MATLAB 的图形性能

Question

我正在使用 C# 和 VisualStudio 开发 WindowsForm。该程序启动一个在 Matlab 中完成的 .exe，在这个 .exe 完成后，它会在几个 .mat 文件中生成大量数据，我必须在图表中绘制这些数据（不是同时）。用户选择这个“信号”中的 1 个，它必须被绘制。

根据配置，每个信号的值可以从 ~10.000 到 ~500.000，当我用这么多数据绘制信号时，图表控件的响应不流畅，放大/缩小也需要很长时间。当同时绘制更多信号时，控制变得更加不稳定。

另一方面，如果我绘制来自 Matlab 本身的信号，则几乎可以立即完成这项工作。缩放效果完美，您可以根据需要绘制尽可能多的信号，因为性能保持不变。

为什么 Matlab 和 C# 之间的性能差异如此之大？

我可以做些什么来提高 C# 性能？

编辑：我使用 VisualStudio 提供的标准图表控件。

Answer 1

您没有说您使用的是什么图表控件，但它肯定不是为大型数据集设计的。为您的绘图使用基于 OpenGL 的东西。

根据我的经验，我对具有超过 3000 万个数据点的 Matlab 平移和缩放的差性能感到非常恼火，而 C#+OpenGL 实现有一个框架率高出 10 倍。

（除其他原因外，MatLab 似乎完全无法剔除远离屏幕的数据集部分——例如，如果您有一个单调递增的时间轴，这是一个非常简单的优化，可以获得巨大的收益)

Answer 2

您获得的数据多于表示它的像素。听起来您的图表控件正在采用蛮力方法：绘制每个数据点，即使控件上每列像素有 1000 个数据点。

无论您是否可以访问图表控件的源代码，解决方案都是一样的：您必须减少绘图调用的次数。您需要将数据过滤到更易于管理的大小。在折线图的情况下，如果您的控件是 500 像素宽，那么它不应该尝试绘制超过 500 条线。

如果您可以访问图表控件的代码，那么您可以让它在内部减少数据集。否则，您需要在外部管理数据集的抽象视图，并将视图而不是完整数据集传递到图表控件中。当用户更改缩放级别等时，视图将需要更新......不幸的是，取决于底层图表控件是否知道自动将数据集裁剪为可见的内容，平移可能有点难以实现。每当用户平移视图时，您都需要自己执行剪辑，但还需要在每个轴的最末端包含数据点，以便滚动条保持一致。

首先确保原始数据集按 X 轴值排序，从而让自己更轻松。排序只需要进行一次，然后您就可以相对快速地构建任意缩放级别的视图。 O(log N) 搜索可以识别可见范围开始和结束处的索引，并且从那里提取 X 个样本以供您查看是微不足道的。如果已知原始数据是在 X 轴上以固定间隔获取的，那么您甚至不需要 O(log N) 搜索；可以直接计算可视范围的指标。