C++ Direct2D绘图、winapi创建窗口初探

1、

什么是Direct2D

一言以蔽之，就是Windows 7平台上的一个2D图形API，可以提供高性能，高质量的2D渲染。比直接使用WINDOWSAPI会先进和轻松一些。

D2D的架构

Direct2D是基于Direct3D 10.1 API构建的，这意味着Direct2D可以使用硬件加速，下图是Direct2D与Direct3D的一个关系图

由上图可以看出，Direct2D还自带了一个软件实现（Software rasterizer），这是因为如果显卡不支持硬件加速，那么Direct2D可以使用软件方式渲染，即使这样，效果还是要优于GDI的

测试代码：

/*
配置：C++附加包含目录D:\Windows Kits\10\Include\10.0.17763.0\um（D2d1.h
附加库目录D:\Windows Kits\10\Lib\10.0.17134.0\um\x86 （D2d1.lib
附加依赖项：D2d1.lib
子系统：窗口(/ SUBSYSTEM:WINDOWS) 
*/

#include 
#include 
#include //dwrite,DirectWrite实际上已经是一个独立的DirectX组件了 需要连接器输入lib
#define SAFE_RELEASE(P) if(P){P->Release() ; P = NULL ;}

ID2D1Factory*			g_pD2DFactory = NULL;	// Direct2D factory
ID2D1HwndRenderTarget*	g_pRenderTarget = NULL;	// Render target
ID2D1SolidColorBrush*	g_pBlackBrush = NULL;	// A black brush, reflect the line color
IDWriteFactory* g_pDWriteFactory = NULL;


VOID CreateD2DResource(HWND hWnd)
{
	if (!g_pRenderTarget)
	{
		HRESULT hr;
		//创建工厂 凭空创造  不需要对象 直接产生一个工厂
		hr = D2D1CreateFactory(D2D1_FACTORY_TYPE_SINGLE_THREADED, &g_pD2DFactory);
		if (FAILED(hr))
		{
			MessageBox(hWnd, "Create D2D factory failed!", "Error", 0);
			return;
		}

		// Obtain the size of the drawing area
		RECT rc;
		GetClientRect(hWnd, &rc);

		// Create a Direct2D render target
		//通过工厂创建RenderTarget渲染对象
		hr = g_pD2DFactory->CreateHwndRenderTarget(
			D2D1::RenderTargetProperties(),
			D2D1::HwndRenderTargetProperties(
				hWnd,
				D2D1::SizeU(rc.right - rc.left, rc.bottom - rc.top)
			),
			&g_pRenderTarget
		);
		if (FAILED(hr))
		{
			MessageBox(hWnd, "Create render target failed!", "Error", 0);
			return;
		}

		// Create a brush
		//通过渲染对象发 创建一个固定颜色的画刷
		hr = g_pRenderTarget->CreateSolidColorBrush(
			D2D1::ColorF(D2D1::ColorF::RoyalBlue),
			&g_pBlackBrush
		);
		if (FAILED(hr))
		{
			MessageBox(hWnd, "Create brush failed!", "Error", 0);
			return;
		}
	}
}
/*D2D1_COLOR_F使用sRGB编码，红色，绿色，蓝色以及Alpha（透明值）。范围是0.0-1.0。数值越大表示颜色越深，
0.0表示无此颜色，1.0表示满色。对于Alpha（透明值），0.0表示完全透明，1.0表示完全不透明*/

VOID DrawRectangle(HWND hwnd)
{
	CreateD2DResource(hwnd);
	//绘制的代码要放在BeginDraw和EndDraw函数之间
	g_pRenderTarget->BeginDraw();
	//调用Clear函数可以将Render target清除为指定的背景色
	// Clear background color to White
	g_pRenderTarget->Clear(D2D1::ColorF(D2D1::ColorF::White));


	//在Direct2D中绘制文本实际上是通过DirectWrite来实现的，一切和文本相关的接口也都是由这个接口来创建的
	//所以接下来要创建一个IDWriteFactory接口对象

	HRESULT hr = DWriteCreateFactory(
		DWRITE_FACTORY_TYPE_SHARED,
		__uuidof(IDWriteFactory),
		reinterpret_cast(&g_pDWriteFactory)
	);

	//用IDWriteTextFormat来描述文本的这些属性，所以，下一步需要创建IDWriteTextFormat对象了。
	//需要注意的是文本的颜色并不是由该接口来控制的，而是由画刷来控制
	IDWriteTextFormat* g_pTextFormat = NULL;

	hr = g_pDWriteFactory->CreateTextFormat(
		L"Helvetica",                   // Font family name微软雅黑 Arial Garamond Helvetica等任意字体名
		NULL,                          // Font collection(NULL sets it to the system font collection)
		DWRITE_FONT_WEIGHT_REGULAR,    // Weight
		DWRITE_FONT_STYLE_NORMAL,      // Style
		DWRITE_FONT_STRETCH_NORMAL,    // Stretch
		50.0f,                         // Size    
		L"en-us",                      // Local  英国-美国 zh-CN 华 -中国
		&g_pTextFormat                 // Pointer to recieve the created object
	);
	//需要确定文本的绘制区域，这个区域通常是一个矩形结构。所以，只需简单定义一个rect即可
	RECT rc;
	GetClientRect(hwnd, &rc);
	D2D1_RECT_F textLayoutRect = D2D1::RectF(
		static_cast(rc.left+100),
		static_cast(rc.top),
		static_cast(rc.right - rc.left),
		static_cast(rc.bottom - rc.top)
	);
	//渲染文本，这里使用接口ID2D1HwndRenderTarget中的函数DrawText来完成具体的绘制工作
	/*参数说明：string,                               待绘制的文本，unicode编码。
	stringLength,                     文本长度。
	textFormat,                       文本的格式化信息（属性），上面提到过。
	layoutRect,                        绘制区域对应的矩形。
	defaultForegroundBrush,    绘制文本所用的画刷*/

	g_pRenderTarget->DrawText(
		L"hello,下单一笔50手",           // Text to render
		18,       // Text length
		g_pTextFormat,     // Text format
		textLayoutRect,    // The region of the window where the text will be rendered
		g_pBlackBrush      // The brush used to draw the text
	);




	//使用画刷来 DrawRectangle函数用来绘制矩形
	g_pRenderTarget->DrawRectangle(
		D2D1::RectF(10.f, 100.f, 500.f, 500.f),
		g_pBlackBrush
	);

	g_pRenderTarget->DrawLine(
		D2D1::Point2F(100.f, 100.f),
		D2D1::Point2F(500.f, 500.f),
		g_pBlackBrush);

	D2D1_ROUNDED_RECT roundedRect = D2D1::RoundedRect(
		D2D1::RectF(100.f, 100.f, 500.f, 500.f),
		30.0f,
		50.0f
	);
	g_pRenderTarget->DrawRoundedRectangle(roundedRect, g_pBlackBrush, 1.0f);

	D2D1_ELLIPSE ellipse = D2D1::Ellipse(D2D1::Point2F(100.0f, 100.0f), 100.0f, 50.0f);
	g_pRenderTarget->DrawEllipse(ellipse, g_pBlackBrush);

	ellipse = D2D1::Ellipse(D2D1::Point2F(50.0f, 50.0f), 50.0f, 50.0f);
	g_pRenderTarget->DrawEllipse(ellipse, g_pBlackBrush);
	ID2D1PathGeometry* g_pLeftMountainGeometry = NULL;
	//创建Path geometry路径图形

	HRESULT hr2 = g_pD2DFactory->CreatePathGeometry(&g_pLeftMountainGeometry);
	if (SUCCEEDED(hr2))
	{
		//ID2D1GeometrySink用来绘画
		ID2D1GeometrySink *pSink = NULL;
		HRESULT hr3 = g_pLeftMountainGeometry->Open(&pSink); // 获取Sink对象
		if (SUCCEEDED(hr3))
		{
			pSink->BeginFigure(D2D1::Point2F(346,255), D2D1_FIGURE_BEGIN_FILLED);
			// 添加图形 

			D2D1_POINT_2F points[5] = {
				D2D1::Point2F(267, 177),
				D2D1::Point2F(236, 192),
				D2D1::Point2F(212, 160),
				D2D1::Point2F(156, 255),
				D2D1::Point2F(346, 255),
			};

			pSink->AddLines(points, ARRAYSIZE(points));


			pSink->EndFigure(D2D1_FIGURE_END_CLOSED);
		}
		pSink->Close(); // 关闭Sink对象
	}

	//轮廓
	g_pRenderTarget->DrawGeometry(g_pLeftMountainGeometry, g_pBlackBrush, 1.f);
	//填充
	//g_pBlackBrush->SetColor(D2D1::ColorF(D2D1::ColorF::OliveDrab, 1.f));
	g_pRenderTarget->FillGeometry(g_pLeftMountainGeometry, g_pBlackBrush);

	//enddraw返回是否画成功了
	hr = g_pRenderTarget->EndDraw();
	if (FAILED(hr))
	{
		MessageBox(NULL, "Draw failed!", "Error", 0);
		return;
	}






}
//每个COM对象都有一个Release方法，用来释放自己，这里我们定义一个宏来释放COM对象。
VOID Cleanup()
{
	SAFE_RELEASE(g_pRenderTarget);
	SAFE_RELEASE(g_pBlackBrush);
	SAFE_RELEASE(g_pD2DFactory);
	SAFE_RELEASE(g_pDWriteFactory);
	
}

LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hwnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
	switch (message)
	{
	//D2D响应WM_PAINT消息进行渲染
	case   WM_PAINT:
		DrawRectangle(hwnd);
		return 0;

	case WM_KEYDOWN:
	{
		switch (wParam)
		{
		case VK_ESCAPE:
			SendMessage(hwnd, WM_CLOSE, 0, 0);
			break;
		default:
			break;
		}
	}
	break;

	case WM_DESTROY:
		Cleanup();
		PostQuitMessage(0);
		return 0;
	}

	return DefWindowProc(hwnd, message, wParam, lParam);
}

int WINAPI WinMain(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance, PSTR szCmdLine, int iCmdShow)
{

	WNDCLASSEX winClass;

	winClass.lpszClassName = "Direct2D";
	winClass.cbSize = sizeof(WNDCLASSEX);
	winClass.style = CS_HREDRAW | CS_VREDRAW;
	winClass.lpfnWndProc = WndProc;//函数调用 lpfn （long point function）消息处理
	winClass.hInstance = hInstance;
	winClass.hIcon = NULL;
	winClass.hIconSm = NULL;
	winClass.hCursor = LoadCursor(NULL, IDC_ARROW);
	winClass.hbrBackground = NULL;
	winClass.lpszMenuName = NULL;
	winClass.cbClsExtra = 0;
	winClass.cbWndExtra = 0;

	if (!RegisterClassEx(&winClass))
	{
		MessageBox(NULL, TEXT("This program requires Windows NT!"), "error", MB_ICONERROR);
		return 0;
	}

	HWND hwnd = CreateWindowEx(NULL,//这个是扩展风格
		"Direct2D",					// window class name
		"Draw Rectangle",			// window caption
		WS_POPUP | WS_VISIBLE, 			// window style最重要的是这个风格 WS_POPUP | WS_VISIBLE没有边框和标题栏创建一个弹出式窗口
		100,				// initial x position  CW_USEDEFAULT
		100,				// initial y position
		1200,						// initial x size
		500,						// initial y size
		NULL,						// parent window handle
		NULL,						// window menu handle
		hInstance,					// program instance handle
		NULL);						// creation parameters

	ShowWindow(hwnd, iCmdShow);
	UpdateWindow(hwnd);

	MSG    msg;
	ZeroMemory(&msg, sizeof(msg));

	while (GetMessage(&msg, NULL, 0, 0))
	{
		TranslateMessage(&msg);
		DispatchMessage(&msg);
	}

	return msg.wParam;
}

 

2、CreateWindow 与 CreateWindowEx 

 

相同点: 创建一个具有扩展风格的层叠式窗口、弹出式窗口或子窗口。

不同点: CreateWindowEx 比 CreateWindow 多一个参数,可以指定窗口扩展样式。比如: 带边框。

用途上: CreateWindowEx 创建标准窗口,CreateWindow 创建子窗口,或控件。

函数原型

 

HWND CreateWindow (

LPCTSTR lpClassName, //窗口类的名称

LPCTSTR lpWindowName, //窗口标题

DWORD dwStyle, //窗口风格

int x, //窗口的水平位置

int y, //窗口的垂直位置

int nWidth, //窗口的宽度

int nHeight, //窗口的高度

HWND hWndParent, //父窗口的句柄

HMENU hMenu, //菜单句柄或是子窗口标识符

HANDLE hlnstance, //应用程序实例句柄

LPVOID lpParam //创建参数

);



HWND CreateWindowEx (

DWORD DdwExStyle, //窗口扩展风格

...同上

);

dwExStyle: 指定窗口的扩展风格。该参数可以是下列值:

WS_EX_NODRAG: 防止窗口被移动。

WS_EX_ACCEPTFILES: 指定以该风格创建的窗口接受一个拖拽文件。

WS_EX_APPWINDOW: 当窗口可见时,将一个顶层窗口放置到任务条上。

WS_EX_CLIENTEDGE: 指定窗口有一个带阴影的边框。

WS_EX_CONTEXTHELP: 在窗口的标题条包含一个问号标志。

当用户点击了问号时,鼠标光标变为一个问号的指针。

如果点击了一个子窗口,则子窗口接收到WM_HELP消息。

子窗口应该将这个消息传递给父窗口过程,

父窗口再通过HELP_WM_HELP命令调用WinHelp函数。

这个Help应用程序显示一个包含子窗口帮助信息的弹出式窗口。

注：WS_EX_CONTEXTHELP不能与WS_MAXIMIZEBOX和WS_MINIMIZEBOX同时使用。

WS_EX_CONTROLPARENT: 允许用户使用Tab键在窗口的子窗口间搜索。

WS_EX_DLGMODALFRAME: 创建一个带双边的窗口；该窗口可以在dwStyle中指定WS_CAPTION风格来创建一个标题栏。

WS_EX_LAYERED: 创建一个分层窗口

WS_EX_LEFT: 窗口具有左对齐属性,这是缺省设置的。

WS_EX_LEFTSCROLLBAR: 如果外壳语言是如Hebrew,Arabic,或其他支持reading order alignment的语言,

则标题条(如果存在)则在客户区的左部分。

若是其他语言,在该风格被忽略并且不作为错误处理。

WS_EX_LTRREADING: 窗口文本以LEFT到RIGHT(自左向右)属性的顺序显示。这是缺省设置的。

WS_EX_MDICHILD: 创建一个MDI子窗口。

WS_EX_NOPATARENTNOTIFY: 指明以这个风格创建的窗口在被创建和销毁时不向父窗口发送WM_PARENTNOTFY消息。

WS_EX_OVERLAPPEDWINDOW: WS_EX_CLIENTEDGE和WS_EX_WINDOWEDGE的组合。

WS_EX_PALETTEWINDOW: WS_EX_WINDOWEDGE, WS_EX_TOOLWINDOW和WS_WX_TOPMOST风格的组合

WS_EX_RIGHT: 窗口具有普通的右对齐属性,这依赖于窗口类。

只有在外壳语言是如Hebrew,Arabic或其他支持读顺序对齐(reading order alignment)

的语言时该风格才有效,否则,忽略该标志并且不作为错误处理。

WS_EX_RIGHTSCROLLBAR: 垂直滚动条在窗口的右边界。这是缺省设置的。

WS_EX_RTLREADING: 如果外壳语言是如Hebrew,Arabic,或其他支持读顺序对齐(reading order alignment)的语言,

则窗口文本是一自左向右RIGHT到LEFT顺序的读出顺序。

若是其他语言,在该风格被忽略并且不作为错误处理。

WS_EX_STATICEDGE: 为不接受用户输入的项创建一个3一维边界风格

WS_EX_TOOLWINDOW: 创建工具窗口,即窗口是一个游动的工具条。

工具窗口的标题条比一般窗口的标题条短,并且窗口标题以小字体显示。

工具窗口不在任务栏里显示,当用户按下alt+Tab键时工具窗口不在对话框里显示。

如果工具窗口有一个系统菜单,它的图标也不会显示在标题栏里,

但是,可以通过点击鼠标右键或Alt+Space来显示菜单。

WS_EX_TOPMOST: 指明以该风格创建的窗口应放置在所有非最高层窗口的上面

并且停留在其L,即使窗口未被激活。

使用函数SetWindowPos来设置和移去这个风格。

WS_EX_TRANSPARENT: 指定以这个风格创建的窗口在窗口下的同属窗口已重画时,该窗口才可以重画。

由于其下的同属窗口已被重画,该窗口是透明的。

dwStyle: 指定创建窗口的风格。该参数可以是下列窗口风格的组合再加上说明部分的控制风格。

 

WS_BORDER: 创建一个带边框的窗口。

WS_CAPTION: 创建一个有标题框的窗口(包括WS_BODER风格)。

WS_CHILD: 创建一个子窗口。这个风格不能与WS_POPUP风格合用。

WS_CHILDWINDOW: 与WS_CHILD相同。

WS_CLIPCHILDREN: 当在父窗口内绘图时,排除子窗口区域。在创建父窗口时使用这个风格。

WS_CLIPSIBLINGS: 排除子窗口之间的相对区域,也就是,当一个特定的窗口接收到WM_PAINT消息时,

WS_CLIPSIBLINGS 风格将所有层叠窗口排除在绘图之外,只重绘指定的子窗口。

如果未指定WS_CLIPSIBLINGS风格,并且子窗口是层叠的,

则在重绘子窗口的客户区时,就会重绘邻近的子窗口。

WS_DISABLED: 创建一个初始状态为禁止的子窗口。一个禁止状态的窗口不能接受来自用户的输入信息。

WS_DLGFRAME: 创建一个带对话框边框风格的窗口。这种风格的窗口不能带标题条。

WS_GROUP: 指定一组控制的第一个控制。这个控制组由第一个控制和随后定义的控制组成,

自第二个控制开始每个控制,具有WS_GROUP风格,

每个组的第一个控制带有WS_TABSTOP风格,从而使用户可以在组间移动。

用户随后可以使用光标在组内的控制间改变键盘焦点。

WS_HSCROLL: 创建一个有水平滚动条的窗口。

WS_ICONIC: 创建一个初始状态为最小化状态的窗口。与WS_MINIMIZE风格相同。

WS_MAXIMIZE: 创建一个初始状态为最大化状态的窗口。

WS_MAXIMIZEBOX: 创建一个具有最大化按钮的窗口。

该风格不能与WS_EX_CONTEXTHELP风格同时出现,

同时必须指定WS_SYSMENU风格。

WS_OVERLAPPED: 产生一个层叠的窗口。一个层叠的窗口有一个标题条和一个边框。与WS_TILED风格相同。

WS_OVERLAPPEDWINDOW: 创建一个具有 WS_OVERLAPPED,

WS_CAPTION,

WS_SYSMENU,

WS_THICKFRAME,

WS_MINIMIZEBOX,

WS_MAXIMIZEBOX风格的层叠窗口,

与WS_TILEDWINDOW风格相同。

WS_POPUP: 创建一个弹出式窗口。该风格不能与WS_CHILD风格同时使用。

WS_POPUPWINDOW: 创建一个具有WS_BORDER,WS_POPUP,WS_SYSMENU风格的窗口,

WS_CAPTION和WS_POPUPWINDOW必须同时设定才能使窗口某单可见。

WS_SIZEBOX: 创建一个可调边框的窗口,与WS_THICKFRAME风格相同。

WS_SYSMENU: 创建一个在标题条上带有窗口菜单的窗口,必须同时设定WS_CAPTION风格。

WS_TABSTOP: 创建一个控制,这个控制在用户按下Tab键时可以获得键盘焦点。

按下Tab键后使键盘焦点转移到下一具有WS_TABSTOP风格的控制。

WS_THICKFRAME: 创建一个具有可调边框的窗口,与WS_SIZEBOX风格相同。

WS_TILED: 产生一个层叠的窗口。一个层叠的窗口有一个标题和一个边框。与WS_OVERLAPPED风格相同。

WS_TILEDWINDOW: 创建一个具有 WS_OVERLAPPED,

WS_CAPTION,

WS_SYSMENU,

WS_THICKFRAME,

WS_MINIMIZEBOX,

WS_MAXIMIZEBOX风格的层叠窗口。

与WS_OVERLAPPEDWINDOW风格相同。

WS_VISIBLE: 创建一个初始状态为可见的窗口。

WS_VSCROLL: 创建一个有垂直滚动条的窗口。