[UWP]使用PointLight并实现动画效果

Posted 2020-11-26

1. Composition Lighting

UWP中的Composition Light是一组可以创建3D光照的API，它明明十分好玩而且强大， 但博客园几乎没有相关文章（用UWP或pointlight做关键字只能找到我自己的文章)，这篇文章就 来介绍Composition Lighting的入门知识。

Composition Light有四种类型：

• AmbientLight，发出出现的非定向光源的光源反射场景中的所有内容。
• DistantLight，无限大远处的光源的发光的一个方向。 如 sun。
• PointLight，发出的所有方向光的光点源。 如灯泡。
• SpotLight，发出的光线的内部和外部圆锥光源。 如手电筒。

这四种类型的它们Composition Light分别使用Compositor的CreateXXXXXLight()函数创建，例如：

var pointLight = compositor.CreatePointLight();

上图分别是SpotLight和PointLight的效果(其它两个截图没什么好看的)。

2. 使用PointLight

使用PointLight最基础的例子是WindowsCompositionSamples中的 TextShimmer 例子，下面用这个例子的代码介绍如何使用PointLight。

首先把需要应用PointLight的的TextBlock添加到UI，颜色为DimGray。

<TextBlock Name="TextBlock" FontSize="100" Foreground="DimGray" FontFamily="SegoeUI" FontWeight="Thin"
   TextAlignment="Center" VerticalAlignment="Center" HorizontalAlignment="Center"> 
      Text Shimmer
</TextBlock>

然后获取这个TextBlock的Visual对象，用Compositor.CreatePointLight()创建PointLight，并且设置CoordinateSpace和Targets，这两个属性用于关联Visual对象和PointLight。这时候TextBlock变成全黑，除非PointLight应用到它的位置。

_compositor = ElementCompositionPreview.GetElementVisual(TextBlock).Compositor;

//get interop visual for XAML TextBlock
var text = ElementCompositionPreview.GetElementVisual(TextBlock);

_pointLight = _compositor.CreatePointLight();
_pointLight.Color = Colors.White;
_pointLight.CoordinateSpace = text; //set up co-ordinate space for offset
_pointLight.Targets.Add(text); //target XAML TextBlock

PointLight的主要属性包含Color和Offset，Color默认是白色，而下面这段代码实现Offset的动画。

Offset是一个Vector3的属性，X、Y和Z代表PointLight的光源在三维空间的坐标。首先将PointLight的Offset设置为TextBlock的左边，垂直居中，Z为TextBlock的FontSize。然后启动一个一直重复的动画，以TextBlock的右边为目标水平移动。

//starts out to the left; vertically centered; light‘s z-offset is related to fontsize
_pointLight.Offset = new Vector3(-(float)TextBlock.ActualWidth, (float)TextBlock.ActualHeight / 2, (float)TextBlock.FontSize);

//simple offset.X animation that runs forever
var animation = _compositor.CreateScalarKeyFrameAnimation();
animation.InsertKeyFrame(1, 2 * (float)TextBlock.ActualWidth);
animation.Duration = TimeSpan.FromSeconds(3.3f);
animation.IterationBehavior = AnimationIterationBehavior.Forever;

_pointLight.StartAnimation("Offset.X", animation);

运行效果如下：

3. 叠加Composition Light

Composition Light可以叠加，效果和光学原理一样，即红色加蓝色会成为紫色，之类之类的。不过要注意的是除了AmbientLight外，其它光照只可以叠加两个。

这样就很有可玩性，例如下面这个动画：

4. 结语

上面的动画可以安装我的番茄钟应用试玩一下，安装地址：

一个番茄钟

Composition Light玩起来真是一发不可收拾，更多示例可以下载Windows Composition Samples 玩玩。

5. 参考

组合照明 - Windows UWP applications Microsoft Docs

XAML 照明 - Windows UWP applications Microsoft Docs

PointLight Class (Windows.UI.Composition) - Windows UWP applications Microsoft Docs

XamlLight Class (Windows.UI.Xaml.Media) - Windows UWP applications Microsoft Docs

6. 源码

OnePomodoro_TheBigOne.xaml.cs at master