Direct2D 极速教程(1) —— 画图形
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- Direct2D 简介
- 创建新项目：001-DrawGraphics
- 弄一个白窗口
- 在窗口上画图
Direct2D 简介
大家在学 WINAPI 的时候的时候有没有想过，怎么在一副窗口上画图呢？大家知道 Windows 系统是 GUI 图形用户界面 系统，以 Graphics 图形 为卖点嘛，肯定需要一个东西 (子系统) 来画图，于是我们熟知的 GDI (Graphics Device Interface，图形设备接口) 应运而生。GDI 是图形显示与硬件的桥梁，有了它我们就能画图了：
原文地址：用 windows GDI 实现软光栅化渲染器–gdi3d（开源）
然而 GDI 可是用纯 C 语言写出来的 API！GDI 编程时时刻刻都要依赖设备上下文 (就是 HDC) 和 设备句柄！纯 C-style 的代码写起来可费力不少，而且 GDI 的缺陷也逐渐显露出来，例如说什么绘制精度不高啊，支持颜色不够啊，只支持 BMP 位图啊，容易出现锯齿啊等等。
于是在 Windows 2000 的时候，微软又推出了 GDI+ ，这个 API 是基于 C++ 写的 GDI 加强版，写代码方便了不少，而且解决了上述 GDI 中出现的问题：
GDI+ 换来了好的表现效果，那么代价呢？绘制效率降低，所以 GDI+ 画图速度是明显慢于 GDI 的，一般只有 10 fps 左右。
怎么才能画的又快又好呢？GDI 和 GDI+ 都是 软件渲染 (CPU 渲染) 的，软件不行，可以用 硬件 (GPU) 啊！
其实在 Windows 95 的时候，微软就发布了第一代 DirectX 套件 ，里面就已经有初步支持硬件加速的 DirectShow 和 DirectDraw 了 (注意因为那时候 GPU 发展尚未成型，所以说是初步支持硬件加速，渲染的大头还落在 CPU 上)，后面 GPU 逐步发展到能和 CPU 平起平坐的阶段，别的厂家已经推出相关支持的渲染 API，微软坐不住了啊！之前设计的太乱，设计的不好，我就重新整合！把 DirectShow 和 DirectDraw 统统重新整合到一个新的 API 里！
在 Windows 7 发布的时候 (2009)，微软给开发者们一个大大的惊喜：Direct2D，硬件加速下的 2D 图形渲染时代正式拉开帷幕：
创建新项目：001-DrawGraphics
- 打开 VS2022，新建空项目：
- 解决方案名为 “D2D”，项目名称为 “001-DrawGraphics”，位置选桌面，然后按"创建"
- 右键项目 -> “链接器” -> “系统” -> “子系统” -> 选择"窗口" -> 按"确定"
- 右键项目新建源文件，命名为 “main.cpp”
弄一个白窗口
废话少说，我们直接开始：
#include<Windows.h>
#include<wrl.h>
#include<d2d1.h>
#pragma comment(lib, "d2d1.lib")
LRESULT CALLBACK callBackFunc(HWND hwnd, UINT msg, WPARAM wParam, LPARAM lParam);
int WINAPI WinMain(HINSTANCE hins, HINSTANCE hPrev, LPSTR lpstr, int cmdShow)
{
WNDCLASS wc = {};
wc.hInstance = hins;
wc.lpszClassName = L"D2D";
wc.lpfnWndProc = callBackFunc;
RegisterClass(&wc);
HWND hwnd = CreateWindow(wc.lpszClassName, L"你好！Direct 2D", WS_OVERLAPPEDWINDOW | WS_VISIBLE,
CW_USEDEFAULT, CW_USEDEFAULT, 640, 480, NULL, NULL, hins, NULL);
MSG msg = {};
while (GetMessage(&msg, NULL, 0, 0) > 0)
{
TranslateMessage(&msg);
DispatchMessage(&msg);
}
}
LRESULT CALLBACK callBackFunc(HWND hwnd, UINT msg, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
switch (msg)
{
case WM_DESTROY: {
PostQuitMessage(0);
} break;
default: return DefWindowProc(hwnd, msg, wParam, lParam);
}
return 0;
}
在窗口上画图
#include<Windows.h>
#include<wrl.h>
#include<d2d1.h>
#pragma comment(lib, "d2d1.lib")
using namespace Microsoft::WRL;
LRESULT CALLBACK callBackFunc(HWND hwnd, UINT msg, WPARAM wParam, LPARAM lParam);
ComPtr<ID2D1Factory> m_D2DFactory; // D2D 工厂
ComPtr<ID2D1HwndRenderTarget> m_RenderTarget; // 窗口渲染目标
ComPtr<ID2D1SolidColorBrush> m_Brush; // 纯色画刷
int WINAPI WinMain(HINSTANCE hins, HINSTANCE hPrev, LPSTR lpstr, int cmdShow)
{
WNDCLASS wc = {};
wc.hInstance = hins;
wc.lpszClassName = L"D2D";
wc.lpfnWndProc = callBackFunc;
RegisterClass(&wc);
HWND hwnd = CreateWindow(wc.lpszClassName, L"你好！Direct 2D", WS_OVERLAPPEDWINDOW | WS_VISIBLE,
CW_USEDEFAULT, CW_USEDEFAULT, 640, 480, NULL, NULL, hins, NULL);
MSG msg = {};
while (GetMessage(&msg, NULL, 0, 0) > 0)
{
TranslateMessage(&msg);
DispatchMessage(&msg);
}
}
LRESULT CALLBACK callBackFunc(HWND hwnd, UINT msg, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
switch (msg)
{
case WM_CREATE: { // 在这里创建 D2D 设备
// 创建 D2D 工厂
D2D1CreateFactory(D2D1_FACTORY_TYPE_SINGLE_THREADED, m_D2DFactory.GetAddressOf());
D2D1_RENDER_TARGET_PROPERTIES properties = {};
properties.dpiX = 0;
properties.dpiY = 0;
properties.type = D2D1_RENDER_TARGET_TYPE_HARDWARE; // 硬件渲染
properties.pixelFormat.alphaMode = D2D1_ALPHA_MODE_PREMULTIPLIED; // 开启 alpha 混合
properties.pixelFormat.format = DXGI_FORMAT_R8G8B8A8_UNORM;
D2D1_HWND_RENDER_TARGET_PROPERTIES Hwndproperties = {};
Hwndproperties.hwnd = hwnd; // 窗口句柄
Hwndproperties.pixelSize.width = 640; // 渲染目标宽度
Hwndproperties.pixelSize.height = 480; // 渲染目标高度
Hwndproperties.presentOptions = D2D1_PRESENT_OPTIONS_NONE; // 自动选择呈现模式
// 创建窗口渲染目标
m_D2DFactory->CreateHwndRenderTarget(properties, Hwndproperties, &m_RenderTarget);
// 创建纯色画刷
m_RenderTarget->CreateSolidColorBrush(D2D1::ColorF(D2D1::ColorF::Blue), &m_Brush);
} break;
case WM_PAINT: { // 在这里进行绘制操作
m_RenderTarget->BeginDraw();
m_RenderTarget->Clear(D2D1::ColorF(D2D1::ColorF::LightSteelBlue)); // 清空窗口
const UINT square_length = 40; // 正方形边长
const UINT begin_pos_x = 100; // 正方形起始位置 (x轴)
const UINT begin_pos_y = 20; // 正方形起始位置 (y轴)
bool is_black = true;
D2D1_RECT_F rect = {};
for (int i = 0; i < 11; i++)
{
for (int j = 0; j < 11; j++)
{
rect.left = begin_pos_x + j * square_length;
rect.right = rect.left + square_length;
rect.top = begin_pos_y + i * square_length;
rect.bottom = rect.top + square_length;
// 设置画刷颜色
if (is_black) m_Brush->SetColor(D2D1::ColorF(D2D1::ColorF::Black));
else m_Brush->SetColor(D2D1::ColorF(D2D1::ColorF::White));
m_RenderTarget->FillRectangle(rect, m_Brush.Get()); // 绘制矩形
is_black = !is_black;
}
}
m_RenderTarget->EndDraw();
} break;
case WM_DESTROY: {
PostQuitMessage(0);
} break;
default: return DefWindowProc(hwnd, msg, wParam, lParam);
}
return 0;
}
下一篇教程，我们要用 Direct2D 画一个淳平。