优化红外图像性能，改回double存储

ThreatSource.Tests/src/Simulation/SimulationManagerPerformanceTest.cs

@@ -170,8 +170,8 @@ namespace ThreatSource.Tests.Simulation
                 //string[] missileTypes = ["lsgm_001"];
                 //string[] missileTypes = ["lbr_001"];
                 //string[] missileTypes = ["irc_001"];
-                //string[] missileTypes = ["itg_001"];
-                string[] missileTypes = ["mmw_001"];
+                string[] missileTypes = ["itg_001"];
+                //string[] missileTypes = ["mmw_001"];
                 //string[] missileTypes = ["tsm_001"];
 
                 string missileType = missileTypes[Random.Shared.Next(missileTypes.Length)];

ThreatSource/src/Guidance/InfraredImage.cs

@@ -9,7 +9,7 @@ namespace ThreatSource.Guidance
     /// 该类存储红外图像的基本信息：
     /// - 图像尺寸
     /// - 像素物理大小
-    /// - 红外强度矩阵（使用byte存储，对数缩放）
+    /// - 红外强度矩阵
     /// 用于目标探测和识别
     /// </remarks>
     /// <remarks>
@@ -17,79 +17,6 @@ namespace ThreatSource.Guidance
     /// </remarks>
     public class InfraredImage
     {
-        // === 对数缩放参数 ===
-        /// <summary>
-        /// 强度值的最小值，单位：W/sr
-        /// 默认值1e-6 W/sr，对应约273K（0°C）的物体在合理距离下的辐射强度
-        /// </summary>
-        private const double MIN_INTENSITY = 1e-6;
-
-        /// <summary>
-        /// 强度值的最大值，单位：W/sr
-        /// 默认值1e3 W/sr 对应高温物体在近距离的辐射强度上限
-        /// </summary>
-        private const double MAX_INTENSITY = 1e3;
-
-        /// <summary>
-        /// 最小强度值的对数（log10）
-        /// </summary>
-        private static readonly double MIN_LOG = Math.Log10(MIN_INTENSITY);
-
-        /// <summary>
-        /// 最大强度值的对数（log10）
-        /// </summary>
-        private static readonly double MAX_LOG = Math.Log10(MAX_INTENSITY);
-
-        /// <summary>
-        /// 对数范围
-        /// </summary>
-        private static readonly double LOG_RANGE = MAX_LOG - MIN_LOG;
-
-        /// <summary>
-        /// 预计算的强度值查找表，避免重复的对数运算
-        /// 索引0-255对应byte值，值为对应的强度值（W/sr）
-        /// </summary>
-        private static readonly double[] INTENSITY_LOOKUP_TABLE = new double[256];
-
-        /// <summary>
-        /// 反向查找表：强度值到byte的快速映射
-        /// 使用分段线性插值优化SetIntensity性能
-        /// </summary>
-        private static readonly double[] SORTED_INTENSITY_VALUES = new double[256];
-        
-
-
-        /// <summary>
-        /// 静态构造函数，初始化查找表
-        /// </summary>
-        static InfraredImage()
-        {
-            // 预计算所有可能的byte值对应的强度值
-            for (int i = 0; i < 256; i++)
-            {
-                INTENSITY_LOOKUP_TABLE[i] = ComputeIntensityFromByte((byte)i);
-                SORTED_INTENSITY_VALUES[i] = INTENSITY_LOOKUP_TABLE[i];
-            }
-        }
-
-        /// <summary>
-        /// 计算byte值对应的强度值（仅在静态构造函数中使用）
-        /// </summary>
-        /// <param name="byteValue">byte值</param>
-        /// <returns>强度值，单位：W/sr</returns>
-        private static double ComputeIntensityFromByte(byte byteValue)
-        {
-            // 处理零值
-            if (byteValue == 0)
-                return 0.0;
-
-            // 反向对数缩放
-            double normalizedLog = (byteValue - 1) / 254.0;
-            double logIntensity = MIN_LOG + normalizedLog * LOG_RANGE;
-            return Math.Pow(10, logIntensity);
-        }
-
-        // === 基本属性 ===
         /// <summary>
         /// 图像宽度，单位：像素
         /// </summary>
@@ -106,10 +33,10 @@ namespace ThreatSource.Guidance
         public double PixelSize { get; private set; }
 
         /// <summary>
-        /// 红外强度矩阵，使用byte存储（对数缩放）
-        /// 0 = 零强度，1-255 = 对数缩放的强度值
+        /// 红外强度矩阵
+        /// 单位：W/sr
         /// </summary>
-        private byte[,] intensityData;
+        private double[,] intensityData;
 
         /// <summary>
         /// 图像中心视线方向
@@ -135,7 +62,7 @@ namespace ThreatSource.Guidance
             Height = height;
             PixelSize = pixelSize;
             LineOfSight = lineOfSight;
-            intensityData = new byte[height, width];
+            intensityData = new double[height, width];
             SmokeCoverageMask = smokeCoverageMask ?? new bool[height, width];
         }
 
@@ -158,7 +85,7 @@ namespace ThreatSource.Guidance
             // 重新分配强度数据数组（如果尺寸不匹配）
             if (intensityData == null || intensityData.GetLength(0) != height || intensityData.GetLength(1) != width)
             {
-                intensityData = new byte[height, width];
+                intensityData = new double[height, width];
             }
             else
             {
@@ -177,12 +104,12 @@ namespace ThreatSource.Guidance
         {
             if (row >= 0 && row < Height && col >= 0 && col < Width)
             {
-                intensityData[row, col] = ConvertToByte(value);
+                intensityData[row, col] = value;
             }
         }
 
         /// <summary>
-        /// 获取像素强度值（使用预计算查找表，高性能）
+        /// 获取像素强度值
         /// </summary>
         /// <param name="row">行索引</param>
         /// <param name="col">列索引</param>
@@ -191,74 +118,29 @@ namespace ThreatSource.Guidance
         {
             if (row >= 0 && row < Height && col >= 0 && col < Width)
             {
-                return INTENSITY_LOOKUP_TABLE[intensityData[row, col]];
+                return intensityData[row, col];
             }
             return 0.0;
         }
 
-        /// <summary>
-        /// 将强度值转换为byte（简化版本，高性能）
-        /// </summary>
-        /// <param name="intensity">强度值，单位：W/sr</param>
-        /// <returns>缩放后的byte值</returns>
-        private static byte ConvertToByte(double intensity)
-        {
-            // 处理零值和负值
-            if (intensity <= 0)
-                return 0;
-
-            // 处理超出范围的值
-            if (intensity <= SORTED_INTENSITY_VALUES[1])
-                return 1;
-            if (intensity >= SORTED_INTENSITY_VALUES[255])
-                return 255;
-
-            // 使用简化的二分查找
-            return SimpleBinarySearch(intensity);
-        }
-
-        /// <summary>
-        /// 简化的二分查找，直接返回最接近的索引（移除距离计算）
-        /// </summary>
-        private static byte SimpleBinarySearch(double intensity)
-        {
-            int left = 1;
-            int right = 255;
-            
-            // 标准二分查找
-            while (left < right)
-            {
-                int mid = (left + right) >> 1; // 使用位移代替除法
-                if (SORTED_INTENSITY_VALUES[mid] < intensity)
-                    left = mid + 1;
-                else
-                    right = mid;
-            }
-            
-            return (byte)left;
-        }
-
         /// <summary>
         /// 获取内存占用信息（用于性能监控）
         /// </summary>
         /// <returns>内存占用字节数</returns>
         public long GetMemoryUsage()
         {
-            return sizeof(byte) * Width * Height; // byte数组
+            return sizeof(double) * Width * Height; // double数组
         }
 
         /// <summary>
-        /// 获取缩放参数信息（用于调试）
+        /// 获取图像信息（用于调试）
         /// </summary>
-        /// <returns>缩放参数的调试信息</returns>
-        public string GetScalingInfo()
+        /// <returns>图像的调试信息</returns>
+        public string GetImageInfo()
         {
-            return $"强度范围: [{MIN_INTENSITY:E3}, {MAX_INTENSITY:E3}] W/sr, " +
-                   $"对数范围: [{MIN_LOG:F1}, {MAX_LOG:F1}], " +
-                   $"相对精度: ~4.3%, " +
-                   $"内存占用: {GetMemoryUsage():N0} bytes, " +
-                   $"查找表: {INTENSITY_LOOKUP_TABLE.Length * sizeof(double):N0} bytes, " +
-                   $"算法: 简化二分查找";
+            return $"图像尺寸: {Width}x{Height}, " +
+                   $"像素大小: {PixelSize:E3} 弧度/像素, " +
+                   $"内存占用: {GetMemoryUsage():N0} bytes";
         }
     }
 } 

docs/project/test_method.md

@@ -32,7 +32,7 @@ dotnet test --filter "Category!=Performance"
 
 6. 仅运行性能测试：
 ```bash
-dotnet test --filter "Category=Performance"
+dotnet test --filter "Category=Performance" --logger "console;verbosity=detailed"
 ```
 
 7. 按类名排除：
@@ -45,6 +45,11 @@ dotnet test --filter "FullyQualifiedName!~PerformanceTest"
 dotnet test --filter "Category!=Performance&FullyQualifiedName!~Performance"
 ```
 
+9. 运行 Release 模式下的性能测试：
+```bash
+dotnet test --configuration Release --filter "RunPerformanceTest" --verbosity minimal --nologo --logger "console;verbosity=normal"
+```
+
 ### 测试报告
 时间：2025-05-16
 测试目的：测试 Vector3D 作为类和结构体的性能差异

docs/test_result/performance_test_result_itg_0605.md

@@ -200,7 +200,7 @@ dotnet test --configuration Release --filter "RunPerformanceTest" --verbosity mi
 - 优化效果：
   - GC次数减少 60%，效果不错，但帧时间有所上升
 
-- 是否采用：是
+- 是否采用：否，考虑提高了程序复杂度，提高了帧时间
 
 === 详细性能测试结果 ===
  
@@ -284,7 +284,7 @@ dotnet test --configuration Release --filter "RunPerformanceTest" --verbosity mi
 - 优化效果：
   - 没有什么变化
 
-- 是否采用：是，考虑将Intensity从对数运算改为查找表
+- 是否采用：否，考虑提高了程序复杂度，提高了帧时间
 
   === 详细性能测试结果 ===
  
@@ -407,4 +407,45 @@ Gen2 GC次数: 0 (0.0 次/秒)
 帧时间表现: 优秀 ✅
 内存管理: 优秀 ✅
 GC频率: 优秀 ✅
-【潜在问题分析】
+【潜在问题分析】
+
+ ### 第八次优化
+
+时间：2025-06-05 12:00:00
+
+- 优化内容：
+  - 将 InfraredImage 的 Intensity 数组从 byte 改回 double，去掉对数计算和查找表
+
+- 优化效果：
+  - 帧时间减小，GC次数增加，但影响不大
+
+- 是否采用：是
+
+=== 详细性能测试结果 ===
+【基本统计】
+测试时长: 30.0 秒
+总更新次数: 1416
+平均FPS: 47.2
+平均帧时间: 1.10 ms
+【帧时间分析】
+最小帧时间: 0.00 ms
+最大帧时间: 19.10 ms
+95%分位数: 5.03 ms
+99%分位数: 7.89 ms
+【内存使用分析】
+起始内存: 2.93 MB
+结束内存: 8.54 MB
+峰值内存: 9.52 MB
+内存增长: 5.61 MB
+平均内存增长率: 0.19 MB/s
+【垃圾回收分析】
+Gen0 GC次数: 93 (3.1 次/秒)
+Gen1 GC次数: 79 (2.6 次/秒)
+Gen2 GC次数: 69 (2.3 次/秒)
+总GC次数: 241
+【性能评级】
+帧时间表现: 优秀 ✅
+内存管理: 优秀 ✅
+GC频率: 一般 ⚠️
+【潜在问题分析】
+⚠️  Gen0 GC频率过高，存在内存分配风暴