WPF の描画速度を改善するには

Question

Windows 10 Home 64bit、
Visual Studio 2017 Community Edition、
.NET Framework 4.6、WPF + C# で開発しています。

WPF でグラフコントロールを作成してみようと思い、
テスト的に下記のような 3,000 個の点を描画するコントロールを作成しました。

namespace GraphTest
{
    using System;
    using System.Threading.Tasks;
    using System.Windows;
    using System.Windows.Media;

    public class GraphControl : FrameworkElement
    {
        private SolidColorBrush _brush;
        private Pen _pen;
        private Random _rand;

        public GraphControl()
        {
            this._brush = new SolidColorBrush(Colors.Orange);
            this._brush.Freeze();

            this._pen = new Pen(this._brush, 1.0);
            this._pen.Freeze();

            this._rand = new Random();
        }

        protected override void OnRender(DrawingContext drawingContext)
        {
            for (var i = 0; i < 3000; i++)
            {
                drawingContext.DrawEllipse(this._brush, this._pen, new Point((double)this._rand.Next(0, (int)this.RenderSize.Width), (double)this._rand.Next(0, (int)this.RenderSize.Height)), 3.0, 3.0);
            }

            Task.Run(async () =>
            {
                await Task.Delay(1);
                await Dispatcher.BeginInvoke((Action)this.InvalidateVisual);
            });
        }
    }
}

OnRender() の最後に InvalidateVisual() を非同期的に呼び出しているため、
ずっと描画し続けるようになっています。

このとき、
Visual Studio の診断ツールでプロセスメモリを確認すると、
非常に高い頻度で GC がおこなわれていることがわかりました。
そして、おそらくこれが原因で描画速度がかなり遅くなっていました。

OnRender() の中では変なことはしていないつもりなので、
GC が発生する原因は DrawingContext.DrawEllipse() の中にあると思っています。
つまりこの描画方法ではそもそも限界があると認識しています。

しかし、世の中には SciChart など、
非常に高速な描画を実現しているものがあります。
こういったものは一体どのようにして実装しているのでしょうか。

Answer 1

https://github.com/punio/WpfDrawPerformanceTest
WriteableBitmap　をつかうといいみたい。

Comments

[twyujiro15]

WriteableBitmap を少し触ってみました。
確かに動作はかなり軽快で感動しました。
ただ、太さを考慮した点や線を描画するメソッドが標準で用意されておらず、
現状では WriteableBitmapEx という外部 dll を参照しなければ、
その部分まで自作しないといけない茨の道になるようです。

自作のライブラリで描画速度を改善したいため、
できるだけ外部 dll は使わないようにしたいと思っています。

要するにもうちょっと楽な方法で実現したいんですが、
そんな虫のいい話はないんでしょうか…。
そうじゃないと WriteableBitmapEx に近い、あるいはそのものを
丸々自作のライブラリに組み込むことになりそうでかなり微妙です。

[kiichi54321]

最速がWriteableBitmapなだけで、それなら2番手３番手のをつかえばいいんじゃないかな。

[twyujiro15]

WriteableBitmap 以外の方法も
サンプルコードで触ってみましたが、
少しはマシ、という程度で、
自分にとって十分な性能とはいえませんでした。

WriteableBitmap(Ex) をもう少し勉強してみようと思います。
ご回答ありがとうございました。