ScottPlot WPF 中光标与绘图对象不对齐问题的解决方案

问题背景

在使用 ScottPlot 这个.NET数据可视化库开发 WPF 应用程序时，开发者可能会遇到一个常见问题：鼠标光标位置与绘图对象（如散点图中的点）无法正确对齐。这个问题在实现交互功能（如拖拽数据点）时尤为明显。

问题原因

这个问题的根本原因在于 WPF 的显示缩放（DPI Scaling）机制。WPF 应用程序会根据系统显示设置自动进行缩放，而 ScottPlot 的坐标计算默认是基于原始像素值进行的。当系统启用了高DPI缩放（如125%、150%等）时，就会出现鼠标位置与实际绘图位置不匹配的情况。

解决方案

要解决这个问题，我们需要对鼠标坐标进行正确的DPI缩放转换。以下是具体实现方法：

1. 获取当前窗口的DPI缩放因子

var presentationSource = PresentationSource.FromVisual(this);
double scaleX = 1.0, scaleY = 1.0;
if (presentationSource != null)
{
    scaleX = presentationSource.CompositionTarget.TransformToDevice.M11;
    scaleY = presentationSource.CompositionTarget.TransformToDevice.M22;
}

2. 转换鼠标坐标

Point p = e.GetPosition(this);
Pixel mousePixel = new(p.X * scaleX, p.Y * scaleY);

3. 完整示例代码

private void WpfPlot1_MouseMove(object? sender, MouseEventArgs e)
{
    // 获取DPI缩放因子
    var presentationSource = PresentationSource.FromVisual(this);
    double scaleX = 1.0, scaleY = 1.0;
    if (presentationSource != null)
    {
        scaleX = presentationSource.CompositionTarget.TransformToDevice.M11;
        scaleY = presentationSource.CompositionTarget.TransformToDevice.M22;
    }

    // 转换鼠标坐标
    Point p = e.GetPosition(this);
    Pixel mousePixel = new(p.X * scaleX, p.Y * scaleY);

    Coordinates mouseLocation = WpfPlot1.Plot.GetCoordinates(mousePixel);
    DataPoint nearest = Scatter.Data.GetNearest(mouseLocation, WpfPlot1.Plot.LastRender);
    WpfPlot1.Cursor = nearest.IsReal ? Cursors.Hand : Cursors.Arrow;

    if (IndexBeingDragged.HasValue)
    {
        Xs[IndexBeingDragged.Value] = mouseLocation.X;
        Ys[IndexBeingDragged.Value] = mouseLocation.Y;
        WpfPlot1.Refresh();
    }
}

技术原理

WPF 的DPI缩放机制是为了适应不同分辨率和屏幕密度而设计的。当系统DPI缩放不是100%时，WPF会自动缩放界面元素，但鼠标事件报告的坐标仍然是基于逻辑坐标系的。ScottPlot内部使用的是物理像素坐标系，因此需要进行转换。

最佳实践

1. 封装DPI缩放逻辑：建议将DPI缩放检测和坐标转换封装成工具方法，便于复用。

2. 考虑多显示器场景：在多显示器且不同DPI设置的环境中，需要确保获取正确的DPI缩放因子。

3. 性能优化：DPI缩放因子通常不会频繁变化，可以在窗口初始化时获取并缓存。

4. 测试不同DPI设置：确保应用程序在各种DPI缩放设置下都能正常工作。

总结

在WPF中使用ScottPlot时正确处理DPI缩放是确保交互功能正常工作的关键。通过理解WPF的坐标系统和ScottPlot的绘图机制，开发者可以轻松解决光标对齐问题，为用户提供更好的交互体验。