大多數(shù)HALCON解決方案都必須嵌入到PC端的應(yīng)用程序中(例如,提供圖形用戶界面),然后大多數(shù)機(jī)器視覺應(yīng)用程序使用C ++或C#實(shí)現(xiàn)。這是我們的視角,對(duì)您的下一個(gè)HALCON項(xiàng)目應(yīng)使用哪種編程語言提供參考
不易的選擇
選擇編程語言是并不容易,各有優(yōu)劣和學(xué)習(xí)成本。很難在單個(gè)博客文章中對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)說明。我們將盡力強(qiáng)調(diào)C ++和C#之間的一些差異-評(píng)估和決定必須由公司或其HALCON開發(fā)人員來執(zhí)行。
有些文章說編程語言不重要,從原理上看,編程語言都類似,對(duì)一門編程語言掌握透徹后,其他編程語言可以觸類旁通。從另外一個(gè)角度,不同的編程語言應(yīng)用領(lǐng)域不同,編程語言相關(guān)的庫,框架,各種工具(編譯器,調(diào)試工具,測(cè)試工具等),易維護(hù)程度,招聘相關(guān)開發(fā)人員難易程度及質(zhì)量等等,導(dǎo)致在集成Halcon解決方案時(shí),不同編程語言之間有些許差異
開發(fā)經(jīng)驗(yàn)
如果您或您的HALCON視覺應(yīng)用程序開發(fā)人員僅精通其中一種語言,則對(duì)于選擇該編程語言來說,這是非常重要的論據(jù)。您需要充分的理由(可能是以下原因之一)才能更改為另一種語言。
對(duì)HALCON的支持
HALCON支持通過HALCON / C ++和HALCON / .NET接口集成到C ++和C#的應(yīng)用程序中。在大多數(shù)情況下,HALCON腳本的性能將相似。
垃圾收集器/確定性銷毀(RAII)
C++具有RAII模式和具有超出范圍的對(duì)象的確定行為 。因此,我們可以從C ++語言中保證,每個(gè)分配的HImage(例如在圖像采集循環(huán)中)之后都會(huì)自動(dòng)釋放,并且不會(huì)發(fā)生內(nèi)存泄漏。在C#中,通常很難實(shí)現(xiàn)這種可靠性,并且經(jīng)常需要手動(dòng)處理和需要額外的處理出錯(cuò)的工作,例如,手動(dòng)調(diào)用內(nèi)存清理函數(shù)myImage.Destroy()或GCHandle.Free()。但是,如果出現(xiàn)異?;蛟谘h(huán)或函數(shù)過程中(continue,return)起作用, C#中手動(dòng)編寫的內(nèi)存清理函數(shù)調(diào)用時(shí)很容易被跳過。此外,通常不可能確保垃圾回收器不會(huì)在應(yīng)用程序的性能特別關(guān)鍵的部分運(yùn)行。
托管與本地
本機(jī)代碼是由C ++編譯器生成的目標(biāo)CPU的機(jī)器代碼。它將進(jìn)行高度優(yōu)化,但是在編譯過程中此優(yōu)化需要一些時(shí)間。因此,C ++程序往往會(huì)增加構(gòu)建時(shí)間,但最終應(yīng)用程序的啟動(dòng)時(shí)間卻很快,尤其是處理速度更快。
相反,C#程序僅編譯為中間字節(jié)碼。這可以在構(gòu)建過程中相對(duì)快速地完成,但是代碼的優(yōu)化不會(huì)像使用良好的C ++編譯器所能實(shí)現(xiàn)的那樣優(yōu)化。最終在運(yùn)行時(shí)生成的機(jī)器代碼將取決于目標(biāo)系統(tǒng),因此無法在開發(fā)人員的機(jī)器上進(jìn)行分析。
作為現(xiàn)代C++編譯器可以實(shí)現(xiàn)的 優(yōu)化功能 一個(gè)例子,使用下面的簡單C++片段計(jì)算整數(shù)中的已置位的位數(shù):
int?count_bits_1(int?a)?{
????int?count?=?0;
????while?(a)?{
????????count++;
????????a?&=?(a-1);
????}
????return?count;
}
此代碼編譯為
count_bits_1(int):?#?@count_bits_1(int)
popcnt?eax,?edi
ret
使用Gcc編譯器,很容易看到生成的機(jī)器代碼/匯編代碼,例如使用編譯器資源管理器。C++編譯器的優(yōu)化步驟了解底層算法并將其轉(zhuǎn)換為英特爾x86/x64 CPU的一個(gè)優(yōu)化的POCPNT指令。
Windows
在開發(fā)C#代碼時(shí),他將Windows作為唯一的操作系統(tǒng),盡管通過使用Mono項(xiàng)目,其他目標(biāo)系統(tǒng)也可能以有限的形式運(yùn)行(例如沒有WPF)。C++代碼可以非常便攜,然后在許多不同的系統(tǒng)上運(yùn)行,例如使用QT跨平臺(tái)應(yīng)用程序框架和WIDGET工具包。
HALCON擴(kuò)展包,圖像采集接口,數(shù)字I / O接口
如果HALCON / HDevelop中缺少某些功能(某些硬件接口,客戶特定的圖像采集等),則可以通過自定義擴(kuò)展包,圖像獲取接口或數(shù)字I / O接口來提供。這些只能用C或C ++語言編寫。
外部庫/開源庫
許多外部庫使用 C或C ++ 編程語言:可以為C / C ++庫編寫C#封裝接口,但是為C#庫編寫C ++封裝接口并不常見。這些用于C ++庫的C#接口與C++最新版本有些延后:例如,OpenCV 4.5.2于2021年4月發(fā)布,但直到2021年7月,相應(yīng)的.NET-Wrapper Emgu.CV僅可用于OpenCV 4.5.2。
封裝接口通常使用起來更復(fù)雜,因?yàn)樗鼈儽仨殞 ++結(jié)構(gòu)映射到C#上,但并不總是100%適合:例如,HALCON庫是用C開發(fā)的,并且具有C#封裝器(HALCON / .NET)。在C#中,訪問圖像矩陣很復(fù)雜:
GCHandle?gch?=?GCHandle.Alloc(color_image);
image.GetImagePointer3(out?pr,?out?pg,?out?pb,?out?type,?out?width,?out?height);
byte[]?red_managed=?new?byte[width*height];
Marshal.Copy(pr,?red_managed,?0,?width*height);
//?...
gch.Free();
大多數(shù)Windows內(nèi)部庫本身都是用C / C ++開發(fā)的,因此.NET框架只是這些庫的封裝。
硬件驅(qū)動(dòng)
某些開發(fā)僅在C或C ++中可行,例如硬件驅(qū)動(dòng)程序。如果以后需要進(jìn)行這類工作并且公司中僅熟悉C#知識(shí),則必須熟悉必要的C ++知識(shí)。
調(diào)試
使用C#,有時(shí)在Visual Studio中進(jìn)行調(diào)試會(huì)更容易。
示例:HALCON異常
HImage?color_image?=?color_image_small.ZoomImageSize(4000,?3000,?"WRONG");?
在C#中拋出的異常信息更有有意義
HalconDotNet.HOperatorException:?'HALCON?error?#3147:?Wrong?interpolation?mode?in?operator?zoom_image_size'?
但是C ++異常是沒有意義的:
Unhandled?exception?at?0x00007FFB288F3FB8?in?MyApp.exe:?Microsoft?C++?exception:?HalconCpp::HOperatorException?at?memory?location?0x0000007469EFF718.
示例:查看HALCON元組
c#:
var?t?=?new?HTuple();
t[0]?=?42;
t[1]?=?"string";
Watch?window:?Name:?t,?Value:?{[42,?"string"]}
在C ++中,就不能直接查看
HTuple?t?=?HTuple(42).Append("string");
Watch?window:?Name:?t,?Value:?
另一方面,兩種編程語言都可以使用HALCON變量檢查擴(kuò)展。
低級(jí)代碼
使用C ++開發(fā)時(shí),低級(jí)代碼通常運(yùn)行得更快。
示例:顏色轉(zhuǎn)換
有時(shí),必須在GUI框架中使用HALCON彩色圖像。GUI框架通常使用交錯(cuò)的顏色格式(RGB RGB RGB…),而HALCON則使用每個(gè)通道的灰度值塊(RRR…GGG…BBB…)。某些彩色圖像到交錯(cuò)格式的轉(zhuǎn)換在C ++中花費(fèi)25毫秒,而在C#中花費(fèi)60毫秒。另一方面,通??梢院雎詮腃 ++調(diào)用的HALCON代碼或從C#調(diào)用的HALCON代碼之間的性能差異。
集成開發(fā)環(huán)境
有許多用于C ++的集成開發(fā)環(huán)境(IDE),但對(duì)于C#IDE的選擇卻很少。
審核編輯:湯梓紅
評(píng)論