在C# Winform程序中調用Matlab作多個圖像

1. 概述
   本文主要解決以下幾個問題：

   1. Matlab函數生成Dll；
   2. 在C#程序中調用生成的dll；
   3. 程序中需要同時顯示多個Figure時的處理。

2. 問題背景
   工作中遇到在winform中作3維點雲圖的需求，網上翻閱了很多資料無果，最終無奈選擇使用matlab作圖，將matlab的figure嵌入到程序窗體中。
   由於存在同時顯示多個圖像的需求，網上有將圖像窗口嵌入程序中的方法，但沒有找到同時使用多個figure的情況，為此做了一些嘗試，將嘗試的過程做簡單記錄。
   測試過程中發現使用matlab的圖像窗口會導致程序內存占用上升較多，特別是使用多個圖像窗口時，所以以后如果能找到替代方法，預計會將這種做法廢棄。
   本文中用到的方法其實不局限於winform程序。

3. Matlab函數生成Dll

   • 環境：Matlab r2020a
   • 函數：

   % 函數作用：根據傳入的一維數組，畫3維點雲圖
   function [] = draw(xyz)
   figure()
   % 將一維數組轉換成3*n並轉置，因為點雲是由一些(x,y,z)坐標的點構成
   a = reshape(xyz, 3, length(xyz) / 3).';
   % 轉換為點雲類型
   p = pointCloud(b);
   % 這是一個專門用來作點雲圖的方法
   % 聽說如果是4維的數據的話，第4維可以用來指定顏色，如果沒有指定顏色的話，默認渲染出來的彩圖顏色還挺好看的
   pcshow(p);
   

   • dll生成步驟：
     命令行輸入deploytool->選擇Library Compiler->選擇.Net Assembly->增加函數文件->修改className->選擇Package->選擇生成的文件夾for_redistribution_files_only中的dll文件，我使用的是沒有Native后綴的文件。
     
     

4. C#程序中調用Dll
   程序引用中添加Com組件，選擇Matlab Appliaction Type Library;
   
   瀏覽，添加MWArray.dll，我的這個dll的路徑在C:/Windows/Microsoft.Net/assembly/GAC_MSIL/MWArray下面，這邊注意要根據是32位程序還是64位程序作出選擇，我的程序是AnyCpu;
   添加上一步驟中生成的dll的引用；
   程序中增加對上面兩個dll的using。
   使用時：以我上面的函數為例，

   Draw draw = new Draw();
   // int[]類型需要轉換為MWNumericArray
   draw.draw((MWNumericArray)new int[] { 0, 0, 0});
   

   注意：此處的Draw是IDisposable的，用完之后一定要Dispose掉，new出來並使用的Draw對象越多，占用的內存越大，這個東西占用的內存還是很大的。

5. 多個圖同時顯示並存在特定的刷新需求
   這個問題其實是我本篇中所要解決的最主要的問題，上面所說的這些內容都是可以在網上找到參考事項的，關於如何在winform程序中捕獲到調用matlab函數生成的figure不做過多贅述，有需求可以參考文末的參考鏈接。

   • 解決這個問題有以下幾個點需要注意或會用到：
   1. 每次調用figure會生成一個新的figure，如果不在figure的時候做出限制，figure的標題將按照順序遞增，依次為figure 1，figure 2，figure 3...
   2. 如果關閉figure，將會重新開始計數；
   3. 使用figure('toolbar', 'none', 'menubar', 'none', "name", name, 'numberTitle', 'off'); 對"name"屬性和"numberTitle"屬性做出限制，可以將標題中的figure n刪除，並指定標題名稱，"toolbar"和"menubar"屬性用來關閉菜單；
   4. clf可以清除圖上的內容；
   5. findobj('Type', 'figure')函數可以用來找到當前打開的所有figure，返回值是一個數組。
   • 具體要求：
   1. 同時打開多個figure；
   2. 隨機可能需要刷新第n個figure上的圖像。
   • 解決這個問題我嘗試了以下思路：（本人非專業使用matlab，只是曾經使用過，可能有一些簡便方法我不知道）
   1. 先說如果只有一個figure的情況，可以加一個flag，表明當前是否需要生成新的figure，只在需要生成新的figure的時候調用figure函數，否則調用clf函數清空已作圖像；
   2. 在需要刷新的時候，生成一個新的figure，並調用user32中的SendMessage接口，將上一個窗口關閉，此前需要獲取到上一個窗口的句柄，
      這種做法的問題在於窗口的閃爍非常嚴重，因為本來就涉及到捕獲窗口的問題，figure窗口剛剛出來的時候其實是獨立於我的程序界面的，很容易能夠看到窗口一閃而過，而且經常會出現窗口嵌入我的程序中時窗口大小不一致，窗口很混亂，有時候能正常顯示，有時候顯示的數量不足，某些窗口沒有顯示出來，這個可能和找到的窗口句柄有關系。
      這種做法的主要思想就是找到窗口句柄，關閉不需要的窗口，以此為藍本，我希望能夠將當前的窗口句柄作為參數傳入接口中，接口函數中直接將圖作在擁有指定句柄的圖形窗口中，然而，matlab中的窗口句柄與我通過user32獲取到的窗口句柄有所不同，matlab中的窗口句柄更像是一個對象，而user32獲取到的窗口句柄是int型的。通過不斷嘗試，終於找到了下面的方法：
   3. 為figure分配id，在調用函數的時候將id作為傳入參數，以id作為figure的name，使用findobj函數查找所有已經打開的figure，根據figure.Name屬性判斷是否有和傳入的name參數一致的figure，如果有則清空對應的figure，否則則創建新的figure

6. 參考：C#調用Matlab畫圖，figure嵌入到Winform窗體