WPF学习第四十六章 效果

Posted 2021-03-08 peter-luo

　　WPF提供了可应用于任何元素的可视化效果。效果的目标是提供一种简单的声明式方法，从而改进文本、图像、按钮以及其他控件的外观。不是编写自己的绘图代码，而是使用某个继承自Effect的类(位于System.Windows.Media.Effects名称空间中)以立即获得诸如模糊、辉光以及阴影等效果。

　　下表列出了可供使用的的效果类：

表 效果类

 　　勿将上表列出的Effect类的派生类和位图效果类相混淆，位图效果派生类自BitmapEffect类，该类和Effect类位于相同的名称空间中。尽管位图效果具有类似的编程模型，但他们存在价格严重的局限性：

• 　　位图效果不支持像素着色器，像素着色器是创建可重用效果的最强大、最灵活的方式。
• 　　位图效果是用非托管的代码实现的，从而需要完全信任的应用程序。所以，在基于浏览器的XBAP应用程序中不能使用位图效果。
• 　　位图效果总使用软件进行渲染，不使用显卡资源。这使得它们的速度较慢，当处理大量元素或具有较大可视化表面的元素时尤其如此。

　　BitmapEffect类是在WPF的第一个版本中引入的，该版本没有提供Effect类。为了向后兼容，仍保留了位图效果。

　　接下里的几节深入分析效果模型，并演示上三个继承自Effect的类：BlurEffect、DropShadowEffect以及ShaderEffect。

一、BlurEffect类

　　最简单的WPF效果是BlurEffect类。该类模糊元素的内容，就想通过失焦透镜观察到得效果。通过增加Radiu属性的值（默认值是5）可增加模糊程度。

　　为使用任何效果，需要创建适当的效果对象并设置相应元素的Effect属性：

<Button Content="BlurEffect(Radius=2)" Margin="5" Padding="3">
            <Button.Effect>
                <BlurEffect Radius="2"></BlurEffect>
            </Button.Effect>
        </Button>

        <Button Content="Blurred (Radius=5)" Padding="5" Margin="3">
            <Button.Effect>
                <BlurEffect Radius="5"></BlurEffect>
            </Button.Effect>
        </Button>

        <Button Content="Blurred (Radius=20)" Padding="5" Margin="3">
            <Button.Effect>
                <BlurEffect Radius="20"></BlurEffect>
            </Button.Effect>
        </Button>

　　下图显示了应用到一组按钮的三个不同程度的模糊效果(Radiu属性值分别为2、5和20）。

二、DropShadowEffect类

　　DropShadowEffect类在元素背后添加了轻微的偏移阴影。可使用该类的几个属性，如下表所示：

表 DropShadowEffect类的属性

 　　下面是实现这些阴影效果的标记：

<TextBlock FontSize="20" Margin="5">
            <TextBlock.Effect>
                <DropShadowEffect></DropShadowEffect>
            </TextBlock.Effect>
            <TextBlock.Text>Basic DropShawEffect</TextBlock.Text>
        </TextBlock>
        
        <TextBlock FontSize="20" Margin="5">
            <TextBlock.Effect>
                <DropShadowEffect Color="Blue"></DropShadowEffect>
            </TextBlock.Effect>
            <TextBlock.Text>Blue Color DropShawEffect</TextBlock.Text>
        </TextBlock>

        <TextBlock FontSize="20" Foreground="White" Margin="5">
            <TextBlock.Effect>
                <DropShadowEffect  BlurRadius="15"></DropShadowEffect>
            </TextBlock.Effect>
            <TextBlock.Text>Blurred Dropshadow with White text</TextBlock.Text>
        </TextBlock>

        <TextBlock FontSize="20" Foreground="Magenta" Margin="5">
            <TextBlock.Effect>
                <DropShadowEffect   ShadowDepth="0"></DropShadowEffect>
            </TextBlock.Effect>
            <TextBlock.Text>Close dropshadow</TextBlock.Text>
        </TextBlock>

        <TextBlock FontSize="20" Foreground="Magenta" Margin="5">
            <TextBlock.Effect>
                <DropShadowEffect   ShadowDepth="25"></DropShadowEffect>
            </TextBlock.Effect>
            <TextBlock.Text>Distant dropshadow</TextBlock.Text>
        </TextBlock>

　　效果图如下所示：

　　没有提供用来组合效果的类，这意味着一次只能为一个元素应用一个效果。然而，有时可通过将元素添加到高层的容器中模拟多个效果（例如，为TextBlock元素使用阴影效果，然后将其放入使用模糊效果的StackPanel面板中）。大多数情况下，应避免这种变通方法，因为这种方法会成倍地增加渲染工作量并会降低性能。相反，应当查找能够完成所有内容的单个效果。

三、ShaderEffect类

　　ShaderEffect类没有提供就绪的效果。相反，它是一个抽象类，可继承该类以创建自己的自定义像素着色器。通过使用ShaderEffect类(或从该类派生的自定义效果)，可实现更多的效果，而不仅局限于模糊和阴影。

　　可能与你所期望的相反，实现像素着色器的逻辑不是直接在效果类中使用C#代码编写的。相反，像素着色器使用高级着色语言(High Level Shader Lanaguage,HLSL)编写的，该语言是Mircrosoft DirectX的一部分(使用这种语言的优点是很明显的——因为DirectX和HLSL已经存在许多年了，图形开发人员已经创建了许多可在代码中使用的像素着色器例程)。

　　为创建像素着色器，需要编写和编译HLSL代码。要执行编译，可使用WIndows SDK for Windows 8中的fxc.exe命令工具；注意，Windows SDK for Windows 8也支持Windows 7，这从名称中看不出来的。但更简便的选项是使用免费的Shazzam工具。Shazzam提供了用于HLSL文件的编辑器，可使用该工具在示例图像上尝试效果。该工具还提供了几个像素着色器示例，可将它们作为自定义效果的基础。

　　尽管制作自己的HLSL文件超出本章范围，但下面将使用一个已有的HLSL文件。一旦将HLSL文件编译成.ps文件，就可以在项目中使用它了。只需要将文件添加到已有的WPF项目中，在Solution Explorer中选择该文件，并将它的Build Action属性设置为Resource。最后必须创建一个继承自ShaderEffect的自定义类并使用该资源。

　　例如，如果正在使用自定义像素着色器(已经编译到名为Effect.ps的文件中)，可使用以下代码：

public class CustomEffect:ShaderEffect
    {
        public CustomEffect()
        {
            Uri uri = new Uri("Effect.ps", UriKind.Relative);

            PixelShader = new PixelShader();
            PixelShader.UriSource = uri;
        }
    }

　　现在可以在任意窗口中使用这个自定义的像素着色器了。首先，通过如下所示的映射使名称空间可用：

xmlns:local="clr-namespace:Drawing"

　　现在创建自定义效果类的一个实例，并用它设置元素的Effect属性：

<Image Name="img" Margin="5" Source="harpsichord.jpg">
            <Image.Effect>
                <local:CustomEffect></local:CustomEffect>
            </Image.Effect>
        </Image>

　　该示例完整代码如下所示：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using System.Windows;
using System.Windows.Media;
using System.Windows.Media.Effects;

namespace Drawing
{
    public class CustomEffect:ShaderEffect
    {
        public CustomEffect()
        {
            Uri uri = new Uri("Effect.ps", UriKind.Relative);

            PixelShader = new PixelShader();
            PixelShader.UriSource = uri;
            UpdateShaderValue(InputProperty);
        }

        public static readonly DependencyProperty InputProperty =
            ShaderEffect.RegisterPixelShaderSamplerProperty("Input", typeof(CustomEffect), 0 /* assigned to sampler register S0 */);

        public Brush Input
        {
            get { return (Brush)GetValue(InputProperty); }
            set { SetValue(InputProperty, value); }
        }
    }
}

CustomEffect

<Window x:Class="Drawing.CustomPixelShader"
        xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"
        xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml"
        xmlns:local="clr-namespace:Drawing"
        Title="CustomPixelShader" Height="600" Width="305.639">
    <StackPanel>
        <Image Name="img" Margin="5" Source="harpsichord.jpg">
            <Image.Effect>
                <local:CustomEffect></local:CustomEffect>
            </Image.Effect>
        </Image>
        <CheckBox Name="chkEffect" Margin="5" Content="Effect enabled" IsChecked="True" Click="chkEffect_Click"></CheckBox>

    </StackPanel>
</Window>

CustomPixelShader

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using System.Windows;
using System.Windows.Controls;
using System.Windows.Data;
using System.Windows.Documents;
using System.Windows.Input;
using System.Windows.Media;
using System.Windows.Media.Imaging;
using System.Windows.Shapes;

namespace Drawing
{
    /// <summary>
    /// CustomPixelShader.xaml 的交互逻辑
    /// </summary>
    public partial class CustomPixelShader : Window
    {
        public CustomPixelShader()
        {
            InitializeComponent();
        }

        private void chkEffect_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
        {
            if (chkEffect.IsChecked != true)
                img.Effect = null;
            else
                img.Effect = new CustomEffect();
        }
    }
}

CustomPixelShader.xaml.cs

　　最终效果图如下所示：

　　　　　　　　　　　　　　　　　  

 　　如果使用采用特定输入参数的像素着色器，需要做的工作笔上面的示例要更复杂一点。对与这种情况，需要通过调用RegisterPixelShaderSamplerProperty()静态方法创建相应的依赖性属性。

　　灵活的像素着色器就像在诸如Adobe Photoshop这样的图像软件中使用的插件一样强大。它可以执行任何工作，从添加基本的阴影乃至更富有挑战性的效果。如模糊、辉光、水波、浮雕和锐化等。当集合使用动画实时改变着色器的参数时，像素着色器还可以创建赏心悦目的效果。