C# 提高DrawingContext性能渲染几何体（多边形和多段线）

这是我的第一个问题，但我是一个长期潜伏者。我将把它分成两部分，一部分解释我在做什么，为什么我认为这是一条路，第二部分是我自己无法解决的实际问题

我在做什么？ 我目前正在开发一个框架，用于呈现实时显示的二维特征。您可以在浏览器中想到像Google Maps这样的应用程序，但是该框架旨在呈现所有类型的地理数据（而不仅仅是轴对齐的光栅数据，如Google瓷砖）

该框架将集成到我们（该公司）的最新产品中，该产品是用于台式机和笔记本电脑的WPF应用程序

因此，我选择WPF仅用于实际渲染几何体；可见性和遮挡剔除由我自己完成，以及输入处理（鼠标拾取）、移动相机等

作为一个实时应用程序，它至少需要达到30 FPS。渲染图像时，该框架的性能足够：我可以在每帧中绘制数千个位图，没有问题，但是PolyOne数据是一个主要问题

实际问题 我正在使用WPF渲染大量的多段线和多边形数据，特别是使用DrawingContext和StreamGeometry。到目前为止，我的理解是，如果我需要表现，这是一种方法。然而，我无法实现我期望的结果

这是我用实际数据填充StreamGeometry的方式：

using (StreamGeometryContext ctx = Geometry.Open())
{
        foreach (var segment in segments)
    {
        var first = ToWpf(segment[0]);
        ctx.BeginFigure(first, false, false);

        // Skip the first point, obviously
        List<Point> points = segment.Skip(1).Select(ToWpf).ToList();
        ctx.PolyLineTo(points, true, false);
    }
}
    Geometry.Freeze();

作为测试，我将OpenStreetMap中的ESRI形状加载到我的应用程序中，以测试其性能，但我一点也不满意： 我的测试数据由约3500条线段组成，总共约20k条线段

将每个片段映射到它自己的StreamGeometry执行得非常糟糕，但我已经有点预料到了：渲染大约需要14秒

然后，我尝试使用多个图形将更多段打包到同一个StreamGeometry中： 80 StreamGeometry，渲染大约需要50毫秒

然而，我没有比这更好的结果了。将行数增加到大约100k会使我的应用程序几乎无法使用：渲染需要超过100ms。 在渲染矢量数据时，除了冻结几何体和笔，我还能做什么

我现在更愿意自己使用DirectX，而不是依赖WPF来处理它，因为有些事情似乎出了很大的问题

编辑

为了进一步说明我在做什么：该应用程序实时可视化地理数据，非常像浏览器中的谷歌地图（GoogleMaps）这样的应用程序：但是它应该可视化更多的数据。您可能知道，谷歌地图允许缩放和平移，这需要>25 FPS才能显示为流畅的动画；少一点的感觉都不流利

* 对不起，在实际产品发布之前，我不应该上传视频。但是，您可能会设想像Google Maps这样的东西，但是有大量的矢量数据（多边形和多段线）。 *

有两种解决方案，其中一种经常被提及：

在位图中缓存重型图形

实现似乎有点简单，但我发现这种方法存在一些问题：为了正确实现平移，我需要避免在每帧绘制沉重的内容，因此我可以选择在平移相机时不更新缓存的位图，或者创建一个覆盖比视口更大区域的位图，这样我只需要每隔一段时间更新缓存的位图

第二个“问题”与缩放有关。然而，这更像是一个视觉伪影，而不是一个真正的问题：因为缓存的位图不能以每秒30帧的速度正确更新，所以在缩放时我也需要避免这种情况。我很可能在缩放时缩放位图，仅在缩放结束时创建一个新位图，但是多段线的宽度不会具有恒定的厚度，尽管它们应该具有恒定的厚度

MapInfo似乎确实使用了这种方法，但我不能说我太喜欢它。不过，它似乎是最容易实现的

将几何图形拆分为不同的图形视觉效果

这种方法似乎以不同的方式处理这个问题。我不确定这种方法是否有效：这取决于我是否正确理解WPF在这个领域应该如何工作。 对于所有需要绘制的东西，我不应该使用一个DrawingVisual，而是应该使用多个，这样就不需要渲染每个东西（）。我可以简单地更改参数，例如上面示例中的矩阵，以反映相机平移和移动。 然而，我也看到了这种方法的一些问题：平移摄影机将不可避免地将新的几何体带入视口，因此我需要执行与第一种方法类似的操作，实际渲染当前不可见的内容，但可能由于摄影机移动而变为可见的内容；绘制所有内容都是不可能的，因为对于一个相当小的数据量，可能需要花费大量的时间

与这两种方法相关的问题 这两种方法都无法解决的一个大问题是，即使总体帧速率稳定，偶尔也会出现打嗝，无论是在更新缓存位图时（好的，如果缓存位图仅在摄影机不再平移时更新），还是调用RenderOpen绘制可见的几何体块时，这似乎是不可避免的

我目前的想法

由于这是我见过的唯一两个解决这个问题的方法（我已经用谷歌搜索了一年多了），我想目前唯一的方法就是在最强大的GPU上（应该是

_dc.PushTransform(_mercatorToView);
_dc.DrawGeometry(null, _pen, polyline);
_dc.Pop();