성능 최적화: 2차원 그래픽 및 이미징

아티클
08/10/2011

WPF는 응용 프로그램 요구 사항에 맞게 최적화할 수 있는 광범위한 2차원 그래픽 및 이미징 기능을 제공합니다. 이 항목에서는 이러한 영역에서의 성능 최적화에 대한 정보를 제공합니다.

이 항목에는 다음 단원이 포함되어 있습니다.

그리기 및 도형
StreamGeometry 개체
DrawingVisual 개체
이미지
관련 항목

그리기 및 도형

WPF는 그래픽 그리기 콘텐츠를 나타내기 위해 Drawing 및 Shape 개체를 모두 제공합니다. 그러나 Drawing 개체는 Shape 개체보다 간단한 구문이며 더 나은 성능 특성을 제공합니다.

Shape를 사용하면 그래픽 도형을 화면에 그릴 수 있습니다. Shape 개체는 FrameworkElement 클래스에서 파생되므로 패널 및 대부분의 컨트롤 내에 사용될 수 있습니다.

WPF는 그래픽 및 렌더링 서비스에 대한 여러 계층의 액세스를 제공합니다. 최상위 계층에서 Shape 개체는 사용이 간편하고 레이아웃 및 이벤트 처리와 같은 많은 유용한 기능을 제공합니다. WPF에서는 바로 사용할 수 있는 여러 Shape 개체를 제공합니다. 모든 Shape 개체는 Shape 클래스에서 상속됩니다. 사용 가능한 Shape 개체에는 Ellipse, Line, Path, Polygon, Polyline 및 Rectangle이 있습니다.

반면에 Drawing 개체는 FrameworkElement 클래스에서 파생되지 않으며 도형, 이미지 및 텍스트를 렌더링하기 위한 보다 가벼운 구현을 제공합니다.

다음과 같은 네 가지 형식의 Drawing 개체가 있습니다.

GeometryDrawing - 도형을 그립니다.
ImageDrawing - 이미지를 그립니다.
GlyphRunDrawing - 텍스트를 그립니다.
DrawingGroup - 다른 그리기를 그립니다. 다른 그리기를 단일 합성 그리기로 결합하려면 그리기 그룹을 사용합니다.

GeometryDrawing 개체는 기하 도형 콘텐츠를 렌더링하는 데 사용됩니다. Geometry 클래스 및 이 클래스에서 파생되는 구체적인 클래스(예: CombinedGeometry, EllipseGeometry 및 PathGeometry)는 2차원 그래픽을 렌더링하는 방식뿐만 아니라 적중 테스트 및 클리핑 지원을 제공합니다. Geometry 개체를 사용하면 컨트롤 영역을 정의하거나 이미지에 적용할 클립 영역을 정의하는 등의 작업을 수행할 수 있습니다. Geometry 개체는 사각형 및 원과 같은 단순 영역 또는 둘 이상의 Geometry 개체에서 만들어진 복합 영역이 될 수 있습니다. 더 복잡한 기하 도형 영역은 ArcSegment, BezierSegment 및 QuadraticBezierSegment와 같은 PathSegment 파생 개체를 결합하여 만들 수 있습니다.

겉으로 보기에 Geometry 클래스와 Shape 클래스는 매우 비슷합니다. 둘 다 2차원 그래픽을 렌더링하는 데 사용되고 해당 클래스에서 파생되는 유사한 구체적인 클래스(예: EllipseGeometry 및 Ellipse)를 가집니다. 그러나 두 클래스 집합 사이에는 중요한 차이점이 존재합니다. 예를 들어 자신을 그리는 기능과 같은 Shape 클래스의 일부 기능이 Geometry 클래스에는 없습니다. Geometry 개체를 그리려면 DrawingContext, Drawing 또는 Path(Path가 Shape라는 것에 주의)와 같은 또 다른 클래스를 사용하여 그리기 작업을 수행해야 합니다. 채우기, 스트로크 및 스트로크 두께와 같은 렌더링 속성이 Geometry 개체를 그리는 클래스에서 있는 반면에 Shape 개체는 이러한 속성을 포함합니다. 이 차이를 보여 주는 한 가지 예로, Geometry 개체는 원과 같은 영역을 정의하는 반면에 Shape 개체는 영역을 정의하고 영역 채우기 및 윤곽선 그리기 방법을 정의하며 레이아웃 시스템에 참여할 수 있습니다.

Shape 개체가 FrameworkElement 클래스에서 파생되므로 이러한 개체를 사용하면 응용 프로그램에서 메모리 사용량이 크게 증가할 수 있습니다. 그래픽 콘텐츠에 FrameworkElement 기능이 실제로 필요하지 않은 경우 보다 간단한 Drawing 개체를 사용해 보십시오.

Drawing 개체에 대한 자세한 내용은 Drawing 개체 개요를 참조하십시오.

StreamGeometry 개체

StreamGeometry 개체는 기하 도형을 만들기 위해 PathGeometry 대신 사용할 수 있는 간단한 개체입니다. 복잡한 기하 도형을 설명해야 할 경우 StreamGeometry를 사용합니다. StreamGeometry는 많은 PathGeometry 개체를 처리는 데 최적화되었으며 여러 개별 PathGeometry 개체를 처리할 때와 비교하여 보다 나은 성능을 제공합니다.

다음 예제에서는 특성 구문을 사용하여 XAML에서 삼각형 StreamGeometry를 만듭니다.

<Page xmlns="https://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"
  xmlns:x="https://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml">
  <StackPanel>

    <Path Data="F0 M10,100 L100,100 100,50Z" 
      StrokeThickness="1" Stroke="Black"/>

  </StackPanel>
</Page>

StreamGeometry 개체에 대한 자세한 내용은 방법: StreamGeometry를 사용하여 도형 만들기를 참조하십시오.

DrawingVisual 개체

DrawingVisual 개체는 도형, 이미지 또는 텍스트를 렌더링하는 데 사용되는 간단한 그리기 클래스입니다. 이 클래스는 성능을 향상시키는 레이아웃이나 이벤트 처리를 제공하지 않으므로 간단한 클래스로 간주됩니다. 이러한 이유 때문에 그리기는 배경 및 클립 아트에 적합합니다. 자세한 내용은 DrawingVisual 개체 사용을 참조하십시오.

이미지

WPF 이미징은 이전 버전의 Windows보다 크게 향상된 이미징 기능을 제공합니다. 비트맵을 표시하거나 공용 컨트롤에 이미지를 사용하는 등의 이미징 기능은 이전에 주로 Microsoft Windows GDI(그래픽 장치 인터페이스) 또는 Microsoft Windows GDI+ API(응용 프로그래밍 인터페이스)에 의해 처리되었습니다. 이러한 API는 기준 이미징 기능은 제공했지만 코덱 확장성 및 고품질 이미지 지원 등과 같은 기능이 없었습니다. WPF 이미징 API는 GDI 및 GDI+의 단점을 극복하고 응용 프로그램 내에서 이미지를 표시 및 사용하기 위한 새로운 APO 집합을 제공하도록 다시 디자인되었습니다.

이미지를 사용할 경우 더 나은 성능을 얻기 위한 다음 권장 사항을 고려하십시오.

응용 프로그램에서 축소판 이미지로 표시해야 할 경우 크기를 줄인 버전의 이미지를 만드십시오. 기본적으로 WPF에서는 이미지를 로드하여 전체 크기로 디코딩합니다. 축소판 버전의 이미지만 필요한 경우 WPF에서 이미지를 전체 크기로 디코딩한 다음 축소판 크기로 배율 조정하는 것은 불필요할 작업입니다. 이러한 불필요한 오버헤드를 방지하려면 이미지를 축소판 크기로 디코딩하도록 WPF에 요청하거나 축소판 크기 이미지를 로드하도록 WPF에 요청하면 됩니다.
이미지를 항상 기본 크기가 아니라 원하는 크기로 디코딩하십시오. 위에 언급한 것처럼 이미지를 기본 전체 크기가 아니라 원하는 크기로 디코딩하도록 WPF에 요청합니다. 이렇게 하면 응용 프로그램의 작업이 줄어들 뿐만 아니라 실행 속도가 빨라집니다.
가능한 경우 이미지를 여러 이미지로 연결된 영사 슬라이드와 같은 단일 이미지로 결합합니다.
자세한 내용은 이미징 개요를 참조하십시오.

BitmapScalingMode

비트맵의 배율에 애니메이션 효과를 주면 기본 고품질 이미지 다시 만들기 알고리즘에 시스템 리소스가 많이 사용되므로 프레임 속도가 떨어지고 애니메이션이 끊길 수 있습니다. RenderOptions 개체의 BitmapScalingMode 속성을 LowQuality로 설정하면 비트맵의 배율을 조정할 때 보다 부드러운 애니메이션을 만들 수 있습니다. LowQuality 모드는 이미지를 처리할 때 품질 최적화 알고리즘에서 속도 최적화 알고리즘으로 전환하도록 WPF 렌더링 엔진에 지시합니다.

다음 예제에서는 Image 개체에 대한 BitmapScalingMode를 설정하는 방법을 보여 줍니다.

            ' Set the bitmap scaling mode for the image to render faster.
            RenderOptions.SetBitmapScalingMode(MyImage, BitmapScalingMode.LowQuality)

// Set the bitmap scaling mode for the image to render faster.
RenderOptions.SetBitmapScalingMode(MyImage, BitmapScalingMode.LowQuality);

CachingHint

기본적으로 WPF에서는 DrawingBrush 및 VisualBrush와 같은 TileBrush 개체의 렌더링된 콘텐츠를 캐시하지 않습니다. 화면에서 TileBrush의 내용이나 사용이 변경되지 않는 정적인 시나리오의 경우 이 방법은 비디오 메모리를 절약할 수 있기 때문에 유용합니다. 그러나 정적 DrawingBrush나 VisualBrush가 회전하는 3차원 개체 표면에 매핑되는 경우와 같이 정적 내용이 있는 TileBrush가 비정적 방법으로 사용되는 경우 이 방법은 유용하지 않습니다. WPF의 기본 동작은 콘텐츠가 변경되지 않는 경우에도 프레임마다 DrawingBrush 또는 VisualBrush의 전체 콘텐츠를 다시 렌더링하는 것입니다.

RenderOptions 개체의 CachingHint 속성을 Cache로 설정하면 바둑판식으로 배열된 Brush 개체의 캐시된 버전을 사용하여 성능을 향상시킬 수 있습니다.

CacheInvalidationThresholdMinimum 및 CacheInvalidationThresholdMaximum 속성 값은 배율 변경에 따라 TileBrush 개체를 다시 생성할 시기를 결정하는 상대 크기 값입니다. 예를 들어, CacheInvalidationThresholdMaximum 속성을 2.0으로 설정하면 TileBrush의 캐시는 해당 크기가 현재 캐시 크기의 두 배를 넘을 경우에만 다시 생성되어야 합니다.

다음 예제에서는 DrawingBrush에 대한 캐싱 힌트 옵션을 사용하는 방법을 보여 줍니다.

            Dim drawingBrush As New DrawingBrush()

            ' Set the caching hint option for the brush.
            RenderOptions.SetCachingHint(drawingBrush, CachingHint.Cache)

            ' Set the minimum and maximum relative sizes for regenerating the tiled brush.
            ' The tiled brush will be regenerated and re-cached when its size is
            ' 0.5x or 2x of the current cached size.
            RenderOptions.SetCacheInvalidationThresholdMinimum(drawingBrush, 0.5)
            RenderOptions.SetCacheInvalidationThresholdMaximum(drawingBrush, 2.0)

DrawingBrush drawingBrush = new DrawingBrush();

// Set the caching hint option for the brush.
RenderOptions.SetCachingHint(drawingBrush, CachingHint.Cache);

// Set the minimum and maximum relative sizes for regenerating the tiled brush.
// The tiled brush will be regenerated and re-cached when its size is
// 0.5x or 2x of the current cached size.
RenderOptions.SetCacheInvalidationThresholdMinimum(drawingBrush, 0.5);
RenderOptions.SetCacheInvalidationThresholdMaximum(drawingBrush, 2.0);