DrawingContext的PushEffect已弃用，.NET 4.7.2下如何动态添加自定义Shader特效？

问题背景 #

我制作了一个自定义控件用于处理带特效的合成图像渲染，希望为控件内特定元素应用自定义Shader特效，但原本便捷的内置PushEffect和PopEffect函数已被弃用且无实际作用。

为实现需求，我创建了新的DrawingVisual并在其上绘制图像，再为该Visual应用特效，这一步看似可行。但将其绘制到控件时需通过RenderTargetBitmap，而该类采用软件渲染，无法支持Shader Model 3及以上版本的自定义特效，导致特效丢失。

核心问题 #

• 是否存在无需通过RenderTargetBitmap，就能让OnRender中的DrawingContext直接绘制另一个上下文内容的方法？或是无需先转为图像即可合并多个绘图上下文的方式？我了解DrawingGroup，但不确定如何在OnRender中使用。

注：希望通过后台代码实现，XAML方案帮助不大，也欢迎提供其他可能遗漏的、为自定义控件特定元素应用特效的方法。运行环境为.NET Framework 4.7.2。

可行解决方案 #

方案1：直接将DrawingVisual加入控件可视化树 #

不需要把DrawingVisual转成Bitmap，直接将其添加到控件的可视化子元素中，让WPF的硬件渲染管线处理特效，完美支持Shader Model 3+：

修改后的控件代码：

public class CustomControl : FrameworkElement
{
    private readonly DrawingVisual _drawingVisual = new DrawingVisual();

    public CustomControl()
    {
        // 初始化DrawingVisual的绘制内容
        using (var dc = _drawingVisual.RenderOpen())
        {
            Rect rect = new Rect(new Point(0, 0), new Size(200, 400));
            dc.DrawRectangle(Brushes.LightBlue, null, rect);
        }
        // 应用自定义特效
        _drawingVisual.Effect = new CustomEffect();
    }

    // 重写可视化子元素计数
    protected override int VisualChildrenCount => 1;

    // 返回指定索引的可视化子元素
    protected override Visual GetVisualChild(int index)
    {
        if (index != 0)
            throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(index));
        return _drawingVisual;
    }

    protected override void OnRender(DrawingContext drawingContext)
    {
        base.OnRender(drawingContext);
        // 无需再绘制Bitmap，DrawingVisual已在可视化树中自动渲染
        // 若有其他额外绘制需求，可在此继续添加
    }
}

方案2：使用DrawingGroup合并绘图内容 #

如果不想修改可视化树，可以用DrawingGroup合并绘图内容并应用特效，直接绘制到OnRender的上下文。不过要注意，这种方式依赖硬件加速是否开启（默认开启，若系统不支持会 fallback 到软件渲染，仍会丢失特效）：

protected override void OnRender(DrawingContext drawingContext)
{
    base.OnRender(drawingContext);

    var drawingGroup = new DrawingGroup();
    // 在DrawingGroup中绘制内容
    using (var dc = drawingGroup.Open())
    {
        Rect rect = new Rect(new Point(0, 0), new Size(200, 400));
        dc.DrawRectangle(Brushes.LightBlue, null, rect);
    }

    // 给DrawingGroup应用自定义特效
    drawingGroup.Effect = new CustomEffect();

    // 直接将DrawingGroup绘制到当前上下文
    drawingContext.DrawDrawing(drawingGroup);
}

关键提示 #

• RenderTargetBitmap采用软件渲染，这是它不支持Shader Model 3+特效的核心原因，必须避开这种方式。
• 方案1是最可靠的实现方式，因为可视化树中的元素会由WPF硬件渲染管线处理，只要显卡支持Shader Model 3+就能正常显示特效。
• 若必须在OnRender中合并多个绘图内容，可优先尝试方案2，若特效仍丢失则回到方案1。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Cody Hubbard