前一篇 說明了最基本的繪圖封裝eArtist類,這一篇通過探討坐標變換說明使用方法,重點在說明eArtist坐標變換容易讓人迷惑的地方,但是這個類的函數這樣設計是有原因的,或許有更好的實現來避免這些迷惑。
首先寫一個class CTestDx2d幫助窗體完成繪圖
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消息時,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 }
響應WM_SIZE消息,改變RenderTarget的大小,實際上不改變他的大小也是沒有任何問題的,因為DirectX會自動根據新窗口大小按比例縮放。這里我們還是讓他改變
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 }
在響應WM_PAINT消息時,調用Render()函數,我們在這個函數中展示坐標變換的用法。
D2D1_MATRIX_3X2_F 是一個3X2的矩陣,其中前2X2方陣是坐標變換方陣,可以完成旋轉和縮放,第3行的兩個點是原點的平移位置。這些內容可以參考任何線性代數書,計算機繪圖書或游戲開發材料,在此不多說了。
下面這個函數用三種顏色分段畫了一條從左上角到右下角的直線,如下圖:

代碼如下:注意畫出三個線段的代碼是同樣的,由于坐標原點平移了,劃線的位置也不同。
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 //設定坐標變換為單位矩陣
11 _artist->SetTransform(&m);
12 _artist->SetSolidColorBrush(D2D1::ColorF(BGR(0, 255, 0)));
13 //畫出第一段
14 _artist->DrawLine(0, 0, width, height);
15
16 //設定坐標原點的平移
17 m._31 = _rectClient.right/3, m._32 = _rectClient.bottom / 3;
18 _artist->SetTransform(&m);
19 //設定藍色線段
20 _artist->SetSolidColorBrush(D2D1::ColorF(BGR(255, 0, 0)));
21 //同樣的代碼畫出第二段
22 _artist->DrawLine(0, 0, width, height);
23
24
25 //設定坐標原點的平移
26 m._31 = _rectClient.right * 2 /3, m._32 = _rectClient.bottom * 2/ 3;
27 _artist->SetTransform(&m);
28 //紅色線段
29 _artist->SetSolidColorBrush(D2D1::ColorF(BGR(0, 0, 255)));
30 //同樣的代碼畫出第三段
31 _artist->DrawLine(0, 0, width, height);
32
33 _artist->EndDraw();
34 }
宏BGR按照blue, green, red的順序定義顏色,這與一般使用的RGB定義順序不同,是因為這樣的順序能獲得更好的性能,RenderTarget的兼容格式一般也設定為BGRA,A是alpha透明度。具體的可以看微軟圖像兼容格式規格文檔。
容易混淆的地方在于,如果屏幕上的圖形有很多部分,每部分用到了不同的變換,對于一個智商低下的我來說,很容易搞亂
第一種辦法是在單線程繪圖中先對原來的變換作個備份,用完之后再恢復:
1 ID2D1_MATRIX_3X2_F mOld, mNew;
2 _artist->GetTransform(&mOld;)
3 _artist->SetTransform(&mNew;)
4
5 DrawSomething();
6
7 _artist->SetTransform(&mOld;)
如果有多個線程同時使用,用互斥鎖又等于把多線程繪圖變成了單線程繪圖,因此第二個方法是使用Bitmap-RT繪圖,然后再從Bitmap-RT繪制到Hwnd-RT.由于每個Bitmap-RT是獨立的,對他的變換設定不會影響到其他線程,首先按照微軟的建議,在CTestDx2d中添加一個ID2D1Bitmap *_bmp_screen,這個位圖資源在初始時被創建,大小為窗口客戶區大小,把這句話加到OnSize函數中就可以使用了,并且不要忘記在~CTestDx2d中釋放資源:
1 _artist->CreateBitmap(&_bmp_screen, _rectClient);
CreateBitmap的內部實現是這樣的:
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 }
先釋放現有的位圖資源,然后創建了BGRA格式的位圖。Again, 位圖創建后應盡量重復使用,直到程序退出再釋放。
現在用Bitmap-RenderTarget畫第三個線段,用一個小矩形標出Bmp-RT繪制的區域:

第18行使用了Bitmap-RT繪圖,注意所有的坐標還是從0,0開始的
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 //畫前兩段的代碼同上
10 //
11
12 //畫第三段
13 //使用Bitmap-RenderTarget畫圖
14 _artist->BeginBmpDraw();
15 //設定坐標原點的平移
16 m._31 = _rectClient.right * 2 /3, m._32 = _rectClient.bottom * 2/ 3;
17 _artist->SetTransform(&m);
18
19 //紅色線段
20 _artist->SetSolidColorBrush(D2D1::ColorF(BGR(0, 0, 255)));
21 //同樣的代碼畫出第三段
22 //注意坐標原點是從0,0開始的,說明Bitmap-RT已經繼承了來自Hwnd-RT的坐標變換
23 _artist->DrawLine(0, 0, width, height);
24
25 //畫一個矩形以清楚的表明Bitmap的位置
26 _artist->SetSolidColorBrush(D2D1::ColorF(BGR(255, 255, 255)));
27 _artist->DrawRectangle(0, 0, width, height);
28
29 //結束Bmp-RT畫圖
30 _artist->EndBmpDraw();
31
32 //從Bitmap-RenderTarget上獲得位圖
33 POINT p0 = {0, 0};
34 RECT rect = {0, 0, width, height};
35 _artist->CopyFromRenderTarget(_bmp_screen, p0, rect);
36
37 //繪制位圖
38 _artist->UsingHwndRT();
39 _artist->DrawBitmap(_bmp_screen, rect, rect);
40
41 _artist->EndDraw();
42 } 看這幾句話,
12 //畫第三段
13 //使用Bitmap-RenderTarget畫圖
14 _artist->BeginBmpDraw();
15 //設定坐標原點的平移
16 m._31 = _rectClient.right * 2 /3, m._32 = _rectClient.bottom * 2/ 3;
17 _artist->SetTransform(&m); 注意BeginBmpDraw在SetTransfor之前,這樣就是給Bmp-RT設定坐標變換,如果這兩句反過來寫,就是給Hwnd-RT設定變換,在這個例子中,這兩者的效果是一樣的,但是如果想在Bmp-RT中再畫一條線小矩形區域外的線,就會在錯誤的地方畫一條先,甚至產生種種讓人迷惑費解的效果,原因就是設定了不同的RenderTarget?;蛘呖梢栽谠O定坐標變換之前顯示的使用UsingBmpRT(),然后再設定坐標。這是非常容易誤解的地方。
但這么設計是有原因的,原因在于繪圖的函數可以寫的很簡單,比如_artist->DrawLine(),可以不同繪圖策略中使用同樣的代碼繪制圖形,圖形被繪制到了不同的RenderTarget上,所以要小心的使用坐標變換,確保正確。實踐中,盡可能保持HwndRT的變換始終為單位矩陣,變換更多的在BmpRT中做。如果是多線程繪圖更應該使用這樣的方法。