Direct2D 编程入门

来源：互联网发布：bytebuffer.js 下载编辑：程序博客网时间：2024/06/05 16:08

Direct2D 编程入门

例程代码下载

一．引言

早就听说Direct2D和DirectWrite发布了。但由于安装的系统是XP，D2D和DWrite一直没有试——因为D2D/DWrite只支持Win7和Vista SP2。暑假重装了Win7，终于可以用了。如果你学过GDI+或Direct 3D，那么学起来比较容易，因为有很多函数、方法都和GDI+很相似。下面贴一些学习的笔记。

二．开发包安装

有关D2D/DWrite的最新文档，可以在它老窝：http://msdn.microsoft.com/en-us/library/dd370990(VS.85).aspx找到。如果你没有安装D2D/DWrite开发包，可以去http://msdn.microsoft.com/en-us/windowsserver/bb980924.aspx下载最新微软Windows软件开发包。其中有D2D/DWrite所需要的头文件和库文件。安装好之后将Include、Lib目录添加到你的编译器中就可以了。当然你的操作系统必须为Win7或Vista SP2。安装之后的目录结构如下：

三．初步介绍

D2D开发所需要的头文件有d2d1.h（其中包含了d2d1helper.h、d2dbasetypes.h、d2derr.h），库文件有d2d1.lib。DWrite所需头文件有dwrite.h，库文件为dwrite.lib。D2D根对象为ID2D1Factory和ID2D1Resource接口，它们都是一组COM接口。而ID2D1Resource又通过ID2D1Factory来创建。所有的D2D资源对象都继承自ID2D1Resource接口。

ID2D1Factory接口是D2D程序的起始点。D2D资源有两种：与设备相关（Device Dependent）的和与设备无关（Device InDependent）的。与设备无关的资源在整个应用程序运行过程中一直存在，如ID2D1Factory。而与设备相关的资源当设备丢失（移除）时会停止运作。D2D的绘制工作都交由ID2D1HwndRenderTarget接口来完成，就像GDI+中的Graphics类。它是与设备相关的。其余绘制过程中所用到的资源——如Brush、Bitmap、Mesh、Layer——都由ID2D1HwndRenderTarget接口创建，它们也是设备相关资源。

D2D中的接口一般为ID2D1xxxx，其中xxxx为大小写结合的单词组，如ID2D1SolidBrush。而一般的结构为单词之间用下划线连接的全大写组合（D2D1_XXX_XXX），如D2D1_GRADIENT_STOP。枚举类型则是用下划线连接的大写字母组合，如D2D1_GAMMA；具体的枚举值则是枚举类型后加上限定字符，如D2D1_GAMMA_2_2、D2D1_GAMMA_1_0。函数或方法为大小写结合的单词组，如D2D1CreateFactory。函数一般返回HRESULT值，可用SUCCEEDED(hr)或FAILED(hr)来检测函数调用成功还是失败。

四．Demo

1> 框架简介：

多说无益，我们看一个例子。创建窗口、消息处理等我们自己写就是了。我们需要关注的是D2D资源的创建、D2D绘制、D2D资源销毁。这样我们需要关注的函数只有下面几个：

BOOL CreateDeviceIndependentResource();    //创建设备无关资源.  BOOL CreateDeviceDependentResource();      //创建设备相关资源.  void DiscardDeviceIndependentResource();   //销毁设备无关资源.  void DiscardDeviceDependentResource();     //销毁设备相关资源.    void Render();                             //执行D2D绘制.  void SizeUpdate();                         //WM_SIZE消息触发.

需要注意的是：设备无关资源可以在WinMain入口处就创建。由于涉及到设备丢失的问题，所以设备相关资源必须在创建窗口获得窗口句柄后，窗口显示前完成。Rende()函数可以在程序WM_PAINT消息和空闲时间处理。资源销毁的顺序一般是：先创建的后销毁。所有绘制操作都交由D2D完成，所以我们要处理WM_ERASEBKGND消息。

这样我们需要关注的消息就有：WM_PAINT、WM_ERASEBKGND、WM_SIZE（稍后介绍）。所以程序的一般结构是：

int WINAPI WinMain(…)  {         CreateDeviceIndependentResource();      //创建设备无关资源.           WNDCLASS wndClass;           //窗口类填充、注册。           g_hWnd = CreateWindow(…);               //创建窗口.         CreateDeviceDependentResource();        //创建设备相关资源.           ShowWindow(g_hWnd, SW_NORMAL);          //显示窗口.         UpdateWindow(g_hWnd);                   //更新窗口.           RunMessageLoop();                       //抓取消息.GetMessage           DiscardDeviceDependentResource();       //销毁设备相关资源.         DiscardDeviceIndependentResource();     //销毁设备无关资源.           return 0;  }      //  //消息处理回调函数如下:  //  LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hWnd, UINT message, …)  {         Switch(message)         {         case WM_PAINT:                Render();             //执行D2D绘制.                return 0;           case WM_ERASEBKGND:                return 0;             //直接返回,刷新交由D2D处理.           case WM_SIZE:                SizeUpdate();         //处理WM_SIZE消息.                return 0;           // 其余消息处理.           default:                break;         }           return DefWindowProc(hWnd, message, …);  }

一般结构就是这样，如果我们用C++类封装一下，会显得更紧凑。我们要执行D2D绘制，必须定义的接口有ID2D1Factory、ID2D1HwndRenderTarget。如果还要画出一些东西的话，那么就要用到画刷（ID2D1SolidColorBrush等）。

2> 资源变量定义：

//  // 定义的变量.  //  ID2D1Factory*             g_pD2DFactory      = 0;        //D2D根对象.  ID2D1HwndRenderTarget*    g_pD2DRenderTarget = 0;        //绘制目标.  ID2D1SolidColorBrush*     g_pSolidBrush      = 0;        //纯色画刷.  ID2D1LinearGradientBrush* g_pLGBrush         = 0;        //线性渐变画刷.  HWND                      g_hWnd             = NULL;     //全局窗口句柄.

3> 资源的创建：

//  // D2D设备无关资源的创建.  //  BOOL CreateDeviceIndependentResource()  {      HRESULT hr = NULL;      hr = D2D1CreateFactory(D2D1_FACTORY_TYPE_SINGLE_THREADED, &g_pD2DFactory);      return SUCCEEDED(hr);  }

我们用D2D1CreateFactory创建了一个ID2D1Factory对象，第一个参数很明显是使用单线程。

//  // D2D设备相关资源的创建.  //  BOOL CreateDeviceDependentResource()  {      HRESULT hr = NULL;      RECT    rc;      ::GetClientRect(g_hWnd, &rc);        D2D1_SIZE_U size = SizeU(rc.right - rc.left, rc.bottom - rc.top);        //      // 创建绘制目标区域.      //      hr = g_pD2DFactory->CreateHwndRenderTarget(          RenderTargetProperties(),          HwndRenderTargetProperties(g_hWnd, size),          &g_pD2DRenderTarget);        //      // 创建纯色画刷.      //      if(SUCCEEDED(hr))      {          hr = g_pD2DRenderTarget->CreateSolidColorBrush(              ColorF(ColorF::OrangeRed),          //画刷颜色.              &g_pSolidBrush);      }        ID2D1GradientStopCollection* pGStop = 0;    //渐变点集合.      D2D1_GRADIENT_STOP stops[2];                //渐变信息描述数组.      stops[0].color = ColorF(ColorF::White);     //第一个渐变点颜色.      stops[1].color = ColorF(ColorF::Blue);      //第二个渐变点颜色.      stops[0].position = 0.0f;                   //第一个渐变点位置百分比.      stops[1].position = 1.0f;                   //第二个渐变点位置百分比.        if(SUCCEEDED(hr))      {          hr = g_pD2DRenderTarget->CreateGradientStopCollection(              stops,              sizeof(stops) / sizeof(D2D1_GRADIENT_STOP),              D2D1_GAMMA_2_2,                 //启用Gamma 2.2版本校正.              D2D1_EXTEND_MODE_CLAMP,         //扩展环绕模式.              &pGStop);      }        //      // 创建线性渐变画刷.      //      if(SUCCEEDED(hr))      {          hr = g_pD2DRenderTarget->CreateLinearGradientBrush(              LinearGradientBrushProperties(              Point2F(0.0f, 0.0f)             //第一个渐变点坐标.              Point2F(1.0f, 1.0f)             //第二个渐变点坐标.              ),              pGStop,                         //渐变信息集合.              &g_pLGBrush                     //所创建的渐变画刷.              );            SafeRelease(pGStop);                //释放局部资源.      }        return SUCCEEDED(hr);  }

我们在释放的时候用到了一个模板SafeRelease，我们的定义如下:

//  // 释放模板.  //  template<typename Type>  void SafeRelease(Type& pObjToRelease)  {      if(pObjToRelease)      {          pObjToRelease->Release();          pObjToRelease = 0;      }  }

4> D2D绘制：

很简单。我们接着看绘制Render():

//  // D2D绘制函数.  //  void Render()  {      //      // 如果设备丢失,则创建与设备相关资源.      //      if(!g_pD2DRenderTarget)      {          if(!CreateDeviceDependentResource())          {              return ;          }      }        g_pD2DRenderTarget->BeginDraw();                       //开始绘制.      g_pD2DRenderTarget->Clear(ColorF(ColorF::White));      //将窗体设置为白色.        //      // 执行D2D绘制.      //      D2D1_POINT_2F StartPoint = Point2F(10.0f, 10.0f);      D2D1_POINT_2F EndPoint   = Point2F(100.0f, 100.0f);      g_pSolidBrush->SetColor(ColorF(ColorF::Red));          //设置纯色画刷颜色.        g_pD2DRenderTarget->DrawLine(       //绘制一条线段.          StartPoint,                     //起点.          EndPoint,                       //终点.          g_pSolidBrush,                  //所使用的画刷.          8.0f                            //线宽.          );        D2D1_RECT_F rc = RectF(130.0f, 10.0f, 230.0f, 110.0f);      g_pSolidBrush->SetColor(ColorF(ColorF::Pink));        g_pD2DRenderTarget->DrawRectangle(  //绘制一个矩形.          &rc,                            //要绘制的矩形.          g_pSolidBrush,                  //所使用画刷.          6.0f                            //线宽.          );        //      // 用线性渐变画刷绘制一个椭圆.      //      D2D1_ELLIPSE ellipse = Ellipse(          Point2F(350.0f, 70.0f),          80.0f,          40.0f          );        g_pLGBrush->SetStartPoint(Point2F(270.0f, 30.0f));      //设置渐变起点.      g_pLGBrush->SetEndPoint(Point2F(430.0f, 110.0f));       //设置渐变终点.      g_pD2DRenderTarget->DrawEllipse(                        //绘制椭圆.          ellipse,          g_pLGBrush,          20.0f          );        //      // 用线性渐变画刷填充一个矩形.      //      g_pLGBrush->SetStartPoint(Point2F(10.0f, 150.0f));     //设置渐变起点.      g_pLGBrush->SetEndPoint(Point2F(160.0f, 300.0f));      //设置渐变终点.        rc = RectF(10.0f, 150.0f, 160.0f, 300.0f);      g_pD2DRenderTarget->FillRectangle(          rc,          g_pLGBrush          );        //      // 绘制一个绿色圆角矩形.      //      rc = RectF(200.0f, 150.0f, 450.0f, 300.0f);      D2D1_ROUNDED_RECT RoundRc = RoundedRect(rc, 10.0f, 10.0f);        g_pSolidBrush->SetColor(ColorF(ColorF::ForestGreen));      g_pD2DRenderTarget->DrawRoundedRectangle(          &RoundRc,          g_pSolidBrush,          2.0f          );        HRESULT hr = g_pD2DRenderTarget->EndDraw();        //      // 如果设备丢失.我们丢弃设备相关资源以备下次      // 执行绘制时创建.      //      if(D2DERR_RECREATE_TARGET == hr)      {          DiscardDeviceDependentResource();      }  }

如果你学过GDI+，可以看到，所有的绘制步骤与GDI+极其类似。绘制也很简单，三步走：开始绘制（BeginDraw）、绘制、结束绘制（EndDraw）。期间我们用ID2D1HwndRenderTarget::Clear来将窗体背景设置为我们想要的颜色——此例中我们设置为白色ColorFul::White。可以看出，全部的绘制工作都交由ID2D1HwndRenderTarget对象来完成。

除了绘制，我们还要处理设备丢失的问题——如果设备丢失，则丢弃与设备相关的资源，因为它们已经不可用了。然后在下一次绘制开始时重新创建设备相关资源。而设备无关资源一旦创建，就在整个应用程序运作过程中存在。

5> 资源释放：

我们接着看资源的释放。由于我们已经介绍了SafeRelease这个模板，所以释放工作显得非常简单。我们只需遵循“先创建的后释放”这一原则就是了。

//  // 销毁资源无关资源.  //  void DiscardDeviceIndependentResource()  {      SafeRelease(g_pD2DFactory);  }      //  // 销毁资源相关资源.  //  void DiscardDeviceDependentResource()  {      SafeRelease(g_pLGBrush);      SafeRelease(g_pSolidBrush);      SafeRelease(g_pD2DRenderTarget);  }

6> WM_SIZE消息处理：

我们一直提到了WM_SIZE消息的处理。这有什么用呢？我们先看CreateDeviceDependentResource函数中ID2D1Factory::CreateHwndRenderTarget的第二个参数HwndRenderTargetProperties(g_hWnd, size);其中g_hWnd是这个绘制目标所关联的窗口句柄，而size是一个D2D1_SIZE_U类型的结构。size我们用的是客户区（Client）的宽度和高度来初始化的。所以，ID2D1HwndRenderTarget不仅关联了要绘制窗口的句柄，而且还关联了要绘制区域的大小。当窗口大小发生改变时，我们必须重设这个绘制区域大小。就是下面的SizeUpdate函数：

//  // 处理WM_SIZE消息.  //  void SizeUpdate()  {      RECT rc;      GetClientRect(g_hWnd, &rc);      g_pD2DRenderTarget->Resize(SizeU(rc.right - rc.left, rc.bottom - rc.top));  }

如果你在SizeUpdate中不做任何事情，那么会出现什么情况呢？如果你注释SizeUpdate中的所有代码，当你运行例程时，会发生有趣的现象：当拖动改变窗体大小时，窗体上你所绘制的图形也会随之变大或缩小！！你可以自己试验一下。

7> 运行与分析：

编译链接成功后，我们可以看看运行结果了。如下：

我同样用GDI+实现过这样的程序，但如果不用双缓冲的话，GDI+绘制的程序当拖动时有明显的闪烁现象。而此D2D绘制的例程在拉动、拖动时没有任何闪烁。D2D比GDI+的强大之处可见一斑。

五．小结

我们通过初步介绍D2D，并用一个小例程来学习了如何使用D2D来做自己想做的事情——当然，这个程序不是太酷，但这都是最基本的东西。只有将基础的东西弄懂，才能去发掘D2D中最精妙的知识。在附件中，包含了本例程的所有代码和可执行程序。当然，为了使程序显得更紧凑，我另外写了一个CD2DDemoApp类来封装了各个函数，也放在了附件中。你可以用VS2008或者VS2010编译。

http://blog.csdn.net/zhangyafengcpp/article/details/5921774