WinUI チャート比較

ProEssentials v11 は、ゼロから設計されたネイティブ C++ エンジンの上に構築された、WinUI 3 向けで初のプレミアムチャートライブラリです。市場に出ている他のすべての WinUI チャートは、XAML レイヤーを通じて描画するマネージドの .NET コントロールです。ProEssentials はそうではなく、C++ MFC、Delphi、ActiveX、WinForms、WPF の各製品を長年支えてきたのと同じネイティブの Direct3D / Direct2D エンジンを、そのまま WinUI 3 の下で直接動作させています。

そのネイティブエンジンこそが、ProEssentials が 1億ポイントをリアルタイムにストリーミングし、本物の GPU 3D / 4D サーフェスを描画し、ネイティブ ARM64 バイナリとして提供できる理由です。ライセンス形態も、開発者がかつて当然としていたものです。毎年更新するサブスクリプションではなく、無償の生涯サポートが付く一度きりの永続ライセンス購入です。

以下の表は、現在 WinUI チャートコントロールを提供している 4 つのコンポーネントスイート、すなわち Syncfusion、Telerik、DevExpress、ComponentOne と ProEssentials を比較したものです。

WinUI チャートが実際にどう描画されるか

ProEssentials のチャートは XAML では描画されません。ネイティブエンジンが独自の DXGI flip-model composition swap chain (BGRA8、2 バッファー、FLIP_DISCARD) を作成し、生成した IDXGISwapChain1 を ISwapChainPanelNative::SetSwapChain を通じて XAML ホストに引き渡します。その時点から、チャートのピクセルは DWM によってお客様のビジュアルツリーへ直接合成されます。中間の WriteableBitmap も、フレームごとの CPU コピーも、たどるべき XAML シェイプツリーもありません。Direct2D デバイスコンテキストは同じ D3D11 デバイス上に作成され、バックバッファ自体をターゲットとするため、2-D コンテンツは DWM が今まさに表示しようとしているバッファへ GPU が直接描画します。当社は 96 DPI のデバイスピクセルでハーフピクセル変換を用いて描画しており、これが軸の目盛りやグリッド線が 2 ピクセルにまたがってにじむことなく、正確なピクセル境界に収まる理由です。

レイテンシは意図的に制御されています。DXGI は放っておくと 2、3 フレーム先までバッファリングしますが、当社は SetMaximumFrameLatency(1) を呼び出して present キューが増えないようにしています。これを、60 fps のループではなくデータが変化したときに表示するオンデマンドレンダリングと組み合わせることで、チャートはドラッグ中も応答性を保ちつつ、何も動いていないときに GPU を無駄に回すことがありません。ズームボックスのドラッグには、さらに RenderPriority プロパティが役立ちます。これはドラッグを通常のチャート再描画より優先させ、ボックスがそれらの後ろで処理待ちになることなくポインターに追従するようにします。

WinUI がここで何を変えたのかを、正確に述べておく価値があります。WPF の DirectX 相互運用は、いまだに D3DImage を経由します。これは 2008 年にさかのぼる Direct3D 9Ex の共有サーフェスパスであり、D3D11 のコンテンツは、WPF のコンポジターに受け入れられる前に D3D9Ex サーフェスへコピーされなければなりません。あらゆる WPF チャートライブラリが、当社製品も含め、このワンステップを引き継ぎます。これはベンダーの選択ではなくプラットフォームの制約であり、同じエンジンが WPF よりも WinUI で低レイテンシに表示される大きな理由となっています。

3-D パスの 2 つの詳細は、コンポジションがいかに厳密であるかを示しています。DXGI は flip-model composition swap chain のマルチサンプリングを許可しないため、MSAA が有効な場合、エンジンは 3-D シーンをオフスクリーンのマルチサンプルターゲットに描画し、それをシングルサンプルのバックバッファへ解決 (resolve) します。これにより、コンポジションを犠牲にすることなく、サーフェスプロットの滑らかなエッジを保てます。2-D と 3-D の swap chain は、アルファモードも意図的に異なります。2-D チェーンは事前乗算 (premultiplied) であり、チャートがお客様の XAML 背景の上に合成されるようにします。一方、3-D チェーンは不透明です。3-D シーンはアルファ 0 でクリアされ、Direct2D の軸オーバーレイは色を書き込みますがアルファは書き込まないためです。事前乗算チェーンでは、DWM がそれらのオーバーレイピクセルを透明として扱い、タイトル、凡例、軸が何の警告もなく消えてしまいます。

オーバーレイも妥協ではなく、同じ扱いを受けます。リアルタイムのテーブル注釈は、同じ D3D11 および Direct2D デバイス上に作成され、コントロールテンプレート内の専用パネルにバインドされた、2 つ目の完全に透明な composition swap chain に描画されます。これはチャートのハーフピクセル変換を共有するため、2 つのレイヤーはピクセル単位で正確に整列し、独立して再描画されます。ライブのテーブルオーバーレイを更新しても、その下にあるチャートは再描画されません。

GPU による 3-D / 4-D 科学技術チャート

主要な WinUI スイートは、2-D の直交座標チャートと金融チャートに注力しています。ProEssentials はネイティブの Direct3D パイプラインを WinUI にも持ち込んでおり、同じコントロールで 3-D サーフェス、ワイヤーフレーム、散布点群、等高線、4-D のカラーマッピングプロットを GPU 上に描画します。装飾的な 3-D 棒グラフではなく本物のサーフェスプロットを必要とする工学、科学、信号処理の分野において、これはマネージドコントロールが WinUI で太刀打ちできない領域です。

結論

WinUI アプリが扱うデータが控えめで、完全に .NET の世界の中で完結しているのであれば、ここに挙げたどのスイートでも用は足りますし、すでにお持ちかもしれません。しかし、大規模データでの真のパフォーマンス、GPU による 3-D / 4-D サーフェス、ネイティブ ARM64 ビルド、あるいは C++、Delphi、ActiveX のコードベースと同じチャートを共有することが必要なら、そのために作られた WinUI の選択肢は ProEssentials だけであり、しかもサブスクリプションは不要です。

さらに詳しく

WinUI で 1億ポイント

各ライブラリの WinUI コードを添えた、完全なベンチマーク。

パフォーマンス

ネイティブエンジンと compute shader がチャートを高速に保つ仕組み。

3-D 科学技術チャート

サーフェス、ワイヤーフレーム、等高線、4-D カラーを GPU で描画します。

対応プラットフォーム

.NET、C++ MFC、Delphi、ActiveX を通じて単一のエンジン。

価格とサポート

永続ライセンスと無償の生涯サポートについて、詳しくご説明します。

AI コードアシスタント

DLL で検証済みの回答を返し、存在しないプロパティをでっち上げることはありません。

参考資料

競合製品のレンダリングおよびライセンスに関する詳細は、各ベンダーの公式ドキュメントおよび公開価格に基づいています: