C# 如何有效地绘制波形

我试图显示音频文件的波形。我希望在ffmpeg处理文件时逐步绘制波形，而不是在完成后一次绘制所有波形。虽然我已经达到了这个效果，但它真的很慢；就像痛苦的缓慢。它的启动速度非常快，但速度会下降到需要几分钟来提取样本的程度

我觉得必须有一种更有效的方法来做到这一点，因为我使用了一个程序来做到这一点，我只是不知道如何做到。另一个程序可以接收>10小时的音频，并逐步显示波形，而不会降低速度。我已将ffmpeg设置为以500个采样/秒的速度处理该文件，但其他程序以1000个采样/秒的速度处理该文件，并且它仍然比我编写的程序运行得更快。另一个程序的波形显示在10小时文件中只需要120MB内存，而我的10分钟文件需要1.5GB内存

我相当确定缓慢是由所有UI更新造成的，RAM的使用是由所有正在创建的矩形对象造成的。当我禁用绘制波形时，异步流完成得非常快；对于10小时的文件，少于1分钟

这是我唯一能想到的实现我想要的东西的方法。我将欢迎任何帮助来改进我所写的内容，或者任何建议，以一种完全不同的方式来完成它

作为旁注，这并不是我想要展示的全部。我最终希望添加一个背景网格来帮助判断时间，并添加可拖动的线条注释来标记波形中的特定位置

main window.xaml

MainWindow.xaml.cs

private string\u audioFilePath；
公共字符串音频文件路径
{
get=>\u音频文件路径；
设置
{
if（_audioFilePath！=值）
{
_audioFilePath=值；
NotifyPropertyChanged（）；
}
}
}
私人可观测采集样本；
公众可观测采集样本
{
获取=>\u个样本；
设置
{
如果（_samples！=值）
{
_样本=价值；
NotifyPropertyChanged（）；
}
}
}
//启动整个过程的Eventhandler
私有异步void getWaveform\u单击（对象发送方，路由目标）
{
（（按钮）发送器）.IsEnabled=false；
等待GetWaveformClickAsync（）；
（（按钮）发送器）.IsEnabled=true；
}
专用异步任务GetWaveformClickAsync（）
{
示例。清除（）；
左双=0；
双宽度=.01；
双层顶=0；
双倍高度=0；
Wait foreach（FFmpeg.GetAudioWaveform（AudioFilePath.ConfigureWait（false））中的var样本）
{
//将{-32768，32767}（PCM16le）映射到{-50，50}（样本显示高度）
//我不认为这个映射是正确的，但现在这并不重要
高度=（（样本+32768）*100/65535）-50；
//“0”pcm值不是为了保存UI更新而绘制的，
//但平局仍然领先
如果（高度==0）
{
左+=宽度；
继续；
}
//正pcm值在画布中心线上方拉伸“高度”
如果（高度>0）
顶部=50-高度；
//负pcm值在中心线下方延伸“高度”
其他的
{
top=50；
高度=-高度；
}
样本。添加（新样本）
{
高度=高度，
宽度=宽度，
顶部=顶部，
左=左，
ZIndex=1
});
左+=宽度；
}
}

用于定义样本的类

公共接口IShape
{
双头{get；set；}
左双{get；set；}
}
公共抽象类形状：IShape
{
公共双顶部{get；set；}
公共双左{get；set；}
公共int-ZIndex{get；set；}
}
公共类示例：Shape
{
公共双宽度{get；set；}
公共双倍高度{get；set；}
}

FFMpeg.cs

公共静态类FFmpeg
{
公共静态异步IAsyncEnumerable GetAudioWaveform（字符串文件名）
{
var args=GetFFmpegArgs（FFmpegTasks.GetWaveform，文件名）；
等待foreach（RunFFmpegAsyncStream（args）中的var样本）
{
回收样品；
}
}
/// 
///使用给定参数字符串流化运行ffmpeg.exe的原始结果
/// 
///用于ffmpeg.exe的CLI参数字符串
私有静态异步IAsyncEnumerable RunFFmpegAsyncStream（字符串参数）
{
使用（var进程=新进程（））
{
process.StartInfo.FileName=@“外部\ffmpeg\bin\x64\ffmpeg.exe”；
process.StartInfo.Arguments=args；
process.StartInfo.UseShellExecute=false；
process.StartInfo.RedirectStandardError=true；
process.StartInfo.RedirectStandardOutput=true；
process.StartInfo.CreateNoWindow=true；
process.Start（）；
process.BeginErrorReadLine（）；
var buffer=新字节[2]；
while（true）
{
//从ffmpeg.exe输出异步读取pcm16_le值
var r=等待进程.StandardOutput.BaseStream.ReadAsync（缓冲区，0，2）；
如果（r==0）
打破
产生返回位转换器.ToInt16（缓冲区）；
}
}
}

FFmpegTasks

只是一个枚举。

GetFFmpegArgs

使用

FFmpegTasks

上的开关参数为ffmpeg.exe返回适当的CLI参数

我尝试使用下面的类而不是标准的

observateCollection

，因为我希望较少的UI更新会加快速度，但实际上这会使绘制波形的速度变慢

可观察范围收集

/// <summary>
/// Converts a histogram to a <see cref="PathGeometry"/>.
/// This is used by converters to draw a path.
/// It is easiest to use the default Canvas width and height and then use a ViewBox.
/// </summary>
/// <param name="histogram">The counts of each value.</param>
/// <param name="CanvasWidth">Width of the canvas</param>
/// <param name="CanvasHeight">Height of the canvas.</param>=
/// <returns>A path geometry. This value can be bound to a <see cref="Path"/>'s Data.</returns>
public static PathGeometry HistogramToPathGeometry(int[] histogram, double CanvasWidth = 100.0, double CanvasHeight = 100.0)
{
    double xscale = CanvasWidth / histogram.Length;
    double histMax = histogram.Max();

    double yscale = CanvasHeight / histMax;

    List<LineSegment> segments = new List<LineSegment>();
    for (int i = 0; i < histogram.Length; i++)
    {
        double X = i * xscale;
        double Y1 = histogram[i] * yscale;

        double Y = CanvasHeight - Y1;
        if (Y == double.PositiveInfinity) Y = CanvasHeight;
        segments.Add(new LineSegment(new Point(X, Y), true));
    }
    segments.Add(new LineSegment(new Point(CanvasWidth, CanvasHeight), true));
    PathGeometry geometry = new PathGeometry();
    PathFigure figure = new PathFigure(new Point(0, CanvasHeight), segments, true);

    geometry.Figures = new PathFigureCollection
    {
        figure
    };
    return geometry;
}

<Canvas Width="100" Height="100">
    <Path Data="{Binding ConvertedPathGeometry}" />
</Canvas>