WPF InkCanvas 毛笔效果

Posted 2021-11-09 younshieh

首先贴出本文参考学习的文章吧。

https://www.cnblogs.com/LCHL/p/9055642.html#4206298

感谢这位懒羊羊的代码和讲解（下简称羊博主），我在此基础上稍微加了一些东西，希望能使书写效果得到更好的提升吧。建议先从羊博主的博文看起。

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前文

• 本文致力于解决羊博主的2-3问题，即代码粗细度的优化。
• 本文本着分享知识的目的写出，希望能对一些寻找类似知识的人一些帮助。笔者为WPF初学者，能得到各位的批评指正也是荣幸万分。
• 因工作公司的原因，无法贴出全部代码，我尽量在下文中对自己的思路进行详细的讲解。（要吃饭的呀）
• 文章也提出了一些笔者尚未解决的问题，希望能在分享自己学习知识的同时，也能得到各位大神的解疑。

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思路

1. 卡顿问题

羊博主提出使用WPF中的Freeze()方法将画刷“冻结”。

Freezable 类提供特殊功能，以便在使用修改或复制开销很大的对象时帮助提高应用程序性能。

笔者使用该方法后，书写性能得到了很大提升，但是书写点数目达到万为单位时，出现书写不流畅的情况，且越书写越卡顿。笔者冥思苦想三天三夜，尝试了很多方法都没有得到解决。果然皇天不负有心人，终于还是让我找到了一些改进方法。代码如下：

ImageDrawing imageDrawing = new ImageDrawing()
{
    ImageSource = imageSource,
    Rect = new Rect(afterChangeX - lastThickness / 2.0, afterChangeY - lastThickness / 2.0, lastThickness, lastThickness)
    //lastThickness为当前的粗细度；afterChangeX为当前的X坐标，afterChangeY为当前Y坐标
};
    imageDrawing.Freeze();
    drawingContext.DrawDrawing(imageDrawing);

将DrawImage更改为DrawDrawing，书写性能确实得到了虽然微弱但可见的提升。（自己给自己鼓掌）但是具体有多少提升，笔者并没有做量化。（太懒了）
效果基本满意，如果您有更好的解决方法，希望能得到您的指点。

2. 颜色问题

羊博主博客已完美解决该问题，棒棒哒。??ヽ(°▽°)ノ?）

3. 粗细问题

• 粗细度问题可以分解为两个问题，一个是书写时间，一个是书写距离。简而言之就是书写速度越快，笔迹越细；书写速度越慢，笔迹越粗。（速度v = 距离s / 时间t，这个大家应该都知道）

3.1 书写距离

书写距离应该怎么获得？

--- 无非就是两个点之间的距离。

1. 在InkCanvas下重写OnDraw方法（详见羊博主博文）
2. 在OnDraw方法中带了参数StylusPointCollection，该参数为书写点的搜集。该参数搜集动态绘制时产生的点，一般为两个点，即绘制一条线段时的前后两个点，这两个点相减就得到了两点间的距离。

3.2 书写时间

这个参数在Ondraw中没有，如果想关联该参数的话可以研究一下RawStylusInput.Timestamp，（项目组的大神把这些都搭建好了，我用就完事了）该参数可以获取发生输入的时间，两点时间相减就获得了间距的书写时间。两点就是两条线段的终点，因为在绘制时是连续的线，所以后面的线的起点和前面线的终点为相同的点，这个应该很好理解。

3.3 书写速度

通过距离除以时间得出书写速度，自己规定一个速度阈值，在大于这个阈值时，将粗细值缩小；小于这个阈值时，将粗细度放大。该阈值就看你自己想要书写的效果定。建议将进行加减时的值设置为定值，这样线条变化更加平滑。

以下代码不包含时间参数的影响，即只考虑书写间距的影响。所以大家都能用。

部分代码如下：

                Point nextPoint = (Point)stylusPoints[1];   //线段的终点
                Vector distance = nextPoint - lastPoint;    //两点间距
                if (distance.Length != 0)
                {
                    double add_Y_UnitAmount = (nextPoint.Y - lastPoint.Y) / distance.Length;   //Y轴上的单位变化量
                    double add_X_UnitAmount = (nextPoint.X - lastPoint.X) / distance.Length;
                    double afterChangeX = lastPoint.X; 
                    double afterChangeY = lastPoint.Y;
                    for (double j = 0; j <= distance.Length; j += 10)   //分割线段，化线为点，对每个点进行处理，达到粗细平滑变化的效果
                        //这个值为什么是10我真没搞懂。。。。
                        //之前写的1，后来莫名其妙改成了10，结果线条平滑了许多，然后我就默默把我的贝赛尔曲线优化给取消了。。。
                        //我只知道这个值越大，线条越平滑。但是太大了，线条比较短了。具体实验一下就知道了。。
                    {
                        if (Convert.ToInt32(distance.Length) > lastDistance)  //前个线段的长度大于当前线段的情况，让线条变细
                        {
                            lastThickness = (lastThickness - _subThicknessRate) <= _minThicness ? _minThicness : lastThickness - _subThicknessRate;
                        }
                        else if (lastThickness < _thickness) //前个线段的长度大于当前线段，且小于规定的最大宽度
                        {
                            lastThickness = (lastThickness + _addThicknessRate) >= _thickness ? _thickness : lastThickness + _addThicknessRate;
                        }
                        afterChangeX += add_X_UnitAmount; 
                        afterChangeY += add_Y_UnitAmount;

                        ImageDrawing imageDrawing = new ImageDrawing()
                        {
                            ImageSource = imageSource,
                            Rect = new Rect(afterChangeX - lastThickness / 2.0, afterChangeY - lastThickness / 2.0, lastThickness, lastThickness)
                        };
                        imageDrawing.Freeze();
                        drawingContext.DrawDrawing(imageDrawing);  //绘制
                    }
                    lastPoint = new Point(afterChangeX, afterChangeY);  //保存最后一个优化点，即终点
                    lastDistance = Convert.ToInt32(distance.Length);   
                    actrualThickness = lastThickness;
                }

静态呈现方法与之相同，只要理解了上述的方法，应该就没什么大问题了。笔者就不在此赘述。
效果图：

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可以在最小的粗细度的时候判断是否还是超过现在的线段长度，是的话可以让afterChangeX 和afterChangeY 这两个值直接等于最后的点，从而实现书写过快时的流线间断感。但是线段会不平滑。（图画的比较丑，没有表现出间断的优美感。。。）
效果图：

if (lastThickness == _minThicness)
{
     afterChangeX += add_X_UnitAmount * (distance.Length - j - 1);
     afterChangeY += add_Y_UnitAmount * (distance.Length - j - 1);
     break;
}

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打完收工。

有疑问请留言。