Direct2D教程I——简介及首个例子

在博客园里，系统的Direct2D的教程比较少，只有“万一”写了一个关于Direct2D的系列（Delphi 2009）。于是，仿照其系列，写一个在VS下的Direct2D系列教程。

博客园中的高手还是有不少的，在写本系列教程的过程中，也会把碰到的问题或疑惑一一贴出来，期待高手的解答。以使得大家共同提高。

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。而且更方便的是，Direct2D与GDI，GDI+和D3D都是可以交互的。

Direct2D运行需求

要开发和使用Direct2D程序，系统必须是Windows 7，Windows Vista SP2， Windows Server 2008 R2或者Windows Server 2008 SP2，这样的系统需求无疑会稍稍阻碍Direct2D前进的步伐，虽然Vista和Windows 7已经推出有一段时间了，但是不可否认的是，仍然有很多人在使用XP系统。甚至是Win2K。但是新技术的普及是不可阻碍的，相信不久的将来，Direct2D将会成为2D图形世界的主流。

VS2010下的Direct2D的运行库

首先在Windows® API Code Pack for Microsoft® .NET Framework上下载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。

下面是用VB2010写的Direct2D的示例类。

 
Imports Microsoft.WindowsAPICodePack.DirectX

Public Class clsDirect2DSample
    Private _d2DFactory As Direct2D1.D2DFactory
    Private _renderTarget As Direct2D1.RenderTarget

Public Sub New()
        _d2DFactory = Direct2D1.D2DFactory.CreateFactory()
    End Sub

Public Sub CreateDeviceResource(Target As Control)
        If _renderTarget Is Nothing Then
            _renderTarget = _d2DFactory.CreateHwndRenderTarget( _
                                                      New Direct2D1.RenderTargetProperties, _
                                                      New Direct2D1.HwndRenderTargetProperties( _
                                                                            Target.Handle, _
                                                                            New Direct2D1.SizeU(Target.Width, Target.Height), _
                                                                            Direct2D1.PresentOptions.None) _
                                                      )
        End If
    End Sub

Public Sub Render()
        If Not _renderTarget Is Nothing Then
            _renderTarget.BeginDraw()

Dim E As New Direct2D1.Ellipse(New Direct2D1.Point2F(50, 50), 30, 40)
            Dim B As Direct2D1.SolidColorBrush = _renderTarget.CreateSolidColorBrush(New Direct2D1.ColorF(0, 1, 0))
            _renderTarget.DrawEllipse(E, B, 4)

_renderTarget.EndDraw()
        End If
    End Sub
End Class

首先引入Microsoft.WindowsAPICodePack.DirectX命名空间，实际上还可以更进一步引入Direct2D1命名空间。只是为了区分某些类是在Direct2D下还是在原本的System下，没有引入Direct2D1命名空间。凡是在类前有Direct2D1前缀的说明该类是在Direct2D1命名空间下。

从上面的代码可以看出，要想使用Direct2D，得分下面几步走

1、创建D2DFactory，相当于Direct2D的总管类，必须首先被创建。在类的初始化函数中，用CreateFactory函数创建D2DFactory。该函数有3个重载方式，在以后的文章有机会再详细介绍

2、创建RenderTarget，相当于GDI+中的Graphics类，只有在创建后，才能进行后面的绘图操作。在本例中，用D2DFactory类的CreateHwndRenderTarget方法创建一个和指定句柄Hwnd绑定的RenderTarget。在该方法中有两个参数：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）

3、在完成上面两步后，可以开始绘图操作了。为了演示方便，把所有的绘图操作放在Render函数中。在Render函数中，先调用RenderTarget类的BeginDraw方法，表示要开始绘图了，再调用RenderTarget类的EndDraw方法表示绘图结束。Direct2D会把结果绘制到绑定的设备上

本例中，在Render函数中，先创建了一个Ellipse对象（椭圆），再创建一个SolidColorBrush对象（纯色笔刷），然后用RenderTarget类的DrawEllipse方法绘制一个椭圆。三个参数分别表示：椭圆、笔刷、线宽。

同时，在WinForm中，有下面的代码。把Panel1作为绑定的控件，传给示例类，并在该空间的Paint事件中调用示例类的Render方法

Public Class Form1
    Private _D As clsDirect2DSample

Private Sub Form1_Load(sender As System.Object, e As System.EventArgs) Handles MyBase.Load
        _D = New clsDirect2DSample
        _D.CreateDeviceResource(Me.Panel1)
    End Sub

Private Sub Panel1_Paint(sender As Object, e As System.Windows.Forms.PaintEventArgs) Handles Panel1.Paint
        _D.Render()
    End Sub
End Class

下图是程序运行的结果

在Windows API Code Pack的官网上，有Windows API Code Pack的Visual Basic的示例代码，只不过比较简单，而且是WPF的示例代码。有兴趣的可以去看看。

注意：如果直接运行的话，会出现红色大叉，表示运行错误。在项目属性中勾选调试中的“启用非托管代码调试”。会出现下面的对话框

在网友Launcher提示下，按照“混合模式程序集是针对“v2.0.50727”版的运行时生成的，在没有配置其他信息的情况下，无法在 4.0 运行时中加载该程序集。”一文中给出的解决方案，解决上面的错误。

解决方案是：在项目根目录下，新建app.config文件，并包含到项目中，在其中打上如下的内容

 
<?xml version="1.0"?>
<configuration>
  <startup useLegacyV2RuntimeActivationPolicy="true">
    <supportedRuntime version="v4.0" sku = ".NETFramework,Version=v4.0"/>
    <supportedRuntime version="v2.0.50727"/>
  </startup>
</configuration>

接下来，把调试中遇到的三个问题写在下方。希望网友不吝赐教

问题一：引入64位的DLL，在运行时会出错。

在引入64位的DLL后，运行的时候就会出错。是在新建项目的时候，有什么设置不对么？之前的MediaInfo的64位DLL也是同样的问题。机器和操作系统都是64位的。

问题二：在窗口界面出现后，用别的窗口覆盖一下再显示，等于重新调用了一次Render。可是第二次的效果图和第一次的效果相差好多，锯齿明显了很多。在Render函数中，并没写设置锯齿的代码，为何同样的代码两次执行的效果不一致。下图是第二次的效果图。（可是如果第一次效果图出来后，最小化窗口，再恢复，也等于调用一次Render函数，效果还是和原来一样好）

问题三：在首次运行的时候，会弹出对话框，找寻h文件（或者是cpp文件），没找到会直接报错。此时，到Debug目录下，运行一遍程序后，上述的现象消失了。后面在多次运行，也不会问询文件了