我可以建议两种解决方案，重点是UIElement.IsVisible只有在元素成为元素树的子元素并且可能可见时才被设置为true（由WPF）。
请注意，目标是强制UIElement.IsVisible返回true。
第一种解决方案是“伪造”未呈现的元素（在本例中为PlotView）是逻辑树的子元素。它通过临时将未呈现的元素声明为新的可视根来实现这一点。
缺点是，如果操作时间过长，则会为原始可视根（通常为Window）的完整元素树引发Framework.Unloaded事件。然后在恢复可视根后，会引发FrameworkElement.Loaded事件。此外，我们会触发完整的布局通道。这也意味着如果迭代足够长，用户将可以看到它。
然而，在这个场景中，执行时间只有几微秒，这就是为什么这些性能考虑因素不适用的原因。
第二种解决方案使用“虚拟”渲染主机来使未渲染的元素虚拟可见。这样的主机应该是一个容器，当可用空间为零时，不会将其可用空间强制分配给其子元素。
为了避免对布局造成任何影响，必须将主机容器配置为零大小。这是因为我们必须将主机插入到可视树中。
Canvas面板是完美的，因为它的初始大小为零，但不限制其子元素的大小。虽然Canvas是不可见的，不会影响布局，但子元素仍然可以占据它们想要的空间。其他容器在设置为零大小时，例如Border，将使用此零大小来测量其子元素。这导致布局引擎不认为子元素可见。
缺点是我们必须修改元素树来添加额外的虚拟元素容器。

方案一

MainWindow.xaml.cs

private async void RenderPlotAsync(Size renderSize, PlotModel plotModel)
{
  var plotView = new PlotView() 
  { 
    Height = renderSize.Height, 
    Width = renderSize.Width, 
    Model = plotModel
  };

  var hwndSource = PresentationSource.FromVisual(this);

  // Force IsVisible to be set to true
  hwndSource.RootVisual = plotView;

  // The VisualBrush will measure the PlotView properly
  var brush = new VisualBrush(plotView);    
  var drawingVisual = new DrawingVisual();
  DrawingContext drawingContext = drawingVisual.RenderOpen();
  drawingContext.DrawRectangle(brush, new Pen(), new Rect(0, 0, 200, 200));
  drawingContext.Close();
  
  var encoder = new PngBitmapEncoder();
  var render = new RenderTargetBitmap(200, 200, 96, 96, PixelFormats.Pbgra32);
  render.Render(drawingVisual);
  encoder.Frames.Add(BitmapFrame.Create(render));
  
  await using FileStream destinationStream = File.Open("image1.png", FileMode.Create);
  encoder.Save(destinationStream);

  // Restore the original visual root
  hwndSource.RootVisual = this;
}

方案二

主窗口.xaml

<Window>
  <Grid x:Name="RootPanel">
  
    <!-- Due to its zero size the Canvas won't affect the layout as it will be invisible -->
    <Canvas x:Name="VirtualRenderHost" />

    <!-- Application content -->
  </Grid>
</Window>

MainWindow.xaml.cs

private async void RenderPlotAsync(Size renderSize, PlotModel plotModel)
{
  var plotView = new PlotView() 
  { 
    Height = renderSize.Height, 
    Width = renderSize.Width, 
    Model = plotModel
  };

  this.VirtualRenderHost.Child = plotView;
  plotView.Loaded += OnPlotViewLoaded;

  // Force IsVisible to be set to true      
  _ = this.VirtualRenderHost.Children.Add(plotView);
}

private async void OnPlotViewLoaded(object sender, EventArgs e)
{    
  var plotView = sender as PlotView;
  plotView.Loaded -= OnPlotViewLoaded;

  var encoder = new PngBitmapEncoder();
  var render = new RenderTargetBitmap(200, 200, 96, 96, PixelFormats.Pbgra32);
  render.Render(plotView);
  encoder.Frames.Add(BitmapFrame.Create(render));

  await using FileStream destinationStream = File.Open("plot_image.png", FileMode.Create);
  encoder.Save(destinationStream);

  // Kill the PlotView instance
  this.VirtualRenderHost.Children.Clear();
}