WPF,Silverlight与XAML读书笔记第三十六 - 可视化效果之Visual
2013-02-08 09:25
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说明:本系列基本上是《WPF揭秘》的读书笔记。在结构安排与文章内容上参照《WPF揭秘》的编排,对内容进行了总结并加入一些个人理解。
Visual与其它可视化类之间的继承关系如下图:
其包含了绘制任何东西到屏幕上的底层构造,前面章节我们通过Image将Drawing绘制到屏幕上,Image派生自FrameworkElement,继承层次中多了UIElement与FrameworkElement,它们提供了一些如样式,数据绑定,资源,鼠标支持,路由事件支持等Drawing不需要的特性。如果要绘制大量Drawing到屏幕(如实现横屏滚轴效果),宿主于一个Image会导致很大不必要的开销。
解决方法是使用WPF提供的DrawingVisual这个Visual的子类,其提供了轻量级方法用于将Drawing渲染到屏幕上。虽然DrawingVisual很轻量,其仍然提供了像透明和剪切这样的渲染效果。另外,通过Visual命中测试还可以实现与输入设备的基本交互。
下面我们将分三部分来做详细阐述:
DrawingVisual的填充
DrawingVisual的呈现
Visual的命中测试
DrawingVisual的填充
我们需要调用DrawingVisual的RenderOpen方法得到一个DrawingContent的实例,通过这个对象进行绘制,完成后调用Close方法关闭这个对象。(另外注意,DrawingVisual的Drawing属性是只读的,不能通过设置这个属性完成填充。)
下面是一段典型的填充DrawingVisual的代码:
GeometryDrawing drawing = new GeometryDrawing(); DrawingVisual visual = new DrawingVisual(); using (DrawingContext dc = visual.RenderOpen()) { dc.DrawDrawing(drawing); }
这段代码之所以可以实现,因为DrawingContext实现了IDisposal接口,并且在Dispose方法中调用了Close方法。
另外DrawingContext上DrawDrawing(或其它DrawXXX方法)调用的顺序可以直接将z-order的效果体现出来。DrawingContext上提供了一系列DrawingXXX方法,覆盖了Drawing类(GeometryDrawing,ImageDrawing,VideoDrawing和GlyphRunDrawing)提供的所有功能(绘制几何体,图像,文本甚至视频)。
下面表格中列出了DrawingContext提供的方法
DrawRectangle, DrawRoundedRectangle, DrawingEllipse,DrawLine | 绘制一些定制的图形(,而无须通过Geometry系列) |
DrawGeometry,DrawImage,DrawVideo, DrawGlyphRun,DrawText | 无须通过Drawing实例绘制Drawing |
DrawDrawing | 前文示例中使用的方法,通过Drawing实例绘制Drawing |
PushClip,PushEffect, PushGuidelineSet,PushOpacity, PushOpacityMask,PushTransform,Pop | 像绘画应用效果 |
Close | 结束绘画命令序列 |
DrawingContext类是最接近Win32(GDI)的类,所以其性能最高,但需注意的是,其仍然工作于保留模式(而非立即模式)中,所以绘制的图形直到实际用到才会显示。
Visual的呈现
对于是UIElement的Visual,只需要将其设置给ContentControl的Content属性即可在OnRender中被正确的渲染。对于一个不是UIElement的Visual(如DrawingVisual),需要将它们手工添加到某些UIElement的Visual树上(否则只会呈现出Visual对象执行ToString()的结果)。
我们可以在一个顶层的UIElement中设置几千个Visual(而不是在其中放置几千个UIElment),从而可以大大提高应用程序的性能。
将Visual添加到元素的方法是,自定义一个派生自UIElement的类,重写两个基类中protected virtual标记的成员函数:VisualChildrenCount和GetVisualChild。下面是一个自定义类的例子,这个例子中我们把Visual宿主到Window这个UIElement元素中:
using System; using System.Windows; using System.Windows.Media; public class WindowHostingVisual : Window { DrawingVisual visual = null; public WindowHostingVisual() { Title = "Render by DrawingVisuals"; visual = new DrawingVisual(); using (DrawingContext dc = visual.RenderOpen()) { //draw } AddVisualChild(visual); AddLogicalChild(visual); } //必须重写的方法 protected override int VisualChildrenCount { get { return 1; } } protected override Visual GetVisualChild(int index) { if (index != 0) throw new ArgumentOutOfRangeException("index"); return visual; } }
如代码所示,VisualChildrenCount必须返回Window中Visual的个数,这个例子中此值为1。GetVisualChild方法通过索引值返回一个Visual对象,这里只有一个索引值,所以接收的索引值只能是0。
注意,重写VisualChildrenCount与GetVisual方法会使Window的Content属性不再被绘制。另外,在构造函数中调用的AddVisualChild(定义于Visual类中)和AddLogicalChild(定义于FrameworkElement类中)方法将Visual分别注册到可视树与逻辑树,这样路由事件,命中测试和属性继承等才能正常工作。RemoveVisualChild和RemoveLogicalChild可以移除Visual注册。
Visual命中测试
命中测试指的是判断一个点(或一组点)是否与一个给定的对象相交。可视命中测试被所有的Visual对象支持。(由UIElement支持的输入命中测试)
Visual没有UIElement中所提供的输入事件(如MouseLeftButtonDown,MouseMove),要想让Visual也可以响应鼠标操作,需要通过处理所宿主的UIElement的鼠标事件,并在处理函数中通过Visual命中测试来确定鼠标动作是否与一个Visual相关,在相关情况下让Visual响应事件完成定义的操作。
VisualTreeHelper.HitTest方法用于支持命中测试,其最简单的重载接受Visual根对象和要测试的坐标点(相对根元素的坐标)。该方法以根对象起向下遍历可视树,其返回值包含了被命中的最上层的Visual对象。下面是一段示例代码:
protected override void OnMouseLeftButtonDown(MouseButtonEventArgs e) { base.OnMouseLeftButtonDown(e); Point location = e.GetPosition(this); //对Window进行Visual命中测试 HitTestResult result = VisualTreeHelper.HitTest(this, location); if (result.VisualHit == visual) { if (visual.Transform == null) { visual.Transform = new RotateTransform(); } (visual.Transform as RotateTransform).Angle++; } }
下面是一个综合示例,其中演示了将多个Visual添加到UIElement并管理它们,以及对多个Visual执行命中测试。
using System; using System.Windows; using System.Windows.Media; using System.Collections.Generic; using System.Windows.Input; public class WindowHostingVisual : Window { List<Visual> visuals = new List<Visual>(); public WindowHostingVisual() { Title = "绘制多个Visual"; Width = 300; Height = 350; DrawingVisual bodyVisual = new DrawingVisual(); DrawingVisual eyesVisual = new DrawingVisual(); DrawingVisual mouthVisual = new DrawingVisual(); using (DrawingContext dc = bodyVisual.RenderOpen()) { // The body dc.DrawGeometry(Brushes.Blue, null, Geometry.Parse( @"M 240,250 C 200,375 200,250 175,200 C 100,400 100,250 100,200 C 0,350 0,250 30,130 C 75,0 100,0 150,0 C 200,0 250,0 250,150 Z")); } using (DrawingContext dc = eyesVisual.RenderOpen()) { // Left eye dc.DrawEllipse(Brushes.Black, new Pen(Brushes.White, 10), new Point(95, 95), 15, 15); // Right eye dc.DrawEllipse(Brushes.Black, new Pen(Brushes.White, 10), new Point(170, 105), 15, 15); } using (DrawingContext dc = mouthVisual.RenderOpen()) { // The mouth Pen p = new Pen(Brushes.Black, 10); p.StartLineCap = PenLineCap.Round; p.EndLineCap = PenLineCap.Round; dc.DrawLine(p, new Point(75, 160), new Point(175, 150)); } visuals.Add(bodyVisual); visuals.Add(eyesVisual); visuals.Add(mouthVisual); // 注册到可视树,逻辑树 foreach (Visual v in visuals) { AddVisualChild(v); AddLogicalChild(v); } } protected override int VisualChildrenCount { get { return visuals.Count; } } protected override Visual GetVisualChild(int index) { if (index < 0 || index >= visuals.Count) throw new ArgumentOutOfRangeException("index"); return visuals[index]; } protected override void OnMouseLeftButtonDown(MouseButtonEventArgs e) { base.OnMouseLeftButtonDown(e); Point location = e.GetPosition(this); // Visual命中测试 HitTestResult result = VisualTreeHelper.HitTest(this, location); if (result.VisualHit.GetType() == typeof(DrawingVisual)) { DrawingVisual dv = result.VisualHit as DrawingVisual; if (dv.Transform == null) dv.Transform = new RotateTransform(); (dv.Transform as RotateTransform).Angle++; } } }
提示:
DrawingVisual派生自VisualGroup,由于VisualGroup用类似上文综合示例中的代码对VisualChildrenCount与GetVisualChild进行了重载,呈现及命中测试会对所有添加到VisualGroup的子对象起作用。所以,对于上面的例子,我们可以将后两个DrawingVisual(即eyesVisual,mouthVisual)作为子对象添加到第一个DrawingVisual(即bodyVisual)中,然后将bodyVisual关联到Window(UIElement)上即可,DrawingVisual(bodyVisual)会处理剩余工作。
对重叠的Visual进行命中测试
实现这个目标,需要调用HitTest一个接受HittestResultCallback委托的重载,在HitTest返回之前,对每个命中测试成功的Visual会按最顶层到最底层调用该委托。参考下面这段示例代码:
public HitTestResultBehavior HitTestCallback(HitTestResult result) { if (result.VisualHit.GetType()==typeof(DrawingVisual)) { DrawingVisual dv = result.VisualHit as DrawingVisual; if (dv.Transform == null) { dv.Transform = new RotateTransform(); } (dv.Transform as RotateTransform).Angle++; } //继续寻找命中 return HitTestResultBehavior.Continue; }
如代码所示,这里最大的不同是,HitTest函数不再返回任何值处理。HitResult的逻辑放在了回调方法中。回调方法返回HitTestResultBehavior枚举两个值之一:Continue或者Stop。从而可以在任何时候停止捕获剩余的Visual对象。代码中第二个参数接收HitTestFilterCallback类型的委托,可以实现在不停止处理的情况下跳过某些Visual的处理。另外注意这个重载方法没有像前面示例那样接收一个Point对象,而是一个包含Point的PointHitTestParameters对象。PointHitTestParameters类是HitTestParameters类(重载方法接收的参数类型)的子类,该类另一个子类是GeometryHitTestParameters,用于对区域进行命中测试。
注意:
不要在回调函数中修改Visual树,否则会导致不正确的结果。应该在回调过程中记录相关信息,并在HitTest返回(可以确保此时所有回调函数已返回)之后再修改。
本文完
参考:
《WPF揭秘》
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