的緩沖區往顯示緩沖區中拷貝數據的時候，會把所有的數據替換掉還是保留原來的數據，再增加新的數據呢？
這個問題我也想了好一會，最后忽然明白了，其實內存的虛擬畫布和我們的顯示緩沖區的畫布是一樣的，它們都有背景色和前景色。當然了，如果我們不為它們設置背景色，那么背景色就是透明的。把一個背景色透明的只有前景色的畫布貼到另一張畫布上，當然會出現上面的情況。但是如果我們也給內存中的畫布設置一個背景色，那么這個畫布就不是透明的了，貼在顯示緩沖器上就會出現前面說的情況。這種機制和我們生活常識中的也是一樣的，所以程序的設計不是在創造，而是在學習自然、模仿生活。
其實這也就是我們上面說的step1：將Canvas以背景色填充，只不過我們這里填充的是自定義的緩沖區，不是現實緩沖區，這樣的話就能避免空白的背景幀現實在屏幕上。我們先把背景和前景都畫在自定義的緩沖區中，然后一次性的覆蓋現實緩沖區。
注意：
原本的所有的畫布都是透明的。
如果我們給自定義的緩沖區設置背景色（就是給透明的畫布指定一種顏色或者圖片之類的），那么就會使這塊畫布變得不透明，把它往現實緩沖器中貼的時候就會覆蓋原來的內容。
如果我們沒有給自定義的緩沖區設置背景色（沒有把全部的緩沖區設置顏色），那么這個自定義的緩沖區就只有在前景部分不透明，其他的部分都是透明的，
把它往顯示緩沖區貼的時候，只有前景部分能覆蓋原顯示緩沖區的數據，其余的部分保持原顯存的數據內容。
所以回到上面所說的，如果我們直接把透明的帶着移動過的A貼上去，那其實和直接忽略step1的效果是一樣的。（這時你可能已經想到了，讓內存的畫布不透明啊，我們先不這么做）
如果我們想要將之前的內容去除，就不得不再使用pictureBox1.Refresh()方法，而這樣的話，顯然會導致閃爍，那么該怎么辦呢？
我們這個問題所遇到的障礙就是不能影響pictureBox的背景圖的展示，所以我們為何不把pictureBox的背景圖片也提取出來，作為底層畫布呢？
下面是我給出的解決方案：
// 初始化前景圖片畫布 Bitmap image = new Bitmap(pictureBox1.ClientSize.Width, pictureBox1.ClientSize.Height); // 獲取背景層 Bitmap bg = (Bitmap)pictureBox1.BackgroundImage; // 初始化整個畫布 Bitmap canvas = new Bitmap(pictureBox1.ClientSize.Width, pictureBox1.ClientSize.Height); // 初始化圖形面板 Graphics g = Graphics.FromImage(image); Graphics gb = Graphics.FromImage(canvas); // 繪圖部分 Begin // ... ... // 在前景畫布image上畫圖 // 繪圖部分 End gb.DrawImage(bg, 0, 0); // 先繪制背景層 gb.DrawImage(image, 0, 0); // 再繪制繪畫層 pictureBox1.BackgroundImage = canvas; // 設置為背景層，就是在內存中建立了一張對應的畫布，重新refresh就是再次的加載這個畫布 //pictureBox1.Refresh(); //pictureBox1.CreateGraphics().DrawImage(canvas, 0, 0);
我在實際的使用中，出現了一個很小無知，就是原先圖片放在了PictureBox中，並且設置了BackgroundImageLayout為Stretch，這樣圖片能很好的全部顯示在其中，但是用上面的這兩行代碼以后出現了問題，背景圖片不老老實實的呆在原來的樣子，而是跑出去一部分：
gb.DrawImage(bg, 0, 0); // 先繪制背景層 gb.DrawImage(image, 0, 0); // 再繪制繪畫層
查了好久才知道，是DrawImage()這個函數用的不恰當，它的意思是從畫布的原點處按照圖片的原始大小繪制，當圖片很大的時候當然會溢出原來的容器控件，因為它不會自動的實現縮放，解決的方法是使用重載的其他的DrawImage()方法。
gb.DrawImage(bg, rect); // 先繪制背景層 gb.DrawImage(image, rect); // 再繪制繪畫層
其中的rect就是繪圖的區域，整個圖像不能跑出這個區域，並且要全部的圖像放進去。
pictureBox的Refresh()方法不會影響其背景層，我們將最后合成的畫布直接貼在背景層上，這樣再Refresh()就不會產生閃爍了。
同時，由於系統會自動重繪背景層，所以在窗口最小化或者被遮擋過后，繪制的圖像也不會消失，相當同時於免去了手動重繪之苦。這樣一來，困擾我們的閃爍問題就徹底的被解決啦！
補充一些PictureBox的刷新的知識點：
pictureBox可以通過pic.BackgroundImage設置其背景圖片，同時可以通過pic.CreateGraphics().DrawLine等在圖片上繪制東西。但是當調用Pic.Refresh()或窗體被最小化的時候，都會調用窗體的重繪方法。重繪之后，就沒有了通過pic.CreateGraphics().DrawLine繪制的東西，只重新繪制了背景圖片。
這一點的原理的解釋：
通過pic.BackgroundImage的操作，首先在內存中建立一個圖片的畫布，然后把這個畫布拷貝到顯存的數據區，這樣根據刷新的頻率，不斷的顯示在顯示器上。pic.CreateGraphics().DrawLine這個操作是在顯存的畫布上繪制圖片，相當於數據寫在了顯存的數據區，當點擊refresh或者最小化窗體又窗體還原后，調用重繪函數。就是把內存中的相應的數據再次的拷貝到顯存中。所以繪制的圖片會消失。