图像处理、显示中的行宽（linesize）、步长（stride）、间距（pitch）

图像处理、显示中的行宽（linesize）、步长（stride）、间距（pitch）

在图像数据传输和显示的过程中有一个不常用的参数：间距。

间距的名称：

它有很多的别名，在使用d3d显示的时候，它叫pitch；在用ffmpeg解码的时候，它叫linesize；
在用ffmpeg转换格式的时候，它叫stride。这篇文章中统一以间距来表示。

间距为什么出现：

这个参数看起来似乎没什么用，因为它的值和图像的宽度一样。但是那是大多数情况下，一旦遇到它和宽度不一样的时候，如果你不了解它的含义，那么程序肯定要出问题。可是为什么有时候它等于宽度，有时候又不等于呢？这就和它的含义有关了。
我们都知道现在计算机的cpu都是32位或者64位的cpu，他们一次最少读取4、8个字节，如果少于这些，反而要做一些额外的工作，会花更长的时间。所有会有一个概念叫做内存对齐，将结构体的长度设为4、8的倍数。
间距也是因为同样的理由出现的。因为图像的操作通常按行操作的，如果图像的所有数据都紧密排列，那么会发生非常多次的读取非对齐内存。会影响效率。而图像的处理本就是一个分秒必争的操作，所以为了性能的提高就引入了间距这个概念。

间距的含义：

间距就是指图像中的一行图像数据所占的存储空间的长度，它是一个大于等于图像宽度的内存对齐的长度。这样每次以行为基准读取数据的时候就能内存对齐，虽然可能会有一点内存浪费，但是在内存充裕的今天已经无所谓了。

间距的值：

所以如果图像的宽度如果是内存对齐长度的整数倍，那么间距就会等于宽度，而现在的cpu通常一次读取都是4个字节，而我们通常见到的分辨率都是4的整数倍，所以我们通常发现间距和图像的宽度一样（这里通常指rgb32格式或者以通道表示的yuv420p格式的y通道）。但是如果遇到一些少见的分辨率时间距和图像的宽度就不一样。
还有一种情况是显卡，因为显卡是独立工作的，所以显卡可能和cpu的内存对齐位数是不同的，此时间距就可能和cpu上的有很大差别，例如NVIDA显卡（它的内存对齐位数超大），通常在用d3d显示的时候会用到间距。所以如果你的d3d显示程序在Intel的显卡上显示正常，而在NVIDA显卡上显示不正常，先不要怀疑显卡驱动，先看看你有没有正确处理间距的问题（亲生经历）。

间距的处理：

那么对于间距和宽度不同的时候要如何处理呢？在不同的情况下，处理不同，但是只要把握一个核心—内存对齐，就能理解。

1. 在使用d3d做图像显示的时候，在获取显示内存空间的时候通常会获取到一个参数pitch，就是我们的间距。显卡每次都将pitch长度的数据当做一行。我们将图像数据复制过去得时候要一行一行复制，每次下一行数据的目的起始位置都是上一行的起始位置加上间距。如果是yv12这种通道表示的数据，u、v通道要相应的将行距除2。间距导致的空间内容可以不用置空。
2. 在ffmpeg解码的时候，解码后会获取到一个参数linesize，其实也是间距。从解码后的数据内存中将数据拷贝出来的时候，需要一行一行拷贝，每一行数据的起始位置都是上一行的起始位置加上间距，一行的真正的图像数据长度就是是图像宽度（通道类型要相应除倍数）。
3. 在用ffmpeg进行图像格式转换的时候，需要传入一个参数stride，其实也是间距。只不过这次不需要复杂的处理，只需要知道传入ffmpeg进行转换的图像数据使用的间距，然后传入就行，ffmpeg会自动根据这个值进行相应的处理。