Criar um aplicativo Direct2D simples

  • Artigo

Este tópico orienta você pelo processo de criação da classe DemoApp, que cria uma janela, e usa Direct2D para desenhar conteúdo. Neste tutorial, você aprenderá a criar Direct2D recursos e desenhar formas básicas. Você também aprenderá a estruturar seu aplicativo para aprimorar o desempenho minimizando a criação de recursos.

Para seguir o tutorial, você pode usar o Microsoft Visual Studio para criar um projeto Win32 e, em seguida, substituir o código no cabeçalho e .cpp arquivo do aplicativo main pelo código descrito neste tutorial.

Consulte também o aplicativo de exemplo aplicativo Direct2D simples no GitHub.

Observação

Se você quiser criar um aplicativo de Plataforma Universal do Windows (UWP) que usa Direct2D, consulte o Direct2D guia de início rápido para Windows 8 tópico.

Para obter uma visão geral das interfaces que você pode usar para criar Direct2D conteúdo, consulte a visão geral da API do Direct2D.

Após a conclusão do tutorial, a classe DemoApp produz a saída mostrada na ilustração a seguir.

ilustração de dois retângulos em uma tela de fundo de grade

Parte 1: Criar o cabeçalho DemoApp

Nesta etapa, você configura seu aplicativo para usar Direct2D adicionando os cabeçalhos e macros necessários. Você também declara os métodos e membros de dados que usará em partes posteriores deste tutorial.

  1. No arquivo de cabeçalho do aplicativo, inclua os cabeçalhos usados com frequência a seguir.

    // Windows Header Files:
#include <windows.h>

// C RunTime Header Files:
#include <stdlib.h>
#include <malloc.h>
#include <memory.h>
#include <wchar.h>
#include <math.h>

#include <d2d1.h>
#include <d2d1helper.h>
#include <dwrite.h>
#include <wincodec.h>

  2. Declare funções adicionais para liberar interfaces e macros para tratamento de erros e recuperação do endereço base do módulo.

    template<class Interface>
inline void SafeRelease(
    Interface **ppInterfaceToRelease)
{
    if (*ppInterfaceToRelease != NULL)
    {
        (*ppInterfaceToRelease)->Release();
        (*ppInterfaceToRelease) = NULL;
    }
}

#ifndef Assert
#if defined( DEBUG ) || defined( _DEBUG )
#define Assert(b) do {if (!(b)) {OutputDebugStringA("Assert: " #b "\n");}} while(0)
#else
#define Assert(b)
#endif //DEBUG || _DEBUG
#endif

#ifndef HINST_THISCOMPONENT
EXTERN_C IMAGE_DOS_HEADER __ImageBase;
#define HINST_THISCOMPONENT ((HINSTANCE)&__ImageBase)
#endif

  3. Declare métodos para inicializar a classe, criar e descartar recursos, manipular o loop de mensagem, renderizar conteúdo e o procedimento windows.

    class DemoApp
{
public:
    DemoApp();
    ~DemoApp();

    // Register the window class and call methods for instantiating drawing resources
    HRESULT Initialize();

    // Process and dispatch messages
    void RunMessageLoop();

private:
    // Initialize device-independent resources.
    HRESULT CreateDeviceIndependentResources();

    // Initialize device-dependent resources.
    HRESULT CreateDeviceResources();

    // Release device-dependent resource.
    void DiscardDeviceResources();

    // Draw content.
    HRESULT OnRender();

    // Resize the render target.
    void OnResize(
        UINT width,
        UINT height
        );

    // The windows procedure.
    static LRESULT CALLBACK WndProc(
        HWND hWnd,
        UINT message,
        WPARAM wParam,
        LPARAM lParam
        );
};

  4. Como membros da classe, declare ponteiros para um objeto ID2D1Factory , um objeto ID2D1HwndRenderTarget e dois objetos ID2D1SolidColorBrush .

    private:
HWND m_hwnd;
ID2D1Factory* m_pDirect2dFactory;
ID2D1HwndRenderTarget* m_pRenderTarget;
ID2D1SolidColorBrush* m_pLightSlateGrayBrush;
ID2D1SolidColorBrush* m_pCornflowerBlueBrush;

Parte 2: Implementar a infraestrutura de classe

Nesta parte, você implementa o construtor e o destruidor de DemoApp , seus métodos de inicialização e loop de mensagens e a função WinMain . A maioria desses métodos tem a mesma aparência encontrada em qualquer outro aplicativo Win32. A única exceção é o método Initialize, que chama o método CreateDeviceIndependentResources (que você definirá na próxima parte), que cria vários recursos Direct2D.

  1. No arquivo de implementação de classe, implemente o construtor e o destruidor de classe. O construtor deve inicializar seus membros para NULL. O destruidor deve liberar todas as interfaces armazenadas como membros da classe.

    DemoApp::DemoApp() :
    m_hwnd(NULL),
    m_pDirect2dFactory(NULL),
    m_pRenderTarget(NULL),
    m_pLightSlateGrayBrush(NULL),
    m_pCornflowerBlueBrush(NULL)
{}

DemoApp::~DemoApp()
{
    SafeRelease(&m_pDirect2dFactory);
    SafeRelease(&m_pRenderTarget);
    SafeRelease(&m_pLightSlateGrayBrush);
    SafeRelease(&m_pCornflowerBlueBrush);
}

  2. Implemente o método DemoApp::RunMessageLoop , que converte e envia mensagens.

    void DemoApp::RunMessageLoop()
{
    MSG msg;

    while (GetMessage(&msg, NULL, 0, 0))
    {
        TranslateMessage(&msg);
        DispatchMessage(&msg);
    }
}

  3. Implemente o método Initialize , que cria a janela, mostra-o e chama o método DemoApp::CreateDeviceIndependentResources . Você implementará o método CreateDeviceIndependentResources na próxima seção.

    HRESULT DemoApp::Initialize()
{
    HRESULT hr;

    // Initialize device-independent resources, such
    // as the Direct2D factory.
    hr = CreateDeviceIndependentResources();

    if (SUCCEEDED(hr))
    {
        // Register the window class.
        WNDCLASSEX wcex = { sizeof(WNDCLASSEX) };
        wcex.style         = CS_HREDRAW | CS_VREDRAW;
        wcex.lpfnWndProc   = DemoApp::WndProc;
        wcex.cbClsExtra    = 0;
        wcex.cbWndExtra    = sizeof(LONG_PTR);
        wcex.hInstance     = HINST_THISCOMPONENT;
        wcex.hbrBackground = NULL;
        wcex.lpszMenuName  = NULL;
        wcex.hCursor       = LoadCursor(NULL, IDI_APPLICATION);
        wcex.lpszClassName = L"D2DDemoApp";

        RegisterClassEx(&wcex);

        // In terms of using the correct DPI, to create a window at a specific size
        // like this, the procedure is to first create the window hidden. Then we get
        // the actual DPI from the HWND (which will be assigned by whichever monitor
        // the window is created on). Then we use SetWindowPos to resize it to the
        // correct DPI-scaled size, then we use ShowWindow to show it.

        m_hwnd = CreateWindow(
            L"D2DDemoApp",
            L"Direct2D demo application",
            WS_OVERLAPPEDWINDOW,
            CW_USEDEFAULT,
            CW_USEDEFAULT,
            0,
            0,
            NULL,
            NULL,
            HINST_THISCOMPONENT,
            this);

        if (m_hwnd)
        {
            // Because the SetWindowPos function takes its size in pixels, we
            // obtain the window's DPI, and use it to scale the window size.
            float dpi = GetDpiForWindow(m_hwnd);

            SetWindowPos(
                m_hwnd,
                NULL,
                NULL,
                NULL,
                static_cast<int>(ceil(640.f * dpi / 96.f)),
                static_cast<int>(ceil(480.f * dpi / 96.f)),
                SWP_NOMOVE);
            ShowWindow(m_hwnd, SW_SHOWNORMAL);
            UpdateWindow(m_hwnd);
        }
    }

    return hr;
}

  4. Implemente o método WinMain , que serve como o ponto de entrada do aplicativo. Inicialize uma instância do DemoApp, classe e inicie seu loop de mensagem.

    int WINAPI WinMain(
    HINSTANCE /* hInstance */,
    HINSTANCE /* hPrevInstance */,
    LPSTR /* lpCmdLine */,
    int /* nCmdShow */
    )
{
    // Use HeapSetInformation to specify that the process should
    // terminate if the heap manager detects an error in any heap used
    // by the process.
    // The return value is ignored, because we want to continue running in the
    // unlikely event that HeapSetInformation fails.
    HeapSetInformation(NULL, HeapEnableTerminationOnCorruption, NULL, 0);

    if (SUCCEEDED(CoInitialize(NULL)))
    {
        {
            DemoApp app;

            if (SUCCEEDED(app.Initialize()))
            {
                app.RunMessageLoop();
            }
        }
        CoUninitialize();
    }

    return 0;
}

Parte 3: Criar recursos Direct2D

Nesta parte, você cria os recursos Direct2D que você usa para desenhar. Direct2D fornece dois tipos de recursos: recursos independentes de dispositivo que podem durar durante a duração do aplicativo e recursos dependentes do dispositivo. Os recursos dependentes do dispositivo estão associados a um dispositivo de renderização específico e deixarão de funcionar se esse dispositivo for removido.

  1. Implemente o método DemoApp::CreateDeviceIndependentResources . No método , crie um ID2D1Factory, que é um recurso independente do dispositivo para criar outros recursos Direct2D. Use o membro da m_pDirect2DdFactory classe para armazenar a fábrica.

    HRESULT DemoApp::CreateDeviceIndependentResources()
{
    HRESULT hr = S_OK;

    // Create a Direct2D factory.
    hr = D2D1CreateFactory(D2D1_FACTORY_TYPE_SINGLE_THREADED, &m_pDirect2dFactory);

    return hr;
}

  2. Implemente o método DemoApp::CreateDeviceResources . Esse método cria os recursos dependentes do dispositivo da janela, um destino de renderização e dois pincéis. Recupere o tamanho da área do cliente e crie um ID2D1HwndRenderTarget do mesmo tamanho que renderiza para o HWND da janela. Armazene o destino de renderização no membro da m_pRenderTarget classe.

    RECT rc;
GetClientRect(m_hwnd, &rc);

D2D1_SIZE_U size = D2D1::SizeU(
    rc.right - rc.left,
    rc.bottom - rc.top);

// Create a Direct2D render target.
hr = m_pDirect2dFactory->CreateHwndRenderTarget(
    D2D1::RenderTargetProperties(),
    D2D1::HwndRenderTargetProperties(m_hwnd, size),
    &m_pRenderTarget);

  3. Use o destino de renderização para criar um ID2D1SolidColorBrush cinza e um ID2D1SolidColorBrush azul de flor de milho.

    if (SUCCEEDED(hr))
{
    // Create a gray brush.
    hr = m_pRenderTarget->CreateSolidColorBrush(
        D2D1::ColorF(D2D1::ColorF::LightSlateGray),
        &m_pLightSlateGrayBrush
        );
}

if (SUCCEEDED(hr))
{
    // Create a blue brush.
    hr = m_pRenderTarget->CreateSolidColorBrush(
        D2D1::ColorF(D2D1::ColorF::CornflowerBlue),
        &m_pCornflowerBlueBrush
        );
}

  4. Como esse método será chamado repetidamente, adicione uma instrução if para marcar se o destino de renderização (m_pRenderTarget) já existe. O código a seguir mostra o método CreateDeviceResources completo.

    HRESULT DemoApp::CreateDeviceResources()
{
    HRESULT hr = S_OK;

    if (!m_pRenderTarget)
    {
        RECT rc;
        GetClientRect(m_hwnd, &rc);

        D2D1_SIZE_U size = D2D1::SizeU(
            rc.right - rc.left,
            rc.bottom - rc.top
            );

        // Create a Direct2D render target.
        hr = m_pDirect2dFactory->CreateHwndRenderTarget(
            D2D1::RenderTargetProperties(),
            D2D1::HwndRenderTargetProperties(m_hwnd, size),
            &m_pRenderTarget
            );

        if (SUCCEEDED(hr))
        {
            // Create a gray brush.
            hr = m_pRenderTarget->CreateSolidColorBrush(
                D2D1::ColorF(D2D1::ColorF::LightSlateGray),
                &m_pLightSlateGrayBrush
                );
        }
        if (SUCCEEDED(hr))
        {
            // Create a blue brush.
            hr = m_pRenderTarget->CreateSolidColorBrush(
                D2D1::ColorF(D2D1::ColorF::CornflowerBlue),
                &m_pCornflowerBlueBrush
                );
        }
    }

    return hr;
}

  5. Implemente o método DemoApp::D iscardDeviceResources . Nesse método, libere o destino de renderização e os dois pincéis criados no método DemoApp::CreateDeviceResources .

    void DemoApp::DiscardDeviceResources()
{
    SafeRelease(&m_pRenderTarget);
    SafeRelease(&m_pLightSlateGrayBrush);
    SafeRelease(&m_pCornflowerBlueBrush);
}

Parte 4: Renderizar Direct2D conteúdo

Nesta parte, você implementa o procedimento windows, o método OnRender (que pinta o conteúdo) e o método OnResize (que ajusta o tamanho do destino de renderização quando a janela é redimensionada).

  1. Implemente o método DemoApp::WndProc para manipular mensagens de janela. Para a mensagem WM_SIZE , chame o método DemoApp::OnResize e passe a nova largura e altura. Para as mensagens WM_PAINT e WM_DISPLAYCHANGE , chame o método DemoApp::OnRender para pintar a janela. Você implementará os métodos OnRender e OnResize nas etapas a seguir.

    LRESULT CALLBACK DemoApp::WndProc(HWND hwnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
    LRESULT result = 0;

    if (message == WM_CREATE)
    {
        LPCREATESTRUCT pcs = (LPCREATESTRUCT)lParam;
        DemoApp *pDemoApp = (DemoApp *)pcs->lpCreateParams;

        ::SetWindowLongPtrW(
            hwnd,
            GWLP_USERDATA,
            reinterpret_cast<LONG_PTR>(pDemoApp)
            );

        result = 1;
    }
    else
    {
        DemoApp *pDemoApp = reinterpret_cast<DemoApp *>(static_cast<LONG_PTR>(
            ::GetWindowLongPtrW(
                hwnd,
                GWLP_USERDATA
                )));

        bool wasHandled = false;

        if (pDemoApp)
        {
            switch (message)
            {
            case WM_SIZE:
                {
                    UINT width = LOWORD(lParam);
                    UINT height = HIWORD(lParam);
                    pDemoApp->OnResize(width, height);
                }
                result = 0;
                wasHandled = true;
                break;

            case WM_DISPLAYCHANGE:
                {
                    InvalidateRect(hwnd, NULL, FALSE);
                }
                result = 0;
                wasHandled = true;
                break;

            case WM_PAINT:
                {
                    pDemoApp->OnRender();
                    ValidateRect(hwnd, NULL);
                }
                result = 0;
                wasHandled = true;
                break;

            case WM_DESTROY:
                {
                    PostQuitMessage(0);
                }
                result = 1;
                wasHandled = true;
                break;
            }
        }

        if (!wasHandled)
        {
            result = DefWindowProc(hwnd, message, wParam, lParam);
        }
    }

    return result;
}

  2. Implemente o método DemoApp::OnRender . Primeiro, defina um HRESULT. Em seguida, chame o método CreateDeviceResource . Esse método é chamado sempre que a janela é pintada. Lembre-se de que, na etapa 4 da Parte 3, você adicionou uma instrução if para impedir que o método faça qualquer trabalho se o destino de renderização já existir.

    HRESULT DemoApp::OnRender()
{
    HRESULT hr = S_OK;

    hr = CreateDeviceResources();

  3. Verifique se o método CreateDeviceResource foi bem-sucedido. Se não fez isso, então não execute nenhum desenho.

    if (SUCCEEDED(hr))
{

  4. Dentro da if instrução que você acabou de adicionar, inicie o desenho chamando o método BeginDraw do destino de renderização. Defina a transformação do destino de renderização para a matriz de identidade e desmarque a janela.

    m_pRenderTarget->BeginDraw();
m_pRenderTarget->SetTransform(D2D1::Matrix3x2F::Identity());
m_pRenderTarget->Clear(D2D1::ColorF(D2D1::ColorF::White));

  5. Recupere o tamanho da área de desenho.

    D2D1_SIZE_F rtSize = m_pRenderTarget->GetSize();

  6. Desenhe uma tela de fundo de grade usando um for loop e o método DrawLine do destino de renderização para desenhar uma série de linhas.

    // Draw a grid background.
int width = static_cast<int>(rtSize.width);
int height = static_cast<int>(rtSize.height);

for (int x = 0; x < width; x += 10)
{
    m_pRenderTarget->DrawLine(
        D2D1::Point2F(static_cast<FLOAT>(x), 0.0f),
        D2D1::Point2F(static_cast<FLOAT>(x), rtSize.height),
        m_pLightSlateGrayBrush,
        0.5f
        );
}

for (int y = 0; y < height; y += 10)
{
    m_pRenderTarget->DrawLine(
        D2D1::Point2F(0.0f, static_cast<FLOAT>(y)),
        D2D1::Point2F(rtSize.width, static_cast<FLOAT>(y)),
        m_pLightSlateGrayBrush,
        0.5f
        );
}

  7. Crie dois primitivos de retângulo centralizados na tela.

    // Draw two rectangles.
D2D1_RECT_F rectangle1 = D2D1::RectF(
    rtSize.width/2 - 50.0f,
    rtSize.height/2 - 50.0f,
    rtSize.width/2 + 50.0f,
    rtSize.height/2 + 50.0f
    );

D2D1_RECT_F rectangle2 = D2D1::RectF(
    rtSize.width/2 - 100.0f,
    rtSize.height/2 - 100.0f,
    rtSize.width/2 + 100.0f,
    rtSize.height/2 + 100.0f
    );

  8. Use o método FillRectangle do destino de renderização para pintar o interior do primeiro retângulo com o pincel cinza.

    // Draw a filled rectangle.
m_pRenderTarget->FillRectangle(&rectangle1, m_pLightSlateGrayBrush);

  9. Use o método DrawRectangle do destino de renderização para pintar a estrutura de tópicos do segundo retângulo com o pincel azul flor de milho.

    // Draw the outline of a rectangle.
m_pRenderTarget->DrawRectangle(&rectangle2, m_pCornflowerBlueBrush);

  10. Chame o método EndDraw do destino de renderização. O método EndDraw retorna um HRESULT para indicar se as operações de desenho foram bem-sucedidas. Feche o escopo da instrução if iniciada na Etapa 3.

        hr = m_pRenderTarget->EndDraw();
}

  11. Verifique o HRESULT retornado por EndDraw. Se indicar que o destino de renderização precisa ser recriado, chame o método DemoApp::D iscardDeviceResources para liberá-lo; ele será recriado na próxima vez que a janela receber uma mensagem de WM_PAINT ou WM_DISPLAYCHANGE .

    if (hr == D2DERR_RECREATE_TARGET)
{
    hr = S_OK;
    DiscardDeviceResources();
}

  12. Retorne o HRESULT e feche o escopo do método.

        return hr;
}

  13. Implemente o método DemoApp::OnResize para que ele redimensione o destino de renderização para o novo tamanho da janela.

    void DemoApp::OnResize(UINT width, UINT height)
{
    if (m_pRenderTarget)
    {
        // Note: This method can fail, but it's okay to ignore the
        // error here, because the error will be returned again
        // the next time EndDraw is called.
        m_pRenderTarget->Resize(D2D1::SizeU(width, height));
    }
}

Você concluiu o tutorial.

Observação

Para usar Direct2D, verifique se o aplicativo inclui o d2d1.h arquivo de cabeçalho e compila na d2d1.lib biblioteca. Você pode encontrar d2d1.h e d2d1.lib no SDK do Windows.

Resumo

Neste tutorial, você aprendeu a criar Direct2D recursos e desenhar formas básicas. Você também aprendeu a estruturar seu aplicativo para aprimorar o desempenho minimizando a criação de recursos.