前一篇 说明了最基本的绘图封装eArtist类,这一篇通过探讨坐标变换说明使用方法,重点在说明eArtist坐标变换容易让人迷惑的地方,但是这个类的函数这样设计是有原因的,或许有更好的实现来避免这些迷惑。
首先写一个class CTestDx2d帮助窗体完成绘图
1 class CTestDx2d
2 {
3 public:
4 CTestDx2d(void);
5 ~CTestDx2d(void);
6
7 int OnCreate(HWND hwnd);
8 void OnSize(int cx, int cy);
9 void Render();
10
11 protected:
12 HWND _hwnd; ///保存窗口句柄
13 WARMGUI::eArtist* _artist; ///i am Artist!
14 RECT _rectClient; ///窗口大小
15 };
在WM_CREATE消息时,初始化_artist
1 int CTestDx2d::OnCreate(HWND hwnd)
2 {
3 _hwnd = hwnd;
4
5 //create render target
6 CDxFactorys::GetInstance()->CreateRenderTarget(_hwnd, &_pHwndRT);
7 _artist = new WARMGUI::eArtist();
8 _artist->Init(_hwnd);
9
10 return (0);
11 }
响应WM_SIZE消息,改变RenderTarget的大小,实际上不改变他的大小也是没有任何问题的,因为DirectX会自动根据新窗口大小按比例缩放。这里我们还是让他改变
1 void CTestDx2d::OnSize(int cx, int cy)
2 {
3 _rectClient.left = _rectClient.top = 0, _rectClient.right = cx, _rectClient.bottom = cy;
4 _artist->ResizeRenderTarget(cx, cy);
5 }
在响应WM_PAINT消息时,调用Render()函数,我们在这个函数中展示坐标变换的用法。
D2D1_MATRIX_3X2_F 是一个3X2的矩阵,其中前2X2方阵是坐标变换方阵,可以完成旋转和缩放,第3行的两个点是原点的平移位置。这些内容可以参考任何线性代数书,计算机绘图书或游戏开发材料,在此不多说了。
下面这个函数用三种颜色分段画了一条从左上角到右下角的直线,如下图:
代码如下:注意画出三个线段的代码是同样的,由于坐标原点平移了,划线的位置也不同。
1 #define BGR(b,g,r) ((COLORREF)(((BYTE)(b)|((WORD)((BYTE)(g))<<8))|(((DWORD)(BYTE)(r))<<16)))
2
3 void CTestDx2d::_test_trns()
4 {
5 int width = _rectClient.right / 3, height = _rectClient.bottom / 3;
6
7 D2D1_MATRIX_3X2_F m = D2D1::Matrix3x2F::Identity();
8 _artist->BeginDraw(true);
9
10 //设定坐标变换为单位矩阵
11 _artist->SetTransform(&m);
12 _artist->SetSolidColorBrush(D2D1::ColorF(BGR(0, 255, 0)));
13 //画出第一段
14 _artist->DrawLine(0, 0, width, height);
15
16 //设定坐标原点的平移
17 m._31 = _rectClient.right/3, m._32 = _rectClient.bottom / 3;
18 _artist->SetTransform(&m);
19 //设定蓝色线段
20 _artist->SetSolidColorBrush(D2D1::ColorF(BGR(255, 0, 0)));
21 //同样的代码画出第二段
22 _artist->DrawLine(0, 0, width, height);
23
24
25 //设定坐标原点的平移
26 m._31 = _rectClient.right * 2 /3, m._32 = _rectClient.bottom * 2/ 3;
27 _artist->SetTransform(&m);
28 //红色线段
29 _artist->SetSolidColorBrush(D2D1::ColorF(BGR(0, 0, 255)));
30 //同样的代码画出第三段
31 _artist->DrawLine(0, 0, width, height);
32
33 _artist->EndDraw();
34 }
宏BGR按照blue, green, red的顺序定义颜色,这与一般使用的RGB定义顺序不同,是因为这样的顺序能获得更好的性能,RenderTarget的兼容格式一般也设定为BGRA,A是alpha透明度。具体的可以看微软图像兼容格式规格文档。
容易混淆的地方在于,如果屏幕上的图形有很多部分,每部分用到了不同的变换,对于一个智商低下的我来说,很容易搞乱
第一种办法是在单线程绘图中先对原来的变换作个备份,用完之后再恢复:
1 ID2D1_MATRIX_3X2_F mOld, mNew;
2 _artist->GetTransform(&mOld;)
3 _artist->SetTransform(&mNew;)
4
5 DrawSomething();
6
7 _artist->SetTransform(&mOld;)
如果有多个线程同时使用,用互斥锁又等于把多线程绘图变成了单线程绘图,因此第二个方法是使用Bitmap-RT绘图,然后再从Bitmap-RT绘制到Hwnd-RT.由于每个Bitmap-RT是独立的,对他的变换设定不会影响到其他线程,首先按照微软的建议,在CTestDx2d中添加一个ID2D1Bitmap *_bmp_screen,这个位图资源在初始时被创建,大小为窗口客户区大小,把这句话加到OnSize函数中就可以使用了,并且不要忘记在~CTestDx2d中释放资源:
1 _artist->CreateBitmap(&_bmp_screen, _rectClient);
CreateBitmap的内部实现是这样的:
1 inline HRESULT eArtist::CreateBitmap(WGBitmap** pBitmap, RECT& rect)
2 {
3 SafeRelease(pBitmap);
4 return _pHwndRT->CreateBitmap(
5 D2D1::SizeU(RectWidth(rect), RectHeight(rect)),
6 D2D1::BitmapProperties(D2D1::PixelFormat(DXGI_FORMAT_B8G8R8A8_UNORM, D2D1_ALPHA_MODE_PREMULTIPLIED)),
7 pBitmap);
8 }
先释放现有的位图资源,然后创建了BGRA格式的位图。Again, 位图创建后应尽量重复使用,直到程序退出再释放。
现在用Bitmap-RenderTarget画第三个线段,用一个小矩形标出Bmp-RT绘制的区域:
第18行使用了Bitmap-RT绘图,注意所有的坐标还是从0,0开始的
1 void CTestDx2d::Render()
2 {
3 int width = _rectClient.right / 3, height = _rectClient.bottom / 3;
4
5 MATRIX_2D_t m = D2D1::Matrix3x2F::Identity();
6 _artist->BeginDraw(true);
7
8 //
9 //画前两段的代码同上
10 //
11
12 //画第三段
13 //使用Bitmap-RenderTarget画图
14 _artist->BeginBmpDraw();
15 //设定坐标原点的平移
16 m._31 = _rectClient.right * 2 /3, m._32 = _rectClient.bottom * 2/ 3;
17 _artist->SetTransform(&m);
18
19 //红色线段
20 _artist->SetSolidColorBrush(D2D1::ColorF(BGR(0, 0, 255)));
21 //同样的代码画出第三段
22 //注意坐标原点是从0,0开始的,说明Bitmap-RT已经继承了来自Hwnd-RT的坐标变换
23 _artist->DrawLine(0, 0, width, height);
24
25 //画一个矩形以清楚的表明Bitmap的位置
26 _artist->SetSolidColorBrush(D2D1::ColorF(BGR(255, 255, 255)));
27 _artist->DrawRectangle(0, 0, width, height);
28
29 //结束Bmp-RT画图
30 _artist->EndBmpDraw();
31
32 //从Bitmap-RenderTarget上获得位图
33 POINT p0 = {0, 0};
34 RECT rect = {0, 0, width, height};
35 _artist->CopyFromRenderTarget(_bmp_screen, p0, rect);
36
37 //绘制位图
38 _artist->UsingHwndRT();
39 _artist->DrawBitmap(_bmp_screen, rect, rect);
40
41 _artist->EndDraw();
42 } 看这几句话,
12 //画第三段
13 //使用Bitmap-RenderTarget画图
14 _artist->BeginBmpDraw();
15 //设定坐标原点的平移
16 m._31 = _rectClient.right * 2 /3, m._32 = _rectClient.bottom * 2/ 3;
17 _artist->SetTransform(&m); 注意BeginBmpDraw在SetTransfor之前,这样就是给Bmp-RT设定坐标变换,如果这两句反过来写,就是给Hwnd-RT设定变换,在这个例子中,这两者的效果是一样的,但是如果想在Bmp-RT中再画一条线小矩形区域外的线,就会在错误的地方画一条先,甚至产生种种让人迷惑费解的效果,原因就是设定了不同的RenderTarget。或者可以在设定坐标变换之前显示的使用UsingBmpRT(),然后再设定坐标。这是非常容易误解的地方。
但这么设计是有原因的,原因在于绘图的函数可以写的很简单,比如_artist->DrawLine(),可以不同绘图策略中使用同样的代码绘制图形,图形被绘制到了不同的RenderTarget上,所以要小心的使用坐标变换,确保正确。实践中,尽可能保持HwndRT的变换始终为单位矩阵,变换更多的在BmpRT中做。如果是多线程绘图更应该使用这样的方法。