WPF使用Geometry繪製幾何圖形

2022-06-27 18:01:50

在WPF的DrawingContext物件中，提供了基本的繪製橢圓和矩形的API：DrawEllipse和DrawRectangle。但是，這些是遠遠不夠用的，我們在日常應用中，更多的是使用DrawGeometry函數，它可以繪製更多複雜的幾何圖形，並且提供了許多強大而易用的函數，在大多數場景下，甚至可以取代DrawEllipse和DrawRectangle函數。

在WPF圖形體系中，Geometry類表示幾何圖形的基礎類別，使用的時候是範例化它的一些子類，具體的有：

基本幾何圖形

線段：LineGeometry

矩形：RectangleGeometry

橢圓：EllipseGeometry

幾何圖形集合

路徑集合圖形PathGeometry裡可以包含一系列幾何圖形集合，常見的有：

線段：LineSegment
弧：ArcSegment

貝塞爾曲線：貝塞爾曲線系列還比較多，具體有如下幾種：

BezierSegment：在兩個點之間建立一條三次方貝塞爾曲線。
PolyBezierSegment：建立一系列三次方貝塞爾曲線。
PolyQuadraticBezierSegment：建立一系列二次貝塞爾曲線。
QuadraticBezierSegment：建立一條二次貝塞爾曲線。

除了這種組合的方式之外，系統還提供了一個通過一系列API來繪製的StreamGeometry。它不支援繫結，動畫，相應也更加靈活而高效。

    StreamGeometry geometry = new StreamGeometry;

    using (StreamGeometryContext ctx = geometry.Open())
    {
        ctx.BeginFigure(new Point(10, 100), true , true);
        ctx.LineTo(new Point(100, 100), true , false);
        ctx.LineTo(new Point(100, 50), true, false);
    }

複合幾何圖形

使用GeometryGroup、CombinedGeometry或者通過呼叫靜態的Geometry方法Combine，可以建立複合幾何圖形物件。它們主要的區別是：

CombinedGeometry對子圖形進行疊加操作，沒有面積的子圖形將被丟棄。只能組合兩個子圖形（但是這兩個子圖形也可以是複合幾何圖形）。GeometryGroup只進行組合，而不進行面積疊加。可以新增多個子圖形。有關範例，請參見如何：建立複合形狀。

CombinedGeometry的疊加方式有四種：Union、Intersect、Exclude和Xor，它們的效果為：

這些在我們的日常應用中是非常有用的，具體範例請參看MSDN文章：如何：建立複合形狀和如何：建立組合的幾何圖形。

常用方法

Geometry物件中本身還包含了一系列非常有用的方法，如：

GetArea：獲取Geometry的面積。
FillContains：確定是否包含其他Geometry。
StrokeContains：確定是否包含指定的點。
Bounds：獲取外接矩形

這些都是非常常用的方法，例如FillContains，StrokeContains用於滑鼠命中測試是非常方便的。

呈現方式

Geometry物件並不能作為影象獨立呈現出來，它一般有如下幾種呈現方式：

在Path中呈現：

可以作為GeometryDrawing.Geometry的引數呈現為Path物件

    <Path Stroke="Black" StrokeThickness="1" >
        <Path.Data>
            <LineGeometry StartPoint="10,20" EndPoint="100,130" />
        </Path.Data>
    </Path>

這種方式下寫一些簡單的幾何圖形還行，但對於PathGeometry來說有些冗繁，因此XAML採用了一種簡單的路徑標記語法來簡化這一過程，

    <Path Stroke="Black" Fill="Gray">
        <Path.Data>
            <PathGeometry Figures="M 10,100 C 10,300 300,-200 300,100" />
        </Path.Data>
    </Path>

甚至可以直接簡化為：

<Path Stroke="Black" Fill="Gray" Data="M 10,100 C 10,300 300,-200 300,100" />

這種語法在一些第三方向量圖轉換過來的檔案中非常常見，如果能熟練掌握的話，寫一些簡單的幾何圖形也是非常方便的。

在DrawingContext中呈現

可以作為DrawingContext. DrawGeometry的引數呈現，這種方式後面的文章中做會更多的說明，這裡就不多介紹了。

在GeometryDrawing中呈現

可以作為GeometryDrawing.Geometry的引數呈現為Drawing物件

    <GeometryDrawing Brush="MediumBlue">
        <GeometryDrawing.Geometry>
            <GeometryGroup>
                <EllipseGeometry RadiusX="20" RadiusY="45" Center="50,50" />
                <EllipseGeometry RadiusX="45" RadiusY="20" Center="50,50" />
            </GeometryGroup>
        </GeometryDrawing.Geometry>
    </GeometryDrawing>

當然，Drawing物件也不能獨立呈現，一般是作為DrawingBrush或作為DrawingContext.DrawDrawing的引數來使用的

其它用途：

作為UIElement.Clip引數裁剪控制元件

    <Image Source="sampleImagesWaterlilies.jpg" Width="200" Height="150" HorizontalAlignment="Left">
        <Image.Clip>
            <EllipseGeometry RadiusX="100" RadiusY="75" Center="100,75"/>
        </Image.Clip>
    </Image>