如何在 WPF 中尽可能高效地绘制图形

Question

我正在创建一个严重依赖图节点树的工具。当前的实现是用 Java 完成的，我将它移植到 C# 上的通用代码库，因此它可以被各种渲染实现使用，也因为我想使用 WPF 的强大功能来实现用户友好的界面。

浏览了一天，发现了各种通过 WPF 绘制矢量图形的方法。

This guy 谈到 WPF 开发人员可以选择的不同层。由于我想首先使用 WPF PURELY 进行渲染，所以我想在“视觉层”上工作。

然后我遇到了类似的事情： DrawingVisual, GeometryDrawing, FrameworkElement / UIElement / 形状

所以，所有不同的实现最终以完全不同的方式实现相同的效果，这让我有点不知所措。

Graph-Node 库已经移植到了 C# 中，并带有它的所有逻辑（包括碰撞检测和鼠标拖动）。由于它是在考虑图形渲染器（如 XNA、SlimDX、OpenTK 等）的情况下制作的，因此在性能方面实现 WPF 渲染器的最佳方式是什么（例如，它将绘制图形库告诉它的任何内容画画？

基本上，生成的 WPF 控件充当画布，但它必须是超级轻量级​​的，除了为我提供一种绘制圆圈、线条和其他形状的方法之外，它必须没有任何整洁的 WPF 功能:)

编辑：

我基本上想知道：要走的路是什么？我是否将 Canvas 扩展为我的图形的“主机”，然后添加我的 UIElement 的自定义实现？或者我可以有一个可以绘制所有东西的课程（例如，一个超级超级图形）。很像在 GDI 中重写 OnPaint 或在 Java 中重写 Paint-method（它提供了一个 Graphics 对象来做所有事情）。

Answer 1

我建议阅读Optimizing Performance: 2D Graphics and Imaging。

基本上，Drawing 对象的重量通常比Shapes 轻。这可能是您想要使用的。

Answer 2

通常，使用较低级别的服务可以获得更好的性能。在WPF 中，这意味着Drawing 对象族。你得到的只是：Drawing、DrawingGroup、GeometryDrawing、GlyphRunDrawing、ImageDrawing 和 VideoDrawing。但是，它们足以满足所有需求。使用这些类型对 WPF 非常友好，因为 Drawing 是 WPF 与您的 GPU 加速器交换的概念单元，如果可能的话，可能会在那里保留和管理它。这是可行的，因为Drawing 是用可移植矢量绘图基元表示的。

然而，一旦您开始围绕 Drawings 重新构建您的应用程序，您可能需要与仍然基于 UIElement、FrameworkElement 等的更高级别代码进行一些互操作。我还没有做的一件事发现 WPF 内置是一种简单的方法，可以以最低开销的方式将绘图包装为 FrameworkElement。 DrawingVisual 不是一个完整的解决方案，因为它仅派生自 Visual——这意味着它仍然需要一个托管元素。

以下类将直接托管任何 WPF Drawing，而不使用中间 DrawingVisual。我添加了对FrameworkElement 的Margin 属性的支持（如果未使用则不会降低性能），但仅此而已。由于 WPF 的单个渲染线程，缓存单个 TranslateTransform 对象以实现边距是安全且容易的。我建议您只提供已冻结的图纸；事实上，在我使用的版本中，我在构造函数中有一个断言。

public class DrawingElement : FrameworkElement
{
    static readonly TranslateTransform tt_cache = new TranslateTransform();

    public DrawingElement(Drawing drawing)
    {
        this.drawing = drawing;
    }
    readonly Drawing drawing;

    TranslateTransform get_transform()
    {
        if (Margin.Left == 0 && Margin.Top == 0)
            return null;
        tt_cache.X = Margin.Left;
        tt_cache.Y = Margin.Top;
        return tt_cache;
    }
    protected override Size MeasureOverride(Size _)
    {
        var sz = drawing.Bounds.Size;
        return new Size
        {
            Width = sz.Width + Margin.Left + Margin.Right,
            Height = sz.Height + Margin.Top + Margin.Bottom,
        };
    }
    protected override void OnRender(DrawingContext dc)
    {
        var tt = get_transform();
        if (tt != null)
            dc.PushTransform(tt);
        dc.DrawDrawing(drawing);
        if (tt != null)
            dc.Pop();
    }
};

[edit:] 这对于将 WPF Drawing 插入到 InlineUIContainer.Child 属性中也很有用（即使用 TextBlock.InlinesCollection 来更丰富地格式化 TextBlock 的内容）。

Answer 3

DrawingVisual 似乎是一个有效的选择：

DrawingVisual 是一个轻量级的绘图类，用于 渲染形状、图像或文本。这个类被认为是轻量级的 因为它不提供布局或事件处理，这改进了 它的表现。出于这个原因，图纸是背景的理想选择 和剪贴画。

来源：Using DrawingVisual Objects

所以这似乎完全符合您的要求，Canvas SUPER 轻量级。