WPF的二维绘图——几何图形Geometry

Posted 2020-06-14

在WPF的DrawingContext对象中，提供了基本的绘制椭圆和矩形的API：DrawEllipse和DrawRectangle。但是，这些是远远不够用的，我们在日常应用中，更多的是使用DrawGeometry函数，它可以绘制更多复杂的几何图形，并且提供了许多强大而易用的函数，在大多数场景下，甚至可以取代DrawEllipse和DrawRectangle函数。

在WPF图形体系中，Geometry类表示几何图形的基类，使用的时候是实例化它的一些子类，具体的有：

基本几何图形

• 线段：LineGeometry
• 矩形：RectangleGeometry
• 椭圆：EllipseGeometry

 

几何图形集合

路径集合图形PathGeometry里可以包含一系列几何图形集合，常见的有：

• 线段： LineSegment
• 弧：ArcSegment

贝塞尔曲线：贝塞尔曲线系列还比较多，具体有如下几种：

1. BezierSegment：在两个点之间创建一条三次方贝塞尔曲线。
2. PolyBezierSegment：创建一系列三次方贝塞尔曲线。
3. PolyQuadraticBezierSegment：创建一系列二次贝塞尔曲线。
4. QuadraticBezierSegment：创建一条二次贝塞尔曲线。

除了这种组合的方式之外，系统还提供了一个通过一系列API来绘制的StreamGeometry。它不支持绑定，动画，相应也更加灵活而高效。

    StreamGeometry geometry = new StreamGeometry;

    using (StreamGeometryContext ctx = geometry.Open())
    {
        ctx.BeginFigure(new Point(10, 100), true , true);
        ctx.LineTo(new Point(100, 100), true , false);
        ctx.LineTo(new Point(100, 50), true, false);
    }

 

复合几何图形

使用 GeometryGroup、CombinedGeometry 或者通过调用静态的 Geometry 方法 Combine，可以创建复合几何图形对象。它们主要的区别是：

• CombinedGeometry 对子图形进行叠加操作，没有面积的子图形将被丢弃。只能组合两个子图形（但是这两个子图形也可以是复合几何图形）。
• GeometryGroup 只进行组合，而不进行面积叠加。可以添加多个子图形。有关示例，请参见如何：创建复合形状。

CombinedGeometry的叠加方式有四种：Union、Intersect、Exclude 和 Xor，它们的效果为：

这些在我们的日常应用中是非常有用的，具体示例请参看MSDN文章： 如何：创建复合形状和如何：创建组合的几何图形。

 

常用方法

Geometry对象中本身还包含了一系列非常有用的方法，如：

• GetArea - 获取 Geometry 的面积。
• FillContains - 确定是否包含其他 Geometry。
• StrokeContains - 确定是否包含指定的点。
• Bounds：获取外接矩形

这些都是非常常用的方法，例如FillContains，StrokeContains用于鼠标命中测试是非常方便的。

 

呈现方式

Geometry对象并不能作为图像独立呈现出来，它一般有如下几种呈现方式：

在Path中呈现：

可以作为GeometryDrawing.Geometry的参数呈现为Path对象

    <Path Stroke="Black" StrokeThickness="1" >
        <Path.Data>
            <LineGeometry StartPoint="10,20" EndPoint="100,130" />
        </Path.Data>
    </Path>

这种方式下写一些简单的几何图形还行，但对于PathGeometry来说有些冗繁，因此XAML采用了一种简单的路径标记语法来简化这一过程，

    <Path Stroke="Black" Fill="Gray">
        <Path.Data>
            <PathGeometry Figures="M 10,100 C 10,300 300,-200 300,100" />
        </Path.Data>
    </Path>

甚至可以直接简化为：

    <Path Stroke="Black" Fill="Gray" Data="M 10,100 C 10,300 300,-200 300,100" />

这种语法在一些第三方矢量图转换过来的文件中非常常见，如果能熟练掌握的话，写一些简单的几何图形也是非常方便的。

在DrawingContext中呈现

可以作为DrawingContext. DrawGeometry的参数呈现，这种方式后面的文章中做会更多的说明，这里就不多介绍了。

在GeometryDrawing中呈现

可以作为GeometryDrawing.Geometry的参数呈现为Drawing对象

    <GeometryDrawing Brush="MediumBlue">
        <GeometryDrawing.Geometry>
            <GeometryGroup>
                <EllipseGeometry RadiusX="20" RadiusY="45" Center="50,50" />
                <EllipseGeometry RadiusX="45" RadiusY="20" Center="50,50" />
            </GeometryGroup>
        </GeometryDrawing.Geometry>
    </GeometryDrawing>

 当然，Drawing对象也不能独立呈现，一般是作为DrawingBrush或作为DrawingContext.DrawDrawing的参数来使用的

 

其它用途：

作为UIElement.Clip参数裁剪控件

    <Image Source="sampleImages\Waterlilies.jpg" Width="200" Height="150" HorizontalAlignment="Left">
        <Image.Clip>
            <EllipseGeometry RadiusX="100" RadiusY="75" Center="100,75"/>
        </Image.Clip>
    </Image>

　　

另外，也常用在DrawingGroup.ClipGeometry和DrawingContext.PushClip中裁剪图像。

作为DoubleAnimationUsingPath. PathGeometry属性生成路径动画

 可以将PathGeometry 对象定义的几何路径旋转（转动）对象的路径。

 

小结

Geometry的功能是非常强大的，本文这里只是对其主要功能做了一个简单的介绍，后面的文章中，将会更多的用例子来介绍一下它的用法。