Brushes.White減慢了圖形演示的速度

Question

以下是WPF中Conway的“人生游戲”的一個（非常幼稚的）實現。 這只是一個演示...

xaml：

<Window x:Class="wpf_conway_life_2013_05_19.MainWindow"
        xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"
        xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml"
        Title="MainWindow" Height="500" Width="500">
    <Grid>
        <Canvas Name="canvas"
            Width="auto"
            Height="auto" 
            HorizontalAlignment="Stretch"  
            VerticalAlignment="Stretch">
        </Canvas>
    </Grid>
</Window>

后面的代碼：

using System;
using System.Windows;
using System.Windows.Controls;
using System.Windows.Media;
using System.Windows.Shapes;
using System.Windows.Threading;

namespace wpf_conway_life_2013_05_19
{
    public partial class MainWindow : Window
    {
        public MainWindow()
        {
            InitializeComponent();

            var random = new Random();

            var data = new int[100, 100];

            var dataB = new int[100, 100];

            Func<int, int, int> at = (x, y) =>
                {
                    if (x < 0) x = 100 + x;
                    if (x >= 100) x = x % 100;
                    if (y < 0) y = 100 + y;
                    if (y >= 100) y = y % 100;

                    return data[x, y];
                };

            for (var x = 0; x < 100; x++)
                for (var y = 0; y < 100; y++)
                    data[x, y] = random.Next(2);

            var rectangles = new Rectangle[100, 100];

            for (var x = 0; x < 100; x++)
                for (var y = 0; y < 100; y++)
                {
                    rectangles[x, y] = new Rectangle();

                    canvas.Children.Add(rectangles[x, y]);
                }

            canvas.SizeChanged += (s, e) =>
                {
                    for (var x = 0; x < 100; x++)
                    {
                        for (var y = 0; y < 100; y++)
                        {
                            rectangles[x, y].Width = canvas.ActualWidth / 100;
                            rectangles[x, y].Height = canvas.ActualHeight / 100;

                            Canvas.SetLeft(rectangles[x, y], (canvas.ActualWidth / 100) * x);
                            Canvas.SetTop(rectangles[x, y], (canvas.ActualHeight / 100) * y);
                        }
                    }
                };

            Action macroStep = () =>
                {
                    dataB = new int[100, 100];

                    for (var x = 0; x < 100; x++)
                    {
                        for (var y = 0; y < 100; y++)
                        {
                            var neighbors = 0;

                            for (var i = -1; i <= 1; i++)
                                for (var j = -1; j <= 1; j++)
                                    if (i == 0 && j == 0)
                                        continue;
                                    else
                                        neighbors += at(x + i, y + j);

                            dataB[x, y] = data[x, y];

                            if (neighbors < 2) dataB[x, y] = 0;
                            if (neighbors == 3) dataB[x, y] = 1;
                            if (neighbors > 3) dataB[x, y] = 0;

                            rectangles[x, y].Fill = dataB[x, y] == 0 ? new SolidColorBrush(new Color()) : Brushes.Black;
                        }
                    }

                    data = dataB;
                };

            var timer = new DispatcherTimer();

            timer.Tick += (s, e) => macroStep();

            timer.Start();
        }
    }
}

看起來是這樣的：

如果我將new SolidColorBrush(new Color())替換為Brushes.White則程序運行會慢得多。 為什么？

我正在使用2010 Express在Windows 7 64位上進行測試。

Answer 1

因為new Color() alpha值為零，這意味着WPF不必渲染它，因為它是完全透明的-另一方面，白色的alpha是255，這意味着它必須是完全純白色的。

Answer 2

使用Brushes.White沒有什么特別的。

如果在macroStep事件處理程序之外定義自己的本地畫筆，然后凍結它，則其行為與使用Brushes.White完全相同。 如果不先凍結它，它將表現得非常差。

最好的性能是在每次調用macroStep之前（循環之前）創建一次畫筆，然后凍結它。 如果在最內部的循環中創建新的筆刷，則速度會大大降低。

另外，如果您增加了行為不佳代碼的計時器間隔，則實際上可以解決性能問題。 我的猜測是，每次完成渲染后，都會在后台線程上進行某種資源清理，這與筆刷的內部息息相關，但是由於您要轉身，它無法進行清理工作實在令人望而卻步。並在下一次迭代中使用畫筆。 為了演示這一點，我創建了一個畫筆池，並每次都使用不同的畫筆：

SolidColorBrush[] brushes = new SolidColorBrush[2];
for (int i = 0; i < brushes.Length; i++)
{
    var brush = new SolidColorBrush(new Color());
    brush.Freeze();
    brushes[i] = brush;
}
int brushIx = 0;

Action macroStep = () =>
{
    dataB = new int[100, 100];
    var brush = brushes[brushIx++ % brushes.Length];
...
    rectangles[x, y].Fill = dataB[x, y] == 0
        ? brush
        : Brushes.Black;
    data = dataB;
};

如果將筆刷數設置為1，將產生與使用Brushes.White相同的行為。 但是，如果將其設置為2或更大，您將獲得預期的性能。