11.绘图

WPF基本的图形包括：

• Line，直线段
• Rectangle，矩形
• Ellipse，椭圆
• Polygon，多边形，由多条直线段围成的闭合区域
• Polylin，折线，不闭合
• Path，路径，闭合区域，基本图形中功能最强大的一个，可由直线、圆弧、贝塞尔曲线组成

绘图不一定要在Canvas中完成，可以再任何一种布局中完成。

基本图形

Line

X1,Y1作为起点，X2,Y2作为终点。Stroke(边线)属性的数据类型是Brush，用来填充。

<Window x:Class="WpfApplication1.Window45"
        xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"
        xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml"
        Title="Window45" Height="293" Width="437">
    <Grid>
        <Line X1="10" Y1="20" X2="260" Y2="20" Stroke="Red" StrokeThickness="10"></Line>
        <Line X1="10" Y1="40" X2="260" Y2="40" Stroke="Orange" StrokeThickness="6"></Line>
        <Line X1="10" Y1="60" X2="260" Y2="60" Stroke="Green" StrokeThickness="3"></Line>
        <Line X1="10" Y1="80" X2="260" Y2="80" Stroke="Purple" StrokeThickness="2"></Line>
        <Line X1="10" Y1="100" X2="260" Y2="100" Stroke="Black" StrokeThickness="1"></Line>
        <Line X1="10" Y1="120" X2="260" Y2="120" StrokeDashArray="3" Stroke="Black" StrokeThickness="1"></Line>
        <Line X1="10" Y1="140" X2="260" Y2="140" StrokeDashArray="5" Stroke="Black" StrokeThickness="1"></Line>
        <Line X1="10" X2="260" Y1="160" Y2="160" Stroke="Black" StrokeThickness="6" StrokeEndLineCap="Flat"></Line>
        <Line X1="10" X2="260" Y1="180" Y2="180" Stroke="Black" StrokeThickness="8" StrokeEndLineCap="Triangle"></Line>
        <Line X1="10" X2="260" Y1="200" Y2="200" StrokeEndLineCap="Round" StrokeThickness="10">
            <Line.Stroke>
                <LinearGradientBrush EndPoint="0,0.5" StartPoint="1,0.5">
                    <GradientStop Color="Blue"></GradientStop>
                    <GradientStop Offset="1" Color="Red"></GradientStop>
                </LinearGradientBrush>
            </Line.Stroke>
        </Line>
    </Grid>
</Window>

Rectangle

矩形由Stroke（边线）和Fill（填充）构成。数据类型均为Brush，常见的Brush子类有：

• SolidColorBrush：实心画刷，常用Red、Blue等字符串赋值
• LinearGradientBrush:线性渐变画刷
• RadialGradentBrush:径向渐变画刷
• ImageBrush:图片作为内容
• DrawingBrush：矢量图或者位图填充
• VisualBrush:每个控件的可视化形象可以通过Visual类的方法获得，并用该形象进行填充，这就是VisualBrush。如：控件被拖拽过程中显示一个幻影，这个幻影就可以使用VisualBrush来填充。

<Window x:Class="WpfApplication1.Window46"
        xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"
        xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml"
        Title="Window46" Height="390" Width="600">
    <Grid>
        <Grid.ColumnDefinitions>
            <ColumnDefinition Width="180" />
            <ColumnDefinition Width="10" />
            <ColumnDefinition Width="180" />
            <ColumnDefinition Width="10" />
            <ColumnDefinition Width="180*" />
        </Grid.ColumnDefinitions>
        <Grid.RowDefinitions>
            <RowDefinition Height="160" />
            <RowDefinition Height="10" />
            <RowDefinition Height="160" />
        </Grid.RowDefinitions>
        <!--实心填充-->
        <Rectangle Grid.Row="0" Grid.Column="0" Stroke="Black" Fill="LightBlue"></Rectangle>
        <!--线性渐变-->
        <Rectangle Grid.Row="0" Grid.Column="2">
            <Rectangle.Fill>
                <LinearGradientBrush StartPoint="0,0" EndPoint="1,1">
                    <GradientStop Color="#FFB6F8F1" Offset="0"></GradientStop>
                    <GradientStop Color="#FF0082BD" Offset="0.25"></GradientStop>
                    <GradientStop Color="#FF95DEFF" Offset="0.6"></GradientStop>
                    <GradientStop Color="#FF004F72" Offset="1"></GradientStop>
                </LinearGradientBrush>
            </Rectangle.Fill>
        </Rectangle>
        <!--径向渐变-->
        <Rectangle Grid.Row="0" Grid.Column="4">
            <Rectangle.Fill>
                <RadialGradientBrush>
                    <GradientStop Color="#FFB6F8F1" Offset="0"></GradientStop>
                    <GradientStop Color="#FF0082BD" Offset="0.25"></GradientStop>
                    <GradientStop Color="#FF95DEFF" Offset="0.75"></GradientStop>
                    <GradientStop Color="#FF004F72" Offset="1.5"></GradientStop>
                </RadialGradientBrush>
            </Rectangle.Fill>
        </Rectangle>
        <!--图片填充-->
        <Rectangle Grid.Row="2" Grid.Column="0">
            <Rectangle.Fill>
                <ImageBrush ImageSource="./01077_1.png" Viewport="0,0,0.3,0.3" TileMode="Tile">
                    
                </ImageBrush>
            </Rectangle.Fill>
        </Rectangle>
        <!--矢量图-->
        <Rectangle Grid.Row="2" Grid.Column="2">
            <Rectangle.Fill>
                <DrawingBrush Viewport="0,0,0.2,0.2" TileMode="Tile">
                    <DrawingBrush.Drawing>
                        <GeometryDrawing Brush="LightBlue">
                            <GeometryDrawing.Geometry>
                                <EllipseGeometry RadiusX="10" RadiusY="10"></EllipseGeometry>
                            </GeometryDrawing.Geometry>
                        </GeometryDrawing>
                    </DrawingBrush.Drawing>
                </DrawingBrush>
            </Rectangle.Fill>
        </Rectangle>
        <!--无填充，使用线性渐变填充边框-->
        <Rectangle Grid.Row="2" Grid.Column="5" StrokeThickness="10">
            <Rectangle.Stroke>
                <LinearGradientBrush StartPoint="0,0" EndPoint="1,1">
                    <GradientStop Color="White" Offset="0.3"></GradientStop>
                    <GradientStop Color="Blue" Offset="1"></GradientStop>
                </LinearGradientBrush>
            </Rectangle.Stroke>
        </Rectangle>
    </Grid>
</Window>

使用visualBrush的案例

<Grid Margin="10">
    <Grid.ColumnDefinitions>
        <ColumnDefinition Width="160" />
        <ColumnDefinition Width="*" />
        <ColumnDefinition Width="160" />
    </Grid.ColumnDefinitions>
    <StackPanel Background="White" x:Name="spleft">
        <Button Height="40" Content="OK" x:Name="btnReal" Click="btnReal_Click"></Button>
    </StackPanel>
    <Button Grid.Column="1" Content=">>" Margin="5,0"></Button>
    <StackPanel Grid.Column="2" Background="White" x:Name="spRight">
    </StackPanel>
</Grid>

double o = 1;//不透明度指数
private void btnReal_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
{
    VisualBrush vb = new VisualBrush(this.btnReal);
    Rectangle rtg = new Rectangle();
    rtg.Width = btnReal.Width;
    rtg.Height = btnReal.Height;
    rtg.Fill = vb;
    rtg.Opacity = o;
    o -= 0.2;
    this.spRight.Children.Add(rtg);
}

Ellipse

<Grid>
    <Ellipse Height="140"  Name="ellipse1" Stroke="Gray" Width="140" Cursor="Hand" ToolTip="A Ball">
        <Ellipse.Fill>
            <RadialGradientBrush GradientOrigin="0.2,0.8" RadiusX="0.75" RadiusY="0.75">
                <RadialGradientBrush.RelativeTransform>
                    <TransformGroup>
                        <RotateTransform Angle="90" CenterX="0.5" CenterY="0.5"></RotateTransform>
                    </TransformGroup>
                </RadialGradientBrush.RelativeTransform>
                <GradientStop Color="#FFFFFFFF" Offset="0" />
                <GradientStop Color="#FF444444" Offset="0.66" />
                <GradientStop Color="#FF999999" Offset="1" />
            </RadialGradientBrush>
        </Ellipse.Fill>
    </Ellipse>
</Grid>

Path

路径可以替代其他几种图形，并且可以将直线、圆弧等基本元素结合形成复杂的图形。Path最重要的属性是Data，其数据类型为Geometry抽象类。Geometry子类包括：

• LineGeometry:直线几何
• RectangleGeometry:矩形几何
• EllipseGeometry:椭圆几何
• PathGeometry:路径几何
• StreamGeometry:PathGeometry的轻量替代类，不支持Binding、动画等
• CombinedGeometry:多个基本图形的组合，形成一个几何图形
• GeometryGroup:多个基本图形的组合，形成一个几何图形组

与Line、Rectangle等的区别：Line等可以独立存在，而Geometry只能结合其他几何，不能独立存在。

<Grid>
    <Grid.RowDefinitions>
        <RowDefinition Height="160" />
        <RowDefinition Height="160" />
    </Grid.RowDefinitions>
    <Grid.ColumnDefinitions>
        <ColumnDefinition Width="160" />
        <ColumnDefinition Width="160" />
    </Grid.ColumnDefinitions>
    <!--直线-->
    <Path Stroke="Blue" StrokeThickness="2" Grid.Row="0" Grid.Column="0">
        <Path.Data>
            <LineGeometry StartPoint="0,0" EndPoint="160,160"></LineGeometry>
        </Path.Data>
    </Path>
    <!--矩形路径-->
    <Path Stroke="Orange" Fill="Yellow" Grid.Row="0" Grid.Column="1">
        <Path.Data>
            <RectangleGeometry Rect="20,20,120,120" RadiusX="10" RadiusY="10"></RectangleGeometry>
        </Path.Data>
    </Path>
    <!--椭圆路径-->
    <Path Stroke="Green" Fill="LawnGreen" Grid.Column="0" Grid.Row="1">
        <Path.Data>
            <EllipseGeometry Center="80,80" RadiusX="60" RadiusY="40"></EllipseGeometry>
        </Path.Data>
    </Path>
    <!--自定义路径-->
    <Path Stroke="Yellow" Fill="Orange" Grid.Row="1" Grid.Column="1">
        <Path.Data>
            <PathGeometry>
 <!--Path.Figures属性可以容纳Figuress对象，PathFigure的Segments属性可以容纳各种线段用于形复杂的图形-->
                <PathGeometry.Figures>
                    <PathFigure StartPoint="25,140" IsClosed="True">
                        <PathFigure.Segments>
                            <LineSegment Point="20,40"></LineSegment>
                            <LineSegment Point="40,110"></LineSegment>
                            <LineSegment Point="50,20"></LineSegment>
                            <LineSegment Point="80,110"></LineSegment>
                            <LineSegment Point="110,20"></LineSegment>
                            <LineSegment Point="120,110"></LineSegment>
                            <LineSegment Point="140,40"></LineSegment>
                            <LineSegment Point="135,140"></LineSegment>
                        </PathFigure.Segments>
                    </PathFigure>
                </PathGeometry.Figures>
            </PathGeometry>
        </Path.Data>
    </Path>
</Grid>

PathFigure的Segments属性所包含的线段：

• LineSegment:直线
• ArcSegment:圆弧
• BezierSement:三次方贝塞尔曲线
• QuadraticBezierSement:二次方贝塞尔曲线
• PolyLineSegment:多直线段
• PolyBezierSegment:多三次方贝塞尔曲线
• PolyQuadraticBezierSement:多二次方贝塞尔曲线

注意：绘制上面的线段是没有起点的，起点就是上一个线段的终点，第一个线段的起点是PathFigure的StartPoint。

路径标记法

Path非常强大，但是上面的标签式的语法过于繁琐。WPF提供路径标记法来替代标签式语法。、

路径标记法就是各种线段的简记法，如<LineSegment Point="15,15">可以改为L, 15,15。除此之外，路径标记法还增加了一些实用的命令，如H 80，代表从当前点画一条水平直线，横坐标终点是80。

使用路径标记法的步骤分为三步移动至起点->绘图->闭合图形，常用命令如下：

命令	用途	语法	示例	标签式语法	分类
M	移动到起点	M 起始点	M 10,10		移动命令
L	绘制直线	L 终点	L 150,30		绘图命令
H	绘制水平直线	H 终点横坐标	H 180		绘图命令
V	绘制数值线	V 终点纵坐标	V 180		绘图命令
A	绘制圆弧	A 母椭圆尺寸 旋转角度是否大弧 顺/逆 终点	A 180,80 45 1 1 150,150		绘图命令
C	三次方贝塞尔曲线	C 控制点1 控制点2 终点	C 250,0 50,200 300,200		绘图命令
Q	二次方贝塞尔	Q 控制点1 终点	Q 150,100 300,200		绘图命令
S	平滑三次贝塞尔	S 控制点2 终点	S 100,200 200,300		绘图命令
T	平滑二次方贝塞尔	T 终点	T 400,200		绘图命令
Z	闭合图形	Z	M 0,0 L 40,80 L80,40 Z		关闭命令

裁剪界面

不规则窗体和控件仅需使用Clip属性就可以做到。

<Grid VerticalAlignment="Center" HorizontalAlignment="Center">
    <Path Stroke="Orange" Fill="Yellow" x:Name="clipPath0" Visibility="Hidden" Data="M 55,100 A 50,50 0 1 1 100,60 A 110,95 0 0 1 200,60 A 50,50 0 1 1 250,100 A 110,95 0 1 1 55,100 Z">
    </Path>
    <Button Content="Clip" Width="80" Height="25" Click="Button_Click" HorizontalAlignment="Center" VerticalAlignment="Center"></Button>
</Grid>

private void Button_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
{
    this.Clip = clipPath0.Data;
}

图形的效果与滤镜

简单易用的BitmapEffect

WPF早期的效果属性，是使用CPU来进行运算，会导致程序卡顿，不建议使用

BitmapEffect派生类：

• BevelBitmapEffect:斜角效果
• BitmapEffectGroup:符合效果
• BlurBitmapEffect:模糊效果
• DropShadowBitmapEffect:投影效果
• EmbossBitmapEffect:浮雕效果
• OuterGlowBitmapEffect:外发光效果

<Button Content="Click Me" Grid.Column="0" Grid.Row="0" Margin="20">
    <Button.BitmapEffect>
        <BlurBitmapEffect Radius="3"/>
    </Button.BitmapEffect>
</Button>

Effect

采用GPU对UI进行渲染，功能强大。

Effect具有如下派生类

• BlurEffect:模糊效果
• DropShadowEffect:投影效果
• ShaderEffect:着色器（抽象类）

图形的变形

WPF中的变形与UI元素是分开的，可以单独设置一个旋转45度的变形，然后把该变形赋值给不同的UI元素。

控制变形的属性有两个：

• RenderTransform:呈现变形
• LayoutTransform:布局变形

这两个属性的值类型为Transform抽象类型，常见的派生类有：

• MatrixTransform:矩阵变形
• RotateTransform:旋转变形
• ScaleTransform:缩放变形
• SkewTransform:拉伸变形
• TranslateTransform:偏移变形
• TransformGroup:变形组

呈现变形（Render Transform）

让UI元素呈现出来的属性与本来的属性不一样，如按钮本来在左上角，但是让他呈现在右下角，且旋转45度。

<Window x:Class="WpfApplication1.Window59"
        xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"
        xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml"
        Title="Window59" Height="334" Width="485">
    <Grid Margin="10" Background="AliceBlue">
        <Grid.ColumnDefinitions>
            <ColumnDefinition Width="Auto">
            </ColumnDefinition>
            <ColumnDefinition Width="*">
            </ColumnDefinition>
        </Grid.ColumnDefinitions>
        <Grid.RowDefinitions>
            <RowDefinition Height="Auto">
            </RowDefinition>
            <RowDefinition Height="*"></RowDefinition>
        </Grid.RowDefinitions>
        <Button Width="80" Height="80" Content="OK" Background="Red" Foreground="White">
            <Button.RenderTransform>
                <!--复合变形-->
                <TransformGroup>
                    <!--旋转变形-->
                    <RotateTransform CenterX="40" CenterY="40" Angle="45"></RotateTransform>
                    <!--偏移变形-->
                    <TranslateTransform X="300" Y="150"></TranslateTransform>
                </TransformGroup>
            </Button.RenderTransform>
        </Button>
    </Grid>
</Window>

在Grid中划分了2行2列，第一行第一列根据Button自动调整，然后利用变形天正button的位置和角度，但是Button本身的位置属性却没有改变，这样仅仅改变button的显示效果会极大提高效率。所以在做动画的时候一定要用Render Transform。

布局变形

与呈现变形不同，布局变形会影响整个窗体的布局导致重新测算，所以会影响程序的性能。布局变形一般用在静态变形上。

实现文字纵向排列

• 使用呈现变形

<Grid x:Name="titleBar" Background="LightBlue">
    <Grid.ColumnDefinitions>
        <ColumnDefinition Width="Auto"></ColumnDefinition>
        <ColumnDefinition Width="*"></ColumnDefinition>
    </Grid.ColumnDefinitions>
    <TextBlock FontSize="24" Text="Hello Transformer" VerticalAlignment="Bottom" HorizontalAlignment="Center">
        <TextBlock.LayoutTransform>
            <RotateTransform Angle="-90"></RotateTransform>
        </TextBlock.LayoutTransform>
    </TextBlock>
</Grid>

看上去实现了纵向排列，但事实上TextBox本身属性没有变，所以Grid的第一列宽度任然没有变。

• 使用布局变形

将上面的

<TextBlock.LayoutTransform>
    <RotateTransform Angle="-90"></RotateTransform>
</TextBlock.LayoutTransform>

改为

<TextBlock.LayoutTransform>
    <RotateTransform Angle="-90"></RotateTransform>
</TextBlock.LayoutTransform>

此时，Grid的第一列宽度改变。