Direct2D 极速教程(1) —

Direct2D 极速教程(1) —— 画图形

极速导航

- 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

在这里插入图片描述

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：

在这里插入图片描述

这是实打实用 GDI 实现的软件光栅化画 3D 模型，太恐怖了！

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：

在这里插入图片描述

用 GDI+ 画圆，边缘锯齿感明显减轻了很多

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！

在这里插入图片描述

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：

在这里插入图片描述

创建新项目：001-DrawGraphics

打开 VS2022，新建空项目：

在这里插入图片描述

解决方案名为 “D2D”，项目名称为 “001-DrawGraphics”，位置选桌面，然后按"创建"

在这里插入图片描述

右键项目 -> “链接器” -> “系统” -> “子系统” -> 选择"窗口" -> 按"确定"

在这里插入图片描述

右键项目新建源文件，命名为 “main.cpp”

在这里插入图片描述

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;
}

在这里插入图片描述

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;
}