こちらも自己レスです。外池です。
いろいろ調べて回ったところ、WPFの範囲ではプログラマーが描画のタイミングをディスプレイのリフレッシュレートと一致させる機構は無いことがわかってきました。特にWindows XPの場合はダメなようです。Vista以降だとOSの側で同期させる面倒を見てくれるようですが、このあたりネット上の記事の伝聞情報です。
DirectXだと確かにディスプレイの画面走査の様子を読み取る機構がありました。これをWPFから利用するためには準備とひしてかなり面倒なことをしないといけないようです。とにかく、DirectXを.Net Frameworkからアクセスできるようにしなければならず、自身でDirectXのAPIをラップするクラスを書くか、既存のものを用いるか、です。
既存のものとしては、Microsoftが以前に一度供給されたDirectX.Netがありますが、開発は打ち切られたと聞いています。DirectX9までのサポートでよければ、DirectX SDKに含まれていて利用はできます。
あと、サードパーティー製のものとしてSlimDXがあり、無償です。MITが中心になってオープンソースで整備を続けているものです。こちらは最新のDirectXまでサポートされています。
(ホームページを再開しました)