WPF開發隨筆收錄-心電圖曲線繪製

一、前言

項目中之前涉及到胎兒心率圖曲線的繪製，最近項目中還需要添加心電曲線和血樣曲線的繪製功能。今天就來分享一下心電曲線的繪製方式；

二、正文

1、胎兒心率曲線的繪製是通過DrawingVisual來實現的，這裡的心電曲線我也是採用差不多相同的方式來實現的，只是兩者曲線的數據有所區別。心電圖的數據伺服器端每秒發送至客戶端一個數據包，一個數據包鐘心電的數據大概一百個左右，看過心電圖的應該知道，心電圖的效果是勻速繪製出來的，而不是一次性將一百個點繪製出來；項目中是通過將數據存到數據緩衝區，然後通過線程定時推送數據到繪圖端，線程里會根據緩衝區現有數據量來動態控制數據的快慢；這裡的例子我就直接通過定時推數據來直接演示如何實現；

2、新建個項目，添加一個類繼承FrameworkElement，然後加上對應的數據接收和繪製功能，這裡直接貼出所有代碼，具體細節之前寫繪製高性能曲線時寫過了，不清楚的可以參考之前的；（實際上繪圖部分用Canvas實現也可以，用DrawingVisual其實每次推送了一個數據，整個視圖都重新繪製了，我之所以用這個是因為我要支持自動縮放功能）

public class EcgDrawingVisual : FrameworkElement
{
    private readonly List<Visual> visuals = new List<Visual>();
    private DrawingVisual Layer;

    private Pen ecg_pen = new Pen(Brushes.Orange, 1.5);

    private int?[] ecg_points = new int?[2000];

    private int currentStart = 0;

    private double y_offset = 0;

    private int ecg_max = 60;
    private int ecg_min = -25;

    public EcgDrawingVisual()
    {
        ecg_pen.Freeze();

        Layer = new DrawingVisual();
        visuals.Add(Layer);
    }

    public void SetupData(int ecg)
    {
        ecg_points[currentStart] = ecg;
        for (int i = 1; i <= 20; i++)
        {
            ecg_points[currentStart + i] = null;
        }

        currentStart++;
        if (currentStart >= RenderSize.Width / 2)
        {
            currentStart = 0;
        }

        DrawEcgLine();
        InvalidateVisual();
    }

    private void DrawEcgLine()
    {
        var scale = RenderSize.Height / (ecg_max - ecg_min);
        y_offset = ecg_min * -scale;

        DrawingContext dc = Layer.RenderOpen();
        Matrix mat = new Matrix();
        mat.ScaleAt(1, -1, 0, RenderSize.Height / 2);
        dc.PushTransform(new MatrixTransform(mat));

        for (int i = 0, left = 0; left < RenderSize.Width; i++, left += 2)
        {
            if (ecg_points[i] == null || ecg_points[i + 1] == null) continue;
            dc.DrawLine(ecg_pen, new Point(left, ecg_points[i].Value * scale + y_offset), new Point(left + 2, ecg_points[i + 1].Value * scale + y_offset));
        }

        dc.Pop();
        dc.Close();
    }

    protected override int VisualChildrenCount => visuals.Count;
    protected override Visual GetVisualChild(int index)
    {
        return visuals[index];
    }

    protected override void OnRenderSizeChanged(SizeChangedInfo sizeInfo)
    {
        base.OnRenderSizeChanged(sizeInfo);
    }

    protected override void OnRender(DrawingContext drawingContext)
    {
        drawingContext.DrawRectangle(Brushes.White, null, new Rect(0, 0, RenderSize.Width, RenderSize.Height));
        base.OnRender(drawingContext);
    }
}

3、主界面添加這個控制項，然後後臺添加對應的推送數據的線程，這裡我是定時每隔十毫秒推送一個數據給到繪圖端。

public partial class MainWindow : Window
{
    private List<int> points = new List<int>() { 4, 4, 3, -1, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -4, -3, 25, 37, 8, -7, -5, -3, -3, -3, -3, -3, -3, -3, -3, -2, -2, -2, -1, -1, 3, 5, 8, 9, 9, 10, 9, 7, 5, 1, -1, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -3, -3, -3, -3, -3, -3, -3, -3, -3, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -1, 1, 3 };
    private bool flag = true;
    private int currentIndex = 0;

    public MainWindow()
    {
        InitializeComponent();

        new Thread(() =>
        {
            while (flag)
            {
                Thread.Sleep(10);
                this.Dispatcher.BeginInvoke(new Action(() =>
                {
                    if (currentIndex == points.Count) currentIndex = 0;
                    ecgDrawingVisual.SetupData(points[currentIndex]);
                    currentIndex++;
                }));
            }
        }).Start();
    }

    protected override void OnClosed(EventArgs e)
    {
        base.OnClosed(e);
        flag = false;
    }
}

4、最終實現效果