C# 在PictureBox 中绘图防止闪烁的办法

很久没发技术文章了啊……被人说装文艺了啊……我在乱说些啥吗…………
最近学校开了数据结构的课设设计，说是允许使用C++，Java和C#来进行开发。Java上上个学期学的，说实话，感觉真的不是很爽……或许是我电脑的缘故，也或许是心理作用，我总觉的NetBeans一开就卡得不行！无论怎样都得不到在VS中开发和调试的那种爽快感，于是一度打算投奔C++的阵营，还为此买了Qt的书来学习，不过由于一直以来被诸多事情所扰（懒？），Qt的学习就停留在了……编译完毕。好吧，我输了……C#，就决定是你了！
那么进入正题吧。
在课程设计的过程中，我需要在窗体上进行图片的绘制，但是在实际的测试中发现了问题，那就是重绘的时候会发生闪烁，这个问题其实在大一的C语言课设的时候就出现过了，在程序绘制动画的高频率刷新的时候，也会产生闪烁，而那时候的解决办法，是对动画进行双缓冲(Double Buffering)处理。
在被双缓冲这个名词吓到之前，我们先来探讨下为什么重绘的时候会发生闪烁：
说道动画的原理大家都懂，就是利用了人眼的视觉残留(Visual staying)现象，当一副画面进入人眼成像后，并不会立刻消失，而是仍会保留一小段时间，于是当连续的图像以很高的速度切换的时候，人眼会看到动态的影响，而不是处于切换中的单个图像。
这个过程可以参考图1：

当这三幅图片以一定频率直接切换的时候，人们就会看到A貌似是在像右方移动。
那么为什么我们依据这个原理来编程绘制动画的时候会出现闪烁呢？是因为计算机的速度太慢不够给力么？当然不是！
我们如果不加任何处理，就在画布C上进行绘图，那么计算机的处理过程是这样的：

Step 1: 将C以背景色填充（也就是清除C上现有的内容）
Step 2: 在C上按照要求绘制新的画面

那么这样的过程会对动画产生怎样的影响呢？请看图2：

看出和图1的差别了吧？Step1相当于在原本连续的动画中嵌入了空白的画面，这个空白的画面由于和人眼中原本残留的图像反差非常大，所以便会破坏视觉残留产生的动画，给人的感觉就是，这个动画在不停的闪烁。
于是我们现在知道消除Step 1这个过程带来的影响，就能够避免在绘制的时候发生闪烁，不知道你会不会想，直接把Step 1略过不就得了？但我可以很负责任的告诉你……不行！如果只是单纯的略过Step 1，那么动画就会变成这样：

在视觉上就成了一个拖着残像尾巴运动的动画，相信大家一定见过这个：

那么我现在就可以解释双缓冲是怎样防止闪烁的了。
假如我们希望在屏幕S上展示动画，首先我们需要在内存中建立一个虚拟的画布C，然后我们所有的绘图操作都在C上进行，当绘制动画的一帧完毕后，我们啪唧~把C直接往S上一拍，这样就既不会出现拖尾巴，也不会出现Refresh时的短暂空白了，如下图所示，红色的框就代表那块虚拟的画布：

原理我们都知道了，但是实际应用的时候还是会遇到一些问题，这些问题涉及到C#本身的窗体的绘制机制，不过我们还是能够解决的。
当我们通过这种方法在pictureBox上绘图的时候，特别是pictureBox还存在背景图片的时候。我们就会遇到问题：

C#

// 初始化画板Bitmap image = new Bitmap(pictureBox1.ClientSize.Width, pictureBox1.ClientSize.Height);// 初始化图形面板Graphics g = Graphics.FromImage(image);// 绘图部分 Begin// ... ...// 绘图部分 EndpictureBox1.CreateGraphics().DrawImage(image, 0, 0);

画布g是透明的，所以在g上绘制后，贴在pictureBox上，背景图片还是会展示出来，但是问题也就来了，由于pictureBox的绘制机制问题，如果我在pictureBox上贴一张透明的图，其效果就是这样的：

不知道读者明白这是什么意思了么……如果将透明的图片贴上去，那其实和直接略掉刚才所说的Step 1别无二异！如果我们想要将之前的内容去除，就不得不再使用pictureBox1.Refresh()方法，而这样的话，显然会导致闪烁，那么该怎么办呢？
网上搜索了很多，也有很多方法，比如将窗体的Double Buffered属性设置为true，或者通过继承或者反射机制，将pictureBox的Double Buffered属性设置为true，但是经过实验，这些方法都不大灵光。于是我开始静下心来思考该怎么绕过这个问题。
其实理清思路后就会发现，我们这个问题所遇到的障碍就是不能影响pictureBox的背景图的展示，所以我们为何不把pictureBox的背景图片也提取出来，作为底层画布呢？
下面是我给出的解决方案：

C#

// 初始化画板Bitmap image = new Bitmap(pictureBox1.ClientSize.Width, pictureBox1.ClientSize.Height); // 获取背景层Bitmap bg = (Bitmap)pictureBox1.BackgroundImage; // 初始化画布Bitmap canvas = new Bitmap(pictureBox1.ClientSize.Width, pictureBox1.ClientSize.Height); // 初始化图形面板Graphics g = Graphics.FromImage(image);Graphics gb = Graphics.FromImage(canvas); // 绘图部分 Begin// ... ...// 绘图部分 End gb.DrawImage(bg, 0, 0); // 先绘制背景层gb.DrawImage(image, 0, 0); // 再绘制绘画层 pictureBox1.BackgroundImage = canvas; // 设置为背景层 pictureBox1.Refresh();pictureBox1.CreateGraphics().DrawImage(canvas, 0, 0);

 

注意我标注的行，就是添加的部分。
pictureBox的Refresh()方法不会影响其背景层，所以我们将最后合成的画布直接贴在背景层上，这样再Refresh()就不会产生闪烁了，同时，由于系统会自动重绘背景层，所以在窗口最小化或者被遮挡过后，绘制的图像也不会消失，相当同时于免去了手动重绘之苦。这样一来，困扰我们的闪烁问题就彻底的被解决啦！
感觉自己不知不觉废了好多话呀……啦啦啦，这篇就到这喽。