Direct2D教程（六）图形也能做运算

概述

大家都学过集合运算，给定两个集合，可以求他们的并集，交集，差集等。其实图形之间也能做运算，今天就带大家开始图形运算之旅，讲讲如何合并图形。在D2D中有四种方法合并图形，分别是并（UNION），交（INTERSECT），差（EXCLUDE）和异或（XOR）。那么图形之间是如何合并的呢？两个图形之间进行Xor的结果是什么呢？为了便于理解，我先把效果图贴上来。下面图片中第一副图示两个圆的原始图，第二副图是UNION的结果，取两个圆所有的部分，但是公共部分只保留一份。第三幅图是INTERSECT的结果，取两个圆的公共部分。第四幅图是XOR的结果，取两个圆公共部分以外的部分。最后一幅图是EXCLUDE的结果，这个相当于集合的减法运算，在一个圆中去除两个圆的公共部分。

合并图形的基本步骤

图形的合并要经历以下几个步骤，合并后的图形是存放在path geometry中的。

• 创建待合并的图形
• 创建path geometry
• 获取path geometry中的sink对象
• 调用CombineWithGeometry函数进行合并

下面以UNION操作为例，详细演示如何合并图形。首先声明几个变量，pPathGeometryUnion用来存放合并后的图形，pCircleGeometry1和pCircleGeometry2表示待合并的两个圆。

ID2D1PathGeometry* pPathGeometryUnion = NULL ;
ID2D1EllipseGeometry*   pCircleGeometry1        = NULL ;
ID2D1EllipseGeometry*   pCircleGeometry2        = NULL ;

 创建待合并的图形

这里创建两个圆，半径都是50.0f，一个圆心在（75.0f, 75.0f），另一个圆心在（125.0f, 75.0f），也就是说这两个圆是相交的。对应上面图片中第一副图。

// 第一个圆
const D2D1_ELLIPSE circle1 = D2D1::Ellipse(
    D2D1::Point2F(75.0f, 75.0f),
        50.0f,
        50.0f
    ) ;

pD2DFactory->CreateEllipseGeometry(
        &circle1,
        &pCircleGeometry1
    ) ;

// 第二个圆
const D2D1_ELLIPSE circle2 = D2D1::Ellipse(
    D2D1::Point2F(125.0f, 75.0f),
    50.0f,
    50.0f
) ;

pD2DFactory->CreateEllipseGeometry(
        &circle2,
        &pCircleGeometry2
    ) ;

创建path geometry

hr = pD2DFactory->CreatePathGeometry(&pPathGeometryUnion) ;

获取path geometry的sink对象

if(SUCCEEDED(hr))
{
    ID2D1GeometrySink *pGeometrySink = NULL;
    hr = pPathGeometryUnion->Open(&pGeometrySink) ;
}

调用CombineWithGeometry进行合并

CombineWithGeometry是ID2D1SimplifiedGeometrySink接口里面的一个函数，所以任何类型的geometry都可以进行合并操作，合并的方式就是一个图形调用这个函数，将另一个图形作为参数传进去，比如要合并A和B两个图形，调用方法就是A->CombineWithGeometry(B, ...)。看一下这个函数的定义。

HRESULT CombineWithGeometry(
    [in]   ID2D1Geometry *inputGeometry,
    D2D1_COMBINE_MODE combineMode,
    [ref]  const D2D1_MATRIX_3X2_F &inputGeometryTransform,
    [in]   ID2D1SimplifiedGeometrySink *geometrySink
) const;

第一个参数是待合并的图形，相当于上面例子中的B，第二个参数是合并的方式，目前有下面四种。

• D2D1_COMBINE_MODE_UNION （并-两个图形的所有部分）
• D2D1_COMBINE_MODE_INTERSECT （交-两个图形的公共部分）
• D2D1_COMBINE_MODE_XOR （异或-两个图形的所有部分，但公共部分除外）
• D2D1_COMBINE_MODE_EXCLUDE （差-属于一个图形而不属于另外一个图形的部分）

第三个参数是一个变换矩阵，可以在合并之前对参数一进行一些变换。最后一个参数是path geometry的sink对象，用来接收合并后的图形。调用代码如下，这里我们选择UNION合并方式，合并前不做任何变换，所以第三个参数传入NULL。

hr = pPathGeometryUnion->Open(&pGeometrySink) ;
if(SUCCEEDED(hr))
{
    hr = pCircleGeometry1->CombineWithGeometry(
        pCircleGeometry2,
        D2D1_COMBINE_MODE_UNION,
        NULL,
        pGeometrySink
    ) ;
}

绘制

由于图形已经合并，并且合并的结果已经存放到path geometry中，所以直接调用对应的path geometry即可进行绘制，也就是上面的pPathGeometryUnion。

pRenderTarget->SetTransform(D2D1::Matrix3x2F::Translation(100, 100));
pRenderTarget->DrawGeometry(pPathGeometryUnion, pBlackBrush) ;
pRenderTarget->FillGeometry(pPathGeometryUnion, pFillBrush) ;

总结

学习Direct2D已经有两个月的时间了，断断续续，现在的学习还比较浅，主要停留在如何使用API层面上，在随后的系列中，我会逐渐加入一些Demo，把相关的知识点整合到一起，这样也能一些整体的认识，对各种资源之间的协调有更深刻的认识。另外，这一篇也是Geometry系列的最后一篇，从下一篇开始学习（Brush）画刷。这是我第一次认真的写一个系列，以前曾经多次尝试，但都是有始无终，这次我想坚持下去，所以希望大家多多给我提意见，我一直觉得写一篇通俗易懂的文章绝非易事，我也经常把以前写过的文章从新拿出来重新审视并作些修改。因为一个技术点，你自己明白了，不一定能给别人讲明白，所以无论是什么意见，技术上的，写作技巧上的，或者其他方面的，越多越好！