Язык программирования C#9 и платформа .NET5

• Визуальные объекты. Самый быстрый и легковесный способ визуализации графических данных в WPF предусматривает работу с визуальным уровнем, который доступен только через код С#. С применением классов, производных от 
System.Windows.Media.Visual
, можно взаимодействовать непосредственно с графической подсистемой WPF.
Причина предоставления разных способов решения той же самой задачи (т.е. визуализации графических данных) связана с расходом памяти и в конечном итоге с производительностью приложения. Поскольку WPF является системой, интенсивно использующей графику, нет ничего необычного в том, что приложению требуется визуализировать сотни или даже тысячи различных изображений на поверхности окна, и выбор реализации (фигуры, рисунки или визуальные объекты) может оказать огромное влияние.
Важно понимать, что при построении приложения WPF высока вероятность использования всех трех подходов. В качестве эмпирического правила запомните: если нужен умеренный объем интерактивных графических данных, которыми может манипулировать пользователь (принимающих ввод от мыши, отображающих всплывающие подсказки и т.д.), то следует применять члены из пространства имен 
System.Windows.Shapes
.
Напротив, рисунки и геометрические объекты лучше подходят, когда необходимо моделировать сложные и по большей части не интерактивные векторные графические данные с использованием разметки XAML или кода С#. Хотя рисунки и геометрические объекты способны реагировать на события мыши, а также поддерживают проверку попадания и операции перетаскивания, для выполнения таких действий обычно приходится писать больше кода.
Наконец, если требуется самый быстрый способ визуализации значительных объемов графических данных, то должен быть выбран визуальный уровень. Например, предположим, что инфраструктура WPF применяется для построения научного приложения, которое должно отображать тысячи точек на графике данных. За счет использования визуального уровня точки на графике можно визуализировать оптимальным образом. Как будет показано далее в главе, визуальный уровень доступен только из кода С#, но не из разметки XAML.
Независимо от выбранного подхода (фигуры, рисунки и геометрические объекты или визуальные объекты) всегда будут применяться распространенные графические примитивы, такие как кисти (для заполнения ограниченных областей), перья (для рисования контуров) и объекты трансформаций (которые видоизменяют данные). Исследование начинается с классов из пространства имен 
System.Windows.Shapes
.
На заметку! Инфраструктура WPF поставляется также с полнофункциональным API-интерфейсом, который можно использовать для визуализации и манипулирования трехмерной графикой, но в книге он не рассматривается.
  
Визуализация графических данных с использованием фигур
 
Члены пространства имен 
System.Windows.Shapes
 предлагают наиболее прямолинейный, интерактивный и самый затратный в плане расхода памяти способ визуализации двумерного изображения. Это небольшое пространство имен (расположенное в сборке 
PresentationFramework.dll
) состоит всего из шести запечатанных классов, которые расширяют абстрактный базовый класс 
Shape
: 
Ellipse
, 
Rectangle
, 
Line
, 
Polygon
, 
Polyline
 и 
Path
.
Абстрактный класс 
Shape
 унаследован от класса 
FrameworkElement
, который сам унаследован от 
UIElement
. В указанных классах определены члены для работы с изменением размеров, всплывающими подсказками, курсорами мыши и т.п. Благодаря такой цепочке наследования при визуализации графических данных с применением классов, производных от 
Shape
, объекты получаются почти такими же функциональными (с точки зрения взаимодействия с пользователем), как элементы управления WPF.
 
Скажем, для выяснения, щелкнул ли пользователь на визуализированном изображении, достаточно обработать событие 
MouseDown
. Например, если написать следующую разметку XAML для объекта 
Rectangle
 внутри элемента управления 
Grid
 начального окна 
Window
:
<Rectangle x:Name="myRect" Height="30" Width="30" Fill="Green"  
MouseDown="myRect_MouseDown"/>
то можно реализовать обработчик события 
MouseDown
, который изменяет цвет фона прямоугольника в результате щелчка на нем:
private void myRect_MouseDown(object sender, MouseButtonEventArgs e)
{
  // Изменить цвет прямоугольника в результате щелчка на нем.
  myRect.Fill = Brushes.Pink;
}
В отличие от других инструментальных наборов, предназначенных для работы с графикой, вам не придется писать громоздкий код инфраструктуры, в котором вручную сопоставляются координаты мыши с геометрическим объектом, выясняется попадание курсора внутрь границ, выполняется визуализация в неотображаемый буфер и т.д. Члены пространства имен 
System.Windows.Shapes
 просто реагируют на зарегистрированные вами события подобно типичному элементу управления WPF (
Button
 и т.д.).
Недостаток всей готовой функциональности связан с тем, что фигуры потребляют довольно много памяти. Если строится научное приложение, которое рисует тысячи точек на экране, то использование фигур будет неудачным выбором (по существу таким же расточительным в плане памяти, как визуализация тысяч объектов 
Button
). Тем не менее, когда нужно сгенерировать интерактивное двумерное векторное изображение, фигуры оказываются прекрасным вариантом.
Помимо функциональности, унаследованной от родительских классов 
UIElement
 и 
FrameworkElement
, в классе 
Shape
 определено множество собственных членов, наиболее полезные из которых кратко описаны в табл. 26.1.
На заметку! Если вы забудете установить свойства 
Fill
 и 
Stroke
, то WPF предоставит "невидимые" кисти, вследствие чего фигура не будет видна на экране!
  
Добавление прямоугольников, эллипсов и линий на поверхность Canvas
 
Вы построите приложение WPF, которое способно визуализировать фигуры, с применением XAML и С#, и попутно исследуете процесс проверки попадания. Создайте новый проект приложения WPF по имени 
RenderingWithShapes
 и измените заголовок главного окна в 
MainWindow.xaml
 на 
Fun with Shapes!
. Модифицируйте первоначальную разметку XAML для элемента 
Window
, заменив 
Grid
 панелью 
DockPanel
, которая содержит (пока пустые) элементы 
Toolbar
 и 
Canvas
. Обратите внимание, что каждому содержащемуся элементу посредством свойства 
Name
 назначается подходящее имя.