在C# Winform程序中调用Matlab作多个图像

1. 概述
   本文主要解决以下几个问题：

   1. Matlab函数生成Dll；
   2. 在C#程序中调用生成的dll；
   3. 程序中需要同时显示多个Figure时的处理。

2. 问题背景
   工作中遇到在winform中作3维点云图的需求，网上翻阅了很多资料无果，最终无奈选择使用matlab作图，将matlab的figure嵌入到程序窗体中。
   由于存在同时显示多个图像的需求，网上有将图像窗口嵌入程序中的方法，但没有找到同时使用多个figure的情况，为此做了一些尝试，将尝试的过程做简单记录。
   测试过程中发现使用matlab的图像窗口会导致程序内存占用上升较多，特别是使用多个图像窗口时，所以以后如果能找到替代方法，预计会将这种做法废弃。
   本文中用到的方法其实不局限于winform程序。

3. Matlab函数生成Dll

   • 环境：Matlab r2020a
   • 函数：

   % 函数作用：根据传入的一维数组，画3维点云图
   function [] = draw(xyz)
   figure()
   % 将一维数组转换成3*n并转置，因为点云是由一些(x,y,z)坐标的点构成
   a = reshape(xyz, 3, length(xyz) / 3).';
   % 转换为点云类型
   p = pointCloud(b);
   % 这是一个专门用来作点云图的方法
   % 听说如果是4维的数据的话，第4维可以用来指定颜色，如果没有指定颜色的话，默认渲染出来的彩图颜色还挺好看的
   pcshow(p);
   

   • dll生成步骤：
     命令行输入deploytool->选择Library Compiler->选择.Net Assembly->增加函数文件->修改className->选择Package->选择生成的文件夹for_redistribution_files_only中的dll文件，我使用的是没有Native后缀的文件。
     
     

4. C#程序中调用Dll
   程序引用中添加Com组件，选择Matlab Appliaction Type Library;
   
   浏览，添加MWArray.dll，我的这个dll的路径在C:/Windows/Microsoft.Net/assembly/GAC_MSIL/MWArray下面，这边注意要根据是32位程序还是64位程序作出选择，我的程序是AnyCpu;
   添加上一步骤中生成的dll的引用；
   程序中增加对上面两个dll的using。
   使用时：以我上面的函数为例，

   Draw draw = new Draw();
   // int[]类型需要转换为MWNumericArray
   draw.draw((MWNumericArray)new int[] { 0, 0, 0});
   

   注意：此处的Draw是IDisposable的，用完之后一定要Dispose掉，new出来并使用的Draw对象越多，占用的内存越大，这个东西占用的内存还是很大的。

5. 多个图同时显示并存在特定的刷新需求
   这个问题其实是我本篇中所要解决的最主要的问题，上面所说的这些内容都是可以在网上找到参考事项的，关于如何在winform程序中捕获到调用matlab函数生成的figure不做过多赘述，有需求可以参考文末的参考链接。

   • 解决这个问题有以下几个点需要注意或会用到：
   1. 每次调用figure会生成一个新的figure，如果不在figure的时候做出限制，figure的标题将按照顺序递增，依次为figure 1，figure 2，figure 3...
   2. 如果关闭figure，将会重新开始计数；
   3. 使用figure('toolbar', 'none', 'menubar', 'none', "name", name, 'numberTitle', 'off'); 对"name"属性和"numberTitle"属性做出限制，可以将标题中的figure n删除，并指定标题名称，"toolbar"和"menubar"属性用来关闭菜单；
   4. clf可以清除图上的内容；
   5. findobj('Type', 'figure')函数可以用来找到当前打开的所有figure，返回值是一个数组。
   • 具体要求：
   1. 同时打开多个figure；
   2. 随机可能需要刷新第n个figure上的图像。
   • 解决这个问题我尝试了以下思路：（本人非专业使用matlab，只是曾经使用过，可能有一些简便方法我不知道）
   1. 先说如果只有一个figure的情况，可以加一个flag，表明当前是否需要生成新的figure，只在需要生成新的figure的时候调用figure函数，否则调用clf函数清空已作图像；
   2. 在需要刷新的时候，生成一个新的figure，并调用user32中的SendMessage接口，将上一个窗口关闭，此前需要获取到上一个窗口的句柄，
      这种做法的问题在于窗口的闪烁非常严重，因为本来就涉及到捕获窗口的问题，figure窗口刚刚出来的时候其实是独立于我的程序界面的，很容易能够看到窗口一闪而过，而且经常会出现窗口嵌入我的程序中时窗口大小不一致，窗口很混乱，有时候能正常显示，有时候显示的数量不足，某些窗口没有显示出来，这个可能和找到的窗口句柄有关系。
      这种做法的主要思想就是找到窗口句柄，关闭不需要的窗口，以此为蓝本，我希望能够将当前的窗口句柄作为参数传入接口中，接口函数中直接将图作在拥有指定句柄的图形窗口中，然而，matlab中的窗口句柄与我通过user32获取到的窗口句柄有所不同，matlab中的窗口句柄更像是一个对象，而user32获取到的窗口句柄是int型的。通过不断尝试，终于找到了下面的方法：
   3. 为figure分配id，在调用函数的时候将id作为传入参数，以id作为figure的name，使用findobj函数查找所有已经打开的figure，根据figure.Name属性判断是否有和传入的name参数一致的figure，如果有则清空对应的figure，否则则创建新的figure

6. 参考：C#调用Matlab画图，figure嵌入到Winform窗体