演示：基于WPF的DrawingVisual开发的高刷新率示波器

一、目的：分享一个基于WPF的DrawingVisual开发的高刷新率示波器

二、效果演示

特此说明：由于Gif录制工具帧率不够，渲染60帧用了4.6秒，平均帧率在12Hz左右，所以展示效果不好，想要看好些的效果可以看文章下面的B站视频作为参考

但B站的录制工具也是在25帧/秒这样，而电脑默认满帧60Hz，应用程序也可以渲染到50-60帧/秒，所以实际应用程序效果要好于视频效果

如下示例中，FPS部分就是展示实际渲染的帧率基本可以保持在50-60Hz之间（60Hz是本电脑设置的默认最高帧率）

随机数据（2000条数据）

正弦曲线（2000条数据）

自定义波形（2000条数据）

脉冲波形（2000条数据）

方波波形（2000条数据）

三、环境

VS2022,Net7,Win10，NVIDIA RTX A2000

四、主要功能

支持多种波形数据源作为测试数据

支持多种渲染模式（主要分为矢量和位图）

支持设置起始频率，终止频率，中心频率，频率宽度，最小功率和最大功率设置

支持ToolTip鼠标悬停显示频谱信息

支持暂停/播放操作

平移，缩放，适配等操作

支持显示Fps（刷新率）

五、性能和实现

具体实现和数据如下参考文章

演示：基于WPF的DrawingVisual开发的频谱图和律动图_差值均分-CSDN博客

另外对于密集的点可以使用低分辨率的位图进行渲染来提升帧率，总之，制作高刷新的示波图可以从如下方面优化：

1、降低数据点数量；

2、提高硬件尤其是GPU配置；

3、采用高性能的绘图方式；

4、读写分离、渲染线程和更新数据线程分离；

5、动静分离、静态坐标轴、网格等数据和动态曲线数据分层渲染；

6、重复的数据应该应用缓存，避免重复创建；

7、可以冻结的资源应用冻结提升性能；

8、虚拟化截取掉不需要渲染的区域；

9、尽量缩小显示的范围，越小刷新效果越好；

10、注意细节，比如尽量减少使用虚线，实际中过多的虚线会大大消耗渲染性能；

总之影响性能的因素很多，而可能任意一种都会使渲染效果不理想，所以要注意细节，逐一隔离各种影响性能的因素去调试哪些影响到绘制性能，其他待补充...

六、演示视频

【WPF-Spectrum】高刷新率示波器_哔哩哔哩_bilibili

注：录制视频工具实际是25帧/秒，而实际渲染速度大概在50-60 帧/秒

需要了解的知识点

DrawingContext Class (System.Windows.Media) | Microsoft Learn

System.Windows.Controls 命名空间 | Microsoft Learn

控件库 - WPF .NET Framework | Microsoft Learn

WPF 介绍 | Microsoft Learn

XAML概述 - WPF .NET | Microsoft Learn

Windows Presentation Foundation 简介 - WPF .NET | Microsoft Learn

使用 Visual Studio 创建新应用教程 - WPF .NET | Microsoft Learn

适用于 .NET 7 的 WPF 的新增功能 - WPF .NET | Microsoft Learn