WPF绘图(一):几何(Geometry)与形状(Shape)

1. Geometry

在数学中,我们可以用一个方程描述圆:x2+y2=25。这个方程描述的是,一个半径为5,中心点在(0,0)的圆。这种纯数学的描述就是Geometry(几何)。

但此时,这个"圆"我们是看不见,摸不着的。如果想要看到这个几何图形,就必须用画笔,颜色等信息,去"绘制"它。

.Net中,Geometry类就是用于描述这种几何图形的类。它只包含描述几何图形的必要属性,并提供包括命中测试、动画等功能。它派生出以下七个类,以简化对图形的描述:

|-------------------|-----------------------|
| 类名 | 功能 |
| LineGeometry | 直线 |
| EllipseGeometry | 椭圆(圆也是椭圆的一种) |
| RectangleGeometry | 矩形 |
| PathGeometry | 路线(类似与随手画的一条任意线) |
| GeometryGroup | 几何图形组(把多个几何图形放在一起) |
| CombinedGeometry | 组合图形(将多个几何图形做布尔运算) |
| StreamGeometry | 它是PathGeometry的轻量级对象。 |

1.1 LineGeometry

它表示一条直线。

它主要属性有EndPoint和StartPoint,用于定义直线的终点和起点。

复制代码
Point start = new Point(0,0); 
Point end = new Point(50,50); 
LineGeometry line = new LineGeometry(start,end);

1.2 EllipseGeometry

它表示一个椭圆(圆也是椭圆的一种)。

它主要属性有Center(中心点坐标)、RadiusX(x轴半径)、RadiusY(Y轴半径)。

复制代码
Point center = new Point(50,50); 
EllipseGeometry ellipseGeo = new EllipseGeometry(center , 45, 20);

1.3 RectangleGeometry

它表示一个矩形(正方形也是矩形的一种)。

它主要属性有Rect(矩形框)、RadiusX(x轴半径)、RadiusY(y轴半径)。当定义了Rect属性后,RadiusX和RadiusY的值也就确定了;当给定了RadiusX和RadiusY的值,Rect属性的值也就确定了。

复制代码
RectangleGeometry rect = new RectangleGeometry(10,20);

1.4 PathGeometry

它表示一条路线。这条路线中,可以有直线给,也可以有曲线。

它最重要的属性是Figures(路径图元),类型是PathFigureCollection,意味着它是一个集合,可以装载多个PathFigure对象。

PathFigure类,有一个重要的属性Segments,类型是PathSegmentCollection,意味着它也是一个集合,可以装载多个PathSegment(路径中的一部分)对象。

由此可见:多个Segment组成了一个PathSegmentCollection(PathFigure的Segment属性);多个PathFigure组成了一个PathFigureCollection(PathGeometry的PathFigure属性)。

复制代码
// 定义SegmentCollection1 
LineSegment line1 = new(...);                                // 定义直线部分
PolyLineSegment pline1 = new (...);                         // 定义多段线部分
ArcSegment arc1 = new(...);                                  // 定义弧形线段部分
PathSegmentCollection segments1 = new(new PathSegment[] { line1, pline1, arc1 }); // 定义PathSegment集合 
PathFigure path1 = new(new Point(0, 0), segments1, false);   // 定义第一个的PathFigure 

// 定义SegmentCollection2 
LineSegment line2 = new(...); 
BezierSegment beszier = new(...); // 定义Bezier曲线部分
PathSegmentCollection segments2 = new(new PathSegment[] { line2, beszier }); 
PathFigure path2 = new(new Point(300, 0), segments2, false); // 定义第二个的PathFigure 


// 定义PathFigureCollection 
PathFigureCollection pathFigures = new(new PathFigure[] { path1, path2 }); 
PathGeometry pathGeo = new() { Figures = pathFigures };      // 定义PathGeometry 
复制代码

备注:.Net提供"路径标记语法"用于简化PathFigures的创建。

1.5 GeometryGroup

它表示多个集合图形的集合。

它的主要属性有Children(包含的子图形),类型是GeometryCollection,意味着它可以可以装载多个Geometry对象。

复制代码
LineGeometry lineGeo = new(); 
RectangleGeometry rectGeo = new(); 
PathGeometry pathGeo = new(); 
GeometryGroup geoGroup = new() { Children = new GeometryCollection() { lineGeo, rectGeo, pathGeo } };

GeometryGroup中的几何图形,也可以设置FillRule属性,以设置多个几何图形交叉区域的合并方式。

1.6 CombinedGeometry

它表示一个,由两个几何图形组合而成的图形。

它的主要属性有Geometry1(几何图形1)、Geometry2(几何图形2)、GeometryCombineMode(图形结合的方式)

复制代码
RectangleGeometry rectGeo = new(); 
PathGeometry pathGeo = new(); 
CombinedGeometry CombineGeo = new(GeometryCombineMode.Exclude, rectGeo, pathGeo);

备注:

  • 该类的GeometryCombineMode指的是多个图形的"结合"方式,这种方式通常指的是布尔运算;而部分Geometry对象的FillRule,指的是交叠的图形的"填充"方式。指的是图形的重叠闭合区域的"填充"方式;
  • 虽然CombineGeometry只能"结合"两个Geometry对象。但是要注意,Geometry1和Geometry2的类型都是Geometry,意味只要只要是Geometry的子类,都可以赋值给这两个属性。因此,可以将多个Geometry填到GemetryGroup中,也可以两两CombinedGeometry,然后再将CombinedGeometry再CombinedGeometry。

1.7 StreamGeometry

它是PathGeometry的轻量级表示,不支持数据绑定、动画或修改。

这意味着,如果PathGeometry占用太多资源,且不需要数据绑定、动画、修改等功能,可以用StreamGeometry来替代。

它的工作原理是创建一个StreamGeometryContext对象,并在这个对象中绘制图形。所以,它没有图形数据相关的属性,

复制代码
StreamGeometry streamGoe = new(); 
StreamGeometryContext context = streamGoe.Open(); 
context.ArcTo(...); // SteamGeometryContext类提供了多种绘图方法。 context.PolyLineTo(...); 
context.Close();

2. Shape

形状(Shape),就是一个能看得到的几何图形。例如我们在白纸上,用红色的笔画一条直线,一个矩形。

由此可见,Shape的本质,就是在几何图形(Geometry)的基础上,加上画笔,颜色等信息,绘制而成。

.Net中,Shape就是表示"形状"的类。它是一个抽象类,继承自FrameworkElement,这意味着它是一个元素,可以直接显示在窗体上。

Shape类派生出了以下几个类:

|-----------|-----|
| 类型 | 功能 |
| Ellipse | 椭圆形 |
| Line | 直线 |
| Path | 路径 |
| Polygon | 多边形 |
| Polyline | 多段线 |
| Rectangle | 矩形 |

这些类都比较容易使用,就不再一一赘述。

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