C# 实现具有大量点的图形的最有效方法

我的处境： 我目前正在从事一个项目，该项目将绘制来自多台工业机器的大量数据。该项目是一个Winforms/C项目。目前，我正在使用“System.Drawing”命名空间提供的图形对象中的DrawLine方法。当引导超过500+点左右的图形时，延迟非常明显，甚至会导致绘制方法超时。明确地说，我对开发自己的绘图程序感兴趣，不想使用另一个先前存在的程序

我的观察： 当浏览互联网时，我可以看到下面这样的图表。我的假设是，尽管在下图中绘制了五到六个点，但在实际数据点之间必须绘制数百个“中间”点（以获得每个数据点之间的平滑曲线）。这样的图形在调整大小时非常平滑

我的问题：

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我怎样才能获得一些现代（超级用户友好）绘图程序所享受的性能呢？

因此，如果你自己写（为什么？），你真的需要避免使用System.Drawing，因为它非常慢。最好的解决方案使用DirectX来利用计算机中的GPU，让他们做他们最擅长的事情。上一次我看到的绘图只使用了一个CPU内核，速度非常慢，所以如果你有数百万个数据点，它就无法扩展

这就是为什么会有第三方解决方案，因为他们有一个团队已经做到了这一点。如果你只是为了好玩或自我探索而这样做，那很好，但如果这是一个真正的产品的一部分，你将很难建立比其他团队更好的东西。是迄今为止我见过的性能更好的图形之一，但我几乎没有全部尝试过，而且我确信还有其他更好的图形。

最有可能的“酷”图形是使用贝塞尔曲线绘制（填充）的，贝塞尔曲线由少量所谓的控制点定义。像System.Drawing这样的API对于这样的图形原语是优化和高效的，它们只需要很少的函数调用

如果曲线不平滑，可能可以在不丢失细节的情况下丢弃点，但这取决于数据

最后一种方法是编写自己的渲染算法，利用特定数据，通过直接像素访问而不是执行图形调用生成图像。然后，您将图像点显到显示屏上

此选项需要良好的图形渲染知识。

你问题的答案似乎很简单。用GPU编程实现图形！有几个GPU编程库，比如.Net。GPU设计用于解决异步问题，如图形显示。这是因为GPU可以使用其数千个线程同时执行独立任务。由于一次执行的线程数量很大，因此对GPU进行编程并不是一项简单的工作，因此您可能需要重新考虑从头开始实现自己的图形应用程序

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有趣的事实：您可以使用GPU编程来提高许多异步问题的性能，而不仅仅是图形问题。

我的观察：

虽然有很多方法可以从系统中挤出每一点性能来显示图形，但我真诚地认为，您无法从这个问题的答案中找到解决方案。但是你可以找到很多线索

绘制简单的图形时会出现性能问题，而“现代应用程序”渲染数千个点时不会出现问题，这是为什么呢？游戏可以以4K分辨率每秒渲染60帧以上，并且不能将一帧虚拟图形渲染到曲面

他们是怎么做到的？嗯，他们欺骗优化

如果您不是绘制每个点，而是仅绘制有意义的点，并按照@yves daoust建议的曲线填充其余点，则可以节省一些绘制时间。这就像MP3是如何压缩音频的，它只是删除了你最可能听不到的部分

如果您像@tigran建议的那样启用

双缓冲

，您的结果将更有效地显示在屏幕上，或者您可以在另一个线程中绘制图形，然后绘制该图形，而不是在每个OnPaint中重新绘制

您可以使用Invalidate（Rect）方法仅更新图的相关部分

您可以使用@yves daoust（再次）建议的直接位操作将图形绘制成位图，这可能会大大提高性能，但您必须实现每一个疯狂的功能

虽然

Graphics

object使用的不是GDI而是GDI+，但它针对许多不太复杂的绘图操作进行了很好的优化，您可以使用其他针对性能优化的图形库，如DirectX和Skia

我的建议： 如果你坚持你应该画所有的东西，那么就买一些关于使用C#的图形的书，花一些时间和他们在一起。如果没有，那就买一些低成本、小尺寸的图表库，然后用它来完成

我的处境：

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我在Pascal6.0（DOS时代）中实现了一个简单的划线算法，使用BGI、中断、直接内存访问和IO端口。在略读了一些代码之后，可以说我对BDSM感兴趣。

还有@JSteward这怎么会是重复的？？我想问的是如何高效地实现一个绘图程序，而不是使用其他程序。答案指向Microsoft图表控件for WInForms，这不是您想要的吗？还是你要写你自己的图表库？写我自己的。我以为我在“我的处境”一词中说得很清楚，但为了让它更清楚，我对它进行了编辑@JSteward@JMaklen如果您还没有这样做，请继续，以提高渲染性能。对于平滑的曲线，你可能会看到，在你的例子中，你实际上是h