[C#] Direct2D 学习笔记 （一）

写在前面：最近要做一个有关于地图的项目[C#]，开始选择 GDI+ 作图，不知是算法问题还是 GDI+ 本身问题，加载非常慢而且拖动各种闪烁。迫于无奈最终放弃了 GDI+ 方式而尝试 Direct2D。但是让我意外的是网上有关 Direct2D 的教程很少，而且为数不多的教程中大多数是用 C++写的（据说是因为效率高），少部分是用VB.NET ，用 C# 的几乎没有（我是真的没找到）。最终我选择了一个VB.NET的教程为蓝本进行学习，将他的 VB 代码转化成 C# 代码。（之前自学过一点C++和VB，也多亏这点基础我还能看懂）

一、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。大多数人对Direct2D可能都比较陌生，以至于我之前在论坛上提到这个词的时候,有人竟然说你是不是写错了?可能大家比较熟悉的是Direct3D，因为D3D已经是当前游戏界的主流应用。在过去，3D世界是OpenGL与DirectX二分天下,但是由于OpenGL发展十分滞后，而且没有一个像微软这样强大的后台支柱，所以逐渐被DirectX所超越。回过头来说2D，过去Windows上的2D程序还主要基于GDI和GDI+，遗憾的是这两者都是软件实现，而Direct2D则不同，它基于Direct3D，所以能够使用硬件加速功能，能更大程度的发挥硬件特性，创建高性能，高质量的2D图形，这些图形包括几何图形，如矩形，椭圆等。还有位图，文本等。

二、VS2013 的 Direct2D 运行库
首先需要下载Windows API Code Pack 1.1.zip解压后，在\Windows API Code Pack 1.1\binaries\DirectX目录下有两个子文件夹”x64”、”x86”。分别代表着64位、32位下的运行库。
在自己的项目中引用x86下的Microsoft.WindowsAPICodePack.DirectX.dll文件。就可以进行Direct2D开发了。

三、示例
新建一个空的winform工程，引用dll。（引用x86下的dll）
添加如下命名空间:

using Microsoft.WindowsAPICodePack.DirectX;
using Microsoft.WindowsAPICodePack.DirectX.Direct2D1;
using Microsoft.WindowsAPICodePack.DirectX.Graphics;

在Form.cs里的namespace xxxx里添加如下类:

public class clsDirect2DSample
{
    //D2D工厂对象，ID2D1Factory接口。
    private D2DFactory _d2dFactory;
    //渲染窗口，ID2D1HwndRenderTarget接口。
    private RenderTarget _renderTarget;

    //构造函数
    public clsDirect2DSample()
    {
        //创建一个D2D工厂对象
        _d2dFactory = D2DFactory.CreateFactory();

    }

    public void CreateDeviceResource(Control Target)
    {
        //如果_renderTarget没有初始化
        if(_renderTarget==null)
        {
            //初始化，在_d2dFactory创建渲染缓冲区并与Target绑定
             _renderTarget=_d2dFactory.CreateHwndRenderTarget(
                    new RenderTargetProperties(),
                    new HwndRenderTargetProperties(
                        Target.Handle,
                        new SizeU((uint)Target.Width,(uint)Target.Height),
                        PresentOptions.None
                        )
                        );
        }
    }

    public void Render()
    {
        if(_renderTarget!=null)
        {
            //开始绘制
            _renderTarget.BeginDraw();

            //椭圆
            Ellipse E = new Ellipse(new Point2F(50, 50), 30, 40);
            //定义一个画刷
            SolidColorBrush B = _renderTarget.CreateSolidColorBrush(
                    new Microsoft.WindowsAPICodePack.DirectX.Direct2D1.ColorF(0, 1, 0));

            //将椭圆绘制在渲染缓冲区
            _renderTarget.DrawEllipse(E, B, 4);

            //结束绘制
            _renderTarget.EndDraw();
        }
    }
 }

在窗体上放置一个名称为：panel1的panel控件
在窗体类 Form1: Form 中生命一个全局变量:

private clsDirect2DSample _D;

在Form1_Load函数里添加:

    _D = new clsDirect2DSample();
    _D.CreateDeviceResource(this.panel1);

在Form1_Paint函数里添加:

    _D.Render();

至此代码部分完成。
启用“启用非托管代码调试”（启用本机代码调试）:
项目->xxxx属性->“调试”选项卡->勾选“启用本机代码调试”。

修改App.config内容如下

<configuration>
    <startup useLegacyV2RuntimeActivationPolicy="true">
        <supportedRuntime version="v4.0" sku=".NETFramework,Version=v4.5" />
        <supportedRuntime version="v2.0.50727"/>
    startup>
configuration>

运行效果如图:

上述过程就是：
在D2D工厂对象（_d2dFactory）的渲染缓冲区/窗口（_renderTarget）中绘制图形（各种Draw方法）并最终显示（EndDraw方法）在其绑定的控件/窗体（Target）上。
so，实际使用需要分几步走：
1，创建D2DFactory且必须首先被创建。在类的构造函数中，用CreateFactory函数创建D2DFactory。
2，创建RenderTarget，渲染缓冲区，相当于画板，在其上进行绘图操作。本例中用D2DFactory类的CreateHwndRenderTarget方法创建。两个参数：RenderTargetProperties类，设置RenderTarget的一些属性（DPI等，在该类重载初始化函数中可以设置）；HwndRenderTargetProperties类设置绑定的Hwnd的属性（Hwnd、宽、高等属性）（这里有个疑问，为什么要传入Hwnd的宽和高？既然有句柄，这些属性应该可以直接获取到啊。。。）
3，进行绘图，要注意绘图顺序导致的层叠关系，最后调用EndDraw显示在窗口/控件上。

后记：网上说 C# 的效率很低因此不适合做界面渲染，具体怎样我不清楚。其实对于我这种初学者来说，语言效率什么的并不重要，因为我能做到的效果还涉及不到效率问题，我仅仅要求是“能实现效果”。因此， 仅以此系列文章 献给那些和我一样的小白们。

参考：http://www.cnblogs.com/grenet/p/3249664.html
参考：http://www.cnblogs.com/graphics/category/412802.html