ew8bak/ewsdr
1
0
Fork 0
mirror of https://git.vladimir.cc/vladimir/ewsdr.git synced 2026-08-25 18:43:51 +00:00
Code Issues Packages Projects Releases Wiki Activity

Optimize CPU waterfall/spectrum rendering

Browse Source 
WaterfallView: drop per-frame TLazIntfImage + LoadFromIntfImage (device
bitmap recreation + full pixel-format conversion every frame). Write
pixels directly into the bitmap via BeginUpdate/ScanLine like
SpectrumView already does, with platform-native byte order (ARGB on
Cocoa, BGRA elsewhere).

Replace per-pixel float colorization with a 512-entry dB->color LUT
rebuilt only when WfLow/WfHigh/theme change beyond a small threshold.

Turn the bitmap itself into a ring buffer: each frame builds a single
new row and writes one ScanLine; scrolling is done at paint time via two
CopyRect calls. Removes both full-frame passes per frame (image memmove
+ buffer->bitmap copy), cutting per-frame cost from O(W*H) to O(W). TX
mode preserved by leaving out-of-span columns untouched in the row buf.

SpectrumView: rewrite the per-frame alpha-restore pass from a strided
per-byte loop to a sequential per-dword OR with the alpha mask
(bit-identical output, sequential memory access).

Co-Authored-By: Claude Opus 4.8 <noreply@anthropic.com>
This commit is contained in:
Uladzimir Karpenka
2026-05-29 14:21:40 +03:00
co-authored by Claude Opus 4.8
parent 16259ed704
commit 55d5bf01cf
2 changed files with 126 additions and 83 deletions
Download Patch File Download Diff File Expand all files Collapse all files
SpectrumView.pas
+13 -8
View File
@@ -722,7 +722,8 @@ procedure TSpectrumView.DrawSpectrum;
var
C, GC: TCanvas;
i, Yp, W, H, GX: Integer;
AlphaPtr: PByte;
RowLW: PLongWord;
AMask: LongWord;
DBmin, DBmax, dB: Double;
VfoX, X1, X2: Integer;
TXVfoX, TXX1, TXX2: Integer;
@@ -930,18 +931,22 @@ begin
if Assigned(FVfoOverlay) then
FVfoOverlay.DrawOverlay(FSpectrumBitmap, W, H);
// Восстанавливаем непрозрачность: Canvas-операции (текст/линии со сглаживанием)
// могли занулить альфу. OR маской выставляет альфу в $FF, RGB не меняя.
{$IFDEF DARWIN}
AMask := $000000FF; // ARGB: альфа в байте 0
{$ELSE}
AMask := $FF000000; // BGRA: альфа в байте 3
{$ENDIF}
FSpectrumBitmap.BeginUpdate(False);
for i := 0 to H - 1 do
begin
{$IFDEF DARWIN}
AlphaPtr := PByte(FSpectrumBitmap.ScanLine[i]); // ARGB: alpha at byte 0
{$ELSE}
AlphaPtr := PByte(FSpectrumBitmap.ScanLine[i]) + 3; // BGRA: alpha at byte 3
{$ENDIF}
RowLW := PLongWord(FSpectrumBitmap.ScanLine[i]);
if RowLW = nil then Continue;
for Yp := 0 to W - 1 do
begin
AlphaPtr^ := $FF;
Inc(AlphaPtr, 4);
RowLW^ := RowLW^ or AMask;
Inc(RowLW);
end;
end;
FSpectrumBitmap.EndUpdate(False);
WaterfallView.pas
+113 -75
View File
@@ -13,7 +13,7 @@ interface
uses
Classes, SysUtils, Graphics, ExtCtrls, Controls, Math,
IntfGraphics, FPImage, LCLIntf, LCLType, GraphType, AppTheme;
LCLIntf, LCLType, AppTheme;
type
TWaterfallView = class
@@ -22,8 +22,12 @@ type
FWfBitmap: TBitmap;
FWfBitmapW: Integer;
FWfBitmapH: Integer;
FWfIntfImg: TLazIntfImage;
FWfPixels: array of LongWord;
FWfRowBuf: array of LongWord; // одна строка (новейшая), нативный порядок
FWfHead: Integer; // физ. строка bitmap с новейшей линией
FWfLut: array[0..511] of LongWord;
FWfLutLow: Double;
FWfLutHigh: Double;
FWfLutLight: Boolean;
FWaterfallBuf: array[0..1023] of Single;
FWaterfallBufCount: Integer;
FWaterfallDirty: Boolean;
@@ -48,6 +52,7 @@ type
FPbWaterfall: TControl;
procedure DrawMarkerLine(C: TCanvas; W, H: Integer);
procedure BuildWfLut(WfLow, WfHigh: Double);
public
constructor Create;
destructor Destroy; override;
@@ -147,23 +152,22 @@ begin
Result := ($FF shl 24) or (R shl 16) or (G shl 8) or B;
end;
procedure InitRawDesc32WF(var Desc: TRawImageDescription; AWidth, AHeight: Integer);
// Преобразует логический $AARRGGBB в нативный для ScanLine порядок байт.
// DARWIN (Cocoa): в памяти [A,R,G,B]; прочие (Qt6/Win32): [B,G,R,A].
// Платформы little-endian, поэтому байт 0 — младший байт LongWord.
function NativePixel(ARGB: LongWord): LongWord; inline;
{$IFDEF DARWIN}
begin
FillChar(Desc, SizeOf(Desc), 0);
Desc.Format := ricfRGBA;
Desc.Width := AWidth;
Desc.Height := AHeight;
Desc.Depth := 32;
Desc.BitOrder := riboBitsInOrder;
Desc.ByteOrder := riboLSBFirst;
Desc.LineOrder := riloTopToBottom;
Desc.BitsPerPixel := 32;
Desc.LineEnd := rileDWordBoundary;
Desc.BlueShift := 0; Desc.BluePrec := 8;
Desc.GreenShift := 8; Desc.GreenPrec := 8;
Desc.RedShift := 16; Desc.RedPrec := 8;
Desc.AlphaShift := 24; Desc.AlphaPrec := 8;
Result := (ARGB shr 24) // A → байт 0
or (((ARGB shr 16) and $FF) shl 8) // R → байт 1
or (((ARGB shr 8) and $FF) shl 16) // G → байт 2
or ((ARGB and $FF) shl 24); // B → байт 3
end;
{$ELSE}
begin
Result := ARGB; // $AARRGGBB на LE уже даёт в памяти [B,G,R,A]
end;
{$ENDIF}
// ════════════════════════════════════════════════════════════════════════════
// TWaterfallView
@@ -174,7 +178,7 @@ begin
inherited Create;
FWaterfallBitmap := TBitmap.Create;
FWfBitmap := TBitmap.Create;
FWfIntfImg := nil;
FWfBitmap.PixelFormat := pf32bit;
FWfBitmapW := 0;
FWfBitmapH := 0;
FWfManualHigh := -80.0;
@@ -191,6 +195,9 @@ begin
FTheme := DarkTheme;
FLightTheme := False;
FSpanHz := 192000;
FWfLutLow := 1.0; // невалидно → LUT перестроится при первом кадре
FWfLutHigh := 0.0;
FWfLutLight := False;
ResetWfBuf;
end;
@@ -198,7 +205,6 @@ destructor TWaterfallView.Destroy;
begin
FWaterfallBitmap.Free;
FWfBitmap.Free;
FreeAndNil(FWfIntfImg);
inherited;
end;
@@ -210,8 +216,10 @@ begin
// Сброс размера — чтобы следующий кадр перезаполнил фон новой темой
FWfBitmapW := 0;
FWfBitmapH := 0;
SetLength(FWfPixels, 0);
FreeAndNil(FWfIntfImg);
FWfLutLow := 1.0; // невалидно → LUT перестроится
FWfLutHigh := 0.0;
SetLength(FWfRowBuf, 0);
FWfHead := 0;
end;
procedure TWaterfallView.ResetWfAvgBuf;
@@ -249,8 +257,8 @@ begin
FWaterfallBitmap.SetSize(W, H);
FWfBitmapW := 0;
FWfBitmapH := 0;
SetLength(FWfPixels, 0);
FreeAndNil(FWfIntfImg);
SetLength(FWfRowBuf, 0);
FWfHead := 0;
end;
procedure TWaterfallView.DrawMarkerLine(C: TCanvas; W, H: Integer);
@@ -271,6 +279,30 @@ begin
C.TextOut(MX - 4 - C.TextWidth(MarkerLbl), 4, MarkerLbl);
end;
// Перестраивает палитру dB→цвет (512 точек) один раз на кадр вместо
// вычисления цвета с плавающей точкой на каждый пиксель.
procedure TWaterfallView.BuildWfLut(WfLow, WfHigh: Double);
var
i: Integer;
dB, Range: Double;
C: LongWord;
begin
Range := WfHigh - WfLow;
if Range < 1E-6 then Range := 1E-6;
for i := 0 to High(FWfLut) do
begin
dB := WfLow + (i / High(FWfLut)) * Range;
if FLightTheme then
C := WaterfallLightTheme(dB, WfLow, WfHigh)
else
C := WaterfallEnhancedColorThetis(dB, WfLow, WfHigh);
FWfLut[i] := NativePixel(C);
end;
FWfLutLow := WfLow;
FWfLutHigh := WfHigh;
FWfLutLight := FLightTheme;
end;
// ────────────────────────────────────────────────────────────────────────────
// DrawWaterfall
// ────────────────────────────────────────────────────────────────────────────
@@ -284,10 +316,8 @@ var
HistMinDB, HistMaxDB, HistStepDB: Double;
NoiseFloorDB, SignalTopDB: Double;
CumCount, LowTargetCount, HighTargetCount, HistIdx: Integer;
WfHigh, WfLow, InvRange, Step: Double;
Px: PLongWord;
Desc: TRawImageDescription;
Row, Col: Integer; RowPtr: PByte; Src: PLongWord; BPPi: Integer;
WfHigh, WfLow, LutScale, Step: Double;
Row, Idx: Integer; RowPtr: PByte;
Pal: LongWord; Hist: array[0..191] of Integer; SrcCount: Integer;
const
ALPHA_HIGH = 0.10; ALPHA_LOW = 0.08;
@@ -340,25 +370,44 @@ begin
if WfHigh < WfLow + 40.0 then WfHigh := WfLow + 40.0;
if WfHigh > 0.0 then WfHigh := 0.0;
if WfLow < -160 then WfLow := -160;
InvRange := 255.0 / (WfHigh - WfLow);
LutScale := High(FWfLut) / (WfHigh - WfLow);
// Палитра зависит только от WfLow/WfHigh/темы — перестраиваем лишь при
// ощутимом изменении (AGC сдвигает границы медленно).
if (FWfLutLight <> FLightTheme) or
(Abs(WfLow - FWfLutLow) > 0.05) or
(Abs(WfHigh - FWfLutHigh) > 0.05) then
BuildWfLut(WfLow, WfHigh);
if (FWfBitmapW <> W) or (FWfBitmapH <> H) then
begin
FWfBitmapW := W; FWfBitmapH := H;
SetLength(FWfPixels, W * H);
Pal := $FF000000
SetLength(FWfRowBuf, W);
Pal := NativePixel($FF000000
or ((LongWord(FTheme.Panel) and $FF) shl 16)
or (LongWord(FTheme.Panel) and $FF00)
or ((LongWord(FTheme.Panel) shr 16) and $FF);
FillDWord(FWfPixels[0], W * H, Pal);
or ((LongWord(FTheme.Panel) shr 16) and $FF));
FillDWord(FWfRowBuf[0], W, Pal);
FWfBitmap.SetSize(W, H);
FreeAndNil(FWfIntfImg);
FWfHead := 0;
// Заливаем всё кольцо фоном
FWfBitmap.BeginUpdate(False);
try
for Row := 0 to H - 1 do
begin
RowPtr := PByte(FWfBitmap.ScanLine[Row]);
if RowPtr <> nil then FillDWord(RowPtr^, W, Pal);
end;
finally
FWfBitmap.EndUpdate(False);
end;
end;
if H > 1 then Move(FWfPixels[0], FWfPixels[W], (H - 1) * SizeOf(LongWord) * W);
// Строим только новейшую строку в FWfRowBuf. В TX-режиме столбцы вне TX-полосы
// НЕ трогаем — FWfRowBuf хранит предыдущую верхнюю строку, поэтому
// «замороженные» участки остаются вертикально непрерывными, как и раньше.
Step := (SrcCount - 1.0) / Max(1, W - 1);
WatSrcF := 0.0; Px := @FWfPixels[0];
WatSrcF := 0.0;
for X := 0 to W - 1 do
begin
if FTXMode and (FTXSpanHz > 0) and (FSpanHz > 0) then
@@ -366,11 +415,8 @@ begin
dB := FCenterFreq - FSpanHz * 0.5 + X * FSpanHz / Max(1, W - 1) - FTXFreq;
if (dB < -FTXSpanHz * 0.5) or (dB > FTXSpanHz * 0.5) then
begin
if H > 1 then Px^ := FWfPixels[X + W]
else Px^ := 0;
Inc(Px);
WatSrcF := WatSrcF + Step;
Continue;
Continue; // оставляем FWfRowBuf[X] без изменений
end;
frac := (dB + FTXSpanHz * 0.5) / FTXSpanHz * (SrcCount - 1);
WatS0 := Trunc(frac);
@@ -386,41 +432,23 @@ begin
frac := WatSrcF - WatS0;
dB := FWaterfallBuf[WatS0] * (1.0 - frac) + FWaterfallBuf[WatS1] * frac;
end;
if FLightTheme then
Pal := WaterfallLightTheme(dB, WfLow, WfHigh)
else
Pal := WaterfallEnhancedColorThetis(dB, WfLow, WfHigh);
Px^ := Pal; Inc(Px);
Idx := Round((dB - WfLow) * LutScale);
if Idx < 0 then Idx := 0 else if Idx > High(FWfLut) then Idx := High(FWfLut);
FWfRowBuf[X] := FWfLut[Idx];
WatSrcF := WatSrcF + Step;
end;
if FWfIntfImg = nil then
begin
FWfIntfImg := TLazIntfImage.Create(W, H);
InitRawDesc32WF(Desc, W, H);
FWfIntfImg.DataDescription := Desc;
FWfIntfImg.CreateData;
// Кольцевой сдвиг: новая верхняя строка занимает слот выше предыдущей.
// Полнокадровый Move изображения и полная перезаливка bitmap больше не нужны —
// пишем единственную строку, а прокрутка делается в PaintWaterfall (CopyRect).
FWfHead := (FWfHead - 1 + H) mod H;
FWfBitmap.BeginUpdate(False);
try
RowPtr := PByte(FWfBitmap.ScanLine[FWfHead]);
if RowPtr <> nil then Move(FWfRowBuf[0], RowPtr^, W * 4);
finally
FWfBitmap.EndUpdate(False);
end;
BPPi := FWfIntfImg.DataDescription.BitsPerPixel div 8;
if (BPPi = 4) and (FWfIntfImg.PixelData <> nil) then
Move(FWfPixels[0], FWfIntfImg.PixelData^, W * H * 4)
else
begin
Src := @FWfPixels[0];
for Row := 0 to H - 1 do
begin
RowPtr := FWfIntfImg.GetDataLineStart(Row);
if RowPtr = nil then begin Inc(Src, W); Continue; end;
for Col := 0 to W - 1 do
begin
RowPtr[0] := Byte(Src^); RowPtr[1] := Byte(Src^ shr 8);
RowPtr[2] := Byte(Src^ shr 16);
if BPPi >= 4 then RowPtr[3] := $FF;
Inc(Src); Inc(RowPtr, BPPi);
end;
end;
end;
FWfBitmap.LoadFromIntfImage(FWfIntfImg);
end;
// ────────────────────────────────────────────────────────────────────────────
@@ -428,13 +456,23 @@ end;
// ────────────────────────────────────────────────────────────────────────────
procedure TWaterfallView.PaintWaterfall(Sender: TObject);
var PB: TPaintBox; W, H: Integer;
var PB: TPaintBox; W, H, Top: Integer;
begin
PB := TPaintBox(Sender);
W := PB.Width; H := PB.Height;
if (W <= 0) or (H <= 0) then Exit;
if (FWfBitmap <> nil) and (FWfBitmap.Width = W) and (FWfBitmap.Height = H) then
PB.Canvas.Draw(0, 0, FWfBitmap)
if (FWfBitmap <> nil) and (FWfBitmap.Width = W) and (FWfBitmap.Height = H)
and (Length(FWfRowBuf) = W) then
begin
// Кольцевой буфер: дисплейная строка 0 = физ. строка FWfHead.
// Верхний сегмент — строки FWfHead..H-1, нижний — 0..FWfHead-1.
Top := H - FWfHead;
PB.Canvas.CopyRect(Rect(0, 0, W, Top),
FWfBitmap.Canvas, Rect(0, FWfHead, W, H));
if FWfHead > 0 then
PB.Canvas.CopyRect(Rect(0, Top, W, H),
FWfBitmap.Canvas, Rect(0, 0, W, FWfHead));
end
else begin
PB.Canvas.Brush.Color := FTheme.Panel;
PB.Canvas.FillRect(Rect(0, 0, W, H));