c# - WPF MouseMove InvalidateVisual OnRender 更新非常慢

Question

我没有在 Google 或 Stack Overflow 上找到任何有用的信息，或者根本没有答案(或者我可能只是不知道要搜索什么)——我能找到的最接近的问题是这个:The reason behind slow performance in WPF

但我想深入了解这个简单程序中的延迟，也许我只是做错了什么。

我在 UI 元素的 OnRender() 中渲染大约 2000 个点，它们之间有线，本质上是创建一个折线图。没关系，但我想用 MouseMove 平移图形。这工作正常，但问题是 LAG。每当用鼠标拖动时，我都希望能顺利更新，我认为重新绘制 2000 个点并在它们之间画线对于 i5 CPU 来说就像在公园里散步一样。但它非常慢，即使在我家里的笔记本电脑上使用低分辨率也是如此。所以我检查了性能分析器。 OnRender() 函数几乎不使用任何 CPU。

事实证明是布局发生了变化并占用了如此多的 CPU。

“布局”花费的时间最多

现在，我听说过 Visual Tree 这个术语，但在这个简单的项目中几乎没有任何视觉效果。只是主窗口上的一个 UI 元素。它使用绘图上下文，我认为绘图上下文绘制得像位图，或者它是否使用自己的事件/点击框等绘制 UI 元素？因为我只想让 UIElement 像图像一样工作，但也可以处理鼠标事件，这样我就可以拖动整个东西(或使用鼠标滚轮缩放)。

所以问题:

1. 如果布局导致缓慢/滞后，我该如何防止这种情况？
2. 我还注意到很多垃圾收集是有道理的，但我不希望它在渲染期间发生。我宁愿在空闲时这样做。但是如何呢？

这是来源:

.cs文件

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Globalization;
using System.Windows;
using System.Windows.Media;

namespace SlowChart
{
    public class SlowChartClass : UIElement
    {
        List<Point> points = new List<Point>();

        double XAxis_Width = 2000;
        double XAxis_LeftMost = 0;

        double YAxis_Height = 300;
        double YAxis_Lowest = -150;

        Point mousePoint;
        double XAxis_LeftMostPan = 0;
        double YAxis_LowestPan = 0;

        public SlowChartClass()
        {
            for (int i = 0; i < 2000; i++)
            {
                double cos = (float)Math.Cos(((double)i / 100) * Math.PI * 2);
                cos *= 100;

                points.Add(new Point(i, cos));
            }

            MouseDown += SlowChartClass_MouseDown;
            MouseUp += SlowChartClass_MouseUp;
            MouseMove += SlowChartClass_MouseMove;
        }

        private void SlowChartClass_MouseMove(object sender, System.Windows.Input.MouseEventArgs e)
        {
            if (IsMouseCaptured)
            {
                XAxis_LeftMost = XAxis_LeftMostPan - (e.GetPosition(this).X - mousePoint.X);
                YAxis_Lowest = YAxis_LowestPan + (e.GetPosition(this).Y - mousePoint.Y);
                InvalidateVisual();
            }
        }

        private void SlowChartClass_MouseUp(object sender, System.Windows.Input.MouseButtonEventArgs e)
        {
            ReleaseMouseCapture();
        }

        private void SlowChartClass_MouseDown(object sender, System.Windows.Input.MouseButtonEventArgs e)
        {
            mousePoint = e.GetPosition(this);
            XAxis_LeftMostPan = XAxis_LeftMost;
            YAxis_LowestPan = YAxis_Lowest;
            CaptureMouse();
        }

        double translateYToScreen(double Y)
        {
            double y = RenderSize.Height - (RenderSize.Height * ((Y - YAxis_Lowest) / YAxis_Height));

            return y;
        }

        double translateXToScreen(double X)
        {
            double x = (RenderSize.Width * ((X - XAxis_LeftMost) / XAxis_Width));


            return x;
        }

        protected override void OnRender(DrawingContext drawingContext)
        {
            bool lastPointValid = false;
            Point lastPoint = new Point();
            Rect window = new Rect(RenderSize);
            Pen pen = new Pen(Brushes.Black, 1);

            // fill background
            drawingContext.DrawRectangle(Brushes.White, null, window);

            foreach (Point p in points)
            {
                Point screenPoint = new Point(translateXToScreen(p.X), translateYToScreen(p.Y));

                if (lastPointValid)
                {
                    // draw from last to  this one
                    drawingContext.DrawLine(pen, lastPoint, screenPoint);
                }

                lastPoint = screenPoint;
                lastPointValid = true;
            }

            // draw axis
            drawingContext.DrawText(new FormattedText(XAxis_LeftMost.ToString("0.0") + "," + YAxis_Lowest.ToString("0.0"),CultureInfo.InvariantCulture,FlowDirection.LeftToRight,new Typeface("Arial"),12,Brushes.Black),new Point(0,RenderSize.Height-12));

        }
    }
}

.XAML文件

<Window x:Class="SlowChart.MainWindow"
        xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"
        xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml"
        xmlns:d="http://schemas.microsoft.com/expression/blend/2008"
        xmlns:mc="http://schemas.openxmlformats.org/markup-compatibility/2006"
        xmlns:local="clr-namespace:SlowChart"
        mc:Ignorable="d"
        Title="MainWindow" Height="350" Width="525">
    <Grid>
        <local:SlowChartClass/>
    </Grid>
</Window>

Answer 1

不要为此调用 InvalidateVisual()。它会触发您的 UI 的完全重新布局，这非常慢。

在 WPF 中获得良好性能的关键是了解它是一个保留绘图系统。 OnRender() 实际上应该命名为 AccumulateDrawingObjects()。它仅在布局过程结束时使用，它积累的对象实际上是事件对象，您可以在它完成后更新。

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做你想做的事情的有效方法是为你的图表创建一个 DrawingGroup“backingStore”。您的 OnRender() 唯一需要做的就是将 backingStore 添加到 DrawingContext。然后，您可以随时使用 backingStore.Open() 更新它并直接绘制到其中。 WPF 将自动更新您的 UI。

您会发现 StreamGeometry 是绘制到 DrawingContext 的最快方法，因为它针对非动画几何进行了优化。

您还可以通过在 Pen 上使用 .Freeze() 获得一些额外的性能，因为它不是动画的。尽管我怀疑您只绘制 2000 点时是否会注意到。

看起来像这样:

DrawingGroup backingStore = new DrawingGroup();

protected override void OnRender(DrawingContext drawingContext) {      
    base.OnRender(drawingContext);            

    Render(); // put content into our backingStore
    drawingContext.DrawDrawing(backingStore);
}

// Call render anytime, to update visual
// without triggering layout or OnRender()
public void Render() {            
    var drawingContext = backingStore.Open();
    Render(drawingContext);
    drawingContext.Close();            
}

private void Render(DrawingContext drawingContext) {
    // move the code from your OnRender() here
} 

如果您想查看更多示例代码，请查看此处:

https://github.com/jeske/SoundLevelMonitor/blob/master/SoundLevelMonitorWPF/SoundLevelMonitor/AudioLevelsUIElement.cs#L172

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但是，如果视觉对象相对静止，而您只想平移和缩放，则还有其他选择。您可以创建一个 Canvas，并将 Shapes 实例化到其中，然后在鼠标移动过程中您会扰乱 Canvas 转换以进行平移和缩放。