Язык программирования C#9 и платформа .NET5

В WPF используется особая разновидность графической визуализации, которая известна под названием графика режима сохранения (retained mode). Выражаясь просто, это означает, что после применения разметки XAML или процедурного кода для генерирования графической визуализации инфраструктура WPF несет ответственность за сохранение визуальных элементов и обеспечение их корректной перерисовки и обновления оптимальным способом. Таким образом, визуализируемые графические данные присутствуют постоянно, даже когда конечный пользователь скрывает изображение, изменяя размер окна или сворачивая его, перекрывая одно окно другим и т.д.

По разительному контрасту предшествующие версии API-интерфейсов графической визуализации от Microsoft (включая GDI+ в Windows Forms) были графическими системами прямого режима (immediate mode). В такой модели ответственность за корректное "запоминание" и обновление визуализируемых элементов на протяжении времени жизни приложения возлагалась на программиста. Например, в приложении Windows Forms визуализация фигуры вроде прямоугольника предусматривала обработку события Paint (или переопределение виртуального метода OnPaint()), получение объекта Graphics для рисования прямоугольника и, что важнее всего, добавление инфраструктуры, обеспечивающей сохранение изображения в ситуации, когда пользователь изменил размеры окна (например, за счет создания переменных-членов для представления позиции прямоугольника и вызова метода Invalidate() во многих местах кода).

Переход от графики прямого режима к графике режима сохранения — действительно удачное решение, т.к. программистам приходится писать и сопровождать гораздо меньший объем рутинного кода для поддержки графики. Однако речь не идет о том, что API-интерфейс графики WPF полностью отличается от более ранних инструментальных наборов визуализации. Например, как и GDI+, инфраструктура WPF поддерживает разнообразные типы объектов кистей и перьев, приемы проверки попадания, области отсечения, графические трансформации и т.д. Поэтому если у вас есть опыт работы с GDI+ (или GDI на языке C/C++), то вы уже имеете неплохое представление о способе выполнения базовой визуализации в WPF.

Варианты графической визуализации WPF

Как и с другими аспектами разработки приложений WPF, существует выбор из нескольких способов выполнения графической визуализации после принятия решения делать это посредством разметки XAML или процедурного кода C# (либо их комбинации). В частности, инфраструктура WPF предлагает следующие три индивидуальных подхода к визуализации графических данных.

• Фигуры. Инфраструктура WPF предоставляет пространство имен System.Windows.Shapes, в котором определено небольшое количество классов для визуализации двумерных геометрических объектов (прямоугольников, эллипсов, многоугольников и т.п.). Хотя такие типы просты в использовании и очень мощные, в случае непродуманного применения они могут привести к значительным накладным расходам памяти.

• Рисунки и геометрические объекты. Второй способ визуализации графических данных в WPF предполагает работу с классами, производными от абстрактного класса System.Windows.Media.Drawing. Используя классы, подобные GeometryDrawing или ImageDrawing (в дополнение к различным геометрическим объектам), можно визуализировать графические данные в более легковесной (но менее функциональной) манере.

• 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.