效果

项目
06/12/2023

什么是 Direct2D 效果？

可以使用 Direct2D 将一个或多个高质量效果应用于图像或一组图像。效果 API 基于 Direct3D 11 构建，并利用 GPU 功能进行图像处理。可以在效果图中链接效果，并组合或混合效果的输出。

Direct2D 效果执行图像任务，例如更改亮度、使图像去饱和或创建投影。效果可以接受零个或多个输入图像，公开控制其操作的多个属性，并生成单个输出图像。

每个效果创建由单个转换组成的内部转换图。每个转换表示单个图像操作。转换main目的是容纳为每个输出像素执行的着色器。这些着色器可以包括像素着色器、顶点着色器、GPU 的混合阶段和计算着色器。

可以使用自定义效果 API 创建的 Direct2D 内置效果和自定义效果都以这种方式工作。

有一系列来自类别的内置效果，如此处的类别。有关完整列表，请参阅内置效果部分。

你可以将效果应用于任何位图，包括：Windows 图像处理组件 (WIC) 加载的图像、Direct2D 绘制的基元、来自DirectWrite的文本或 Direct3D 渲染的场景。

使用 Direct2D 效果，可以编写可用于应用程序的效果。自定义效果框架允许使用 GPU 功能，例如像素着色器、顶点着色器和混合单元。还可以在自定义效果中包含其他内置或自定义效果。用于生成自定义效果的框架与用于创建 Direct2D 内置效果的框架相同。 Direct2D 效果创作 API 提供了一组用于创建和注册效果的接口。

主题	说明
效果着色器链接	Direct2D 使用称为效果着色器链接的优化，它将多个效果图呈现传递合并到一个通道中。
自定义效果	演示如何使用标准 HLSL 编写自己的自定义效果。
如何使用 FilePicker 将图像加载到 Direct2D 效果中	演示如何使用 Windows：：Storage：:P ickers：：FileOpenPicker 将图像加载到 Direct2D 效果中。
如何将 Direct2D 内容保存到图像文件	本主题演示如何使用 IWICImageEncoder 以 ID2D1Image 的形式将内容保存到 JPEG 等编码图像文件。
如何将效果应用于基元	本主题演示如何对 Direct2D 和DirectWrite基元应用一系列效果。
控制效果图中的精度和数值剪裁	使用 Direct2D 呈现效果的应用程序必须小心，才能在数值精度方面达到所需的质量和可预测性级别。

将效果应用于图像

可以使用 Direct2D 效果 API 将转换应用于图像。

注意

此示例假定已创建 ID2D1DeviceContext 和 IWICBitmapSource 对象。有关创建这些对象的详细信息，请参阅如何使用 FilePicker 和设备和设备上下文将图像加载到 Direct2D 效果中。

声明 ID2D1Effect 变量，然后使用 ID2DDeviceContext：：CreateEffect 方法创建位图源效果。

    ComPtr<ID2D1Effect> bitmapSourceEffect;

    DX::ThrowIfFailed(m_d2dContext->CreateEffect(CLSID_D2D1BitmapSource, &bitmapSourceEffect));

使用 ID2D1Effect：：SetValue 将 BitmapSource 属性设置为 WIC 位图源。

        DX::ThrowIfFailed(m_bitmapSourceEffect->SetValue(D2D1_BITMAPSOURCE_PROP_WIC_BITMAP_SOURCE, m_wicBitmapSource.Get()));

声明 ID2D1Effect 变量，然后创建高斯模糊效果。

    ComPtr<ID2D1Effect> gaussianBlurEffect;

    DX::ThrowIfFailed(m_d2dContext->CreateEffect(CLSID_D2D1GaussianBlur, &gaussianBlurEffect));

设置输入以从位图源效果接收图像。设置 SetValue 方法和标准偏差属性的模糊量。

    gaussianBlurEffect->SetInputEffect(0, bitmapSourceEffect.Get());

    DX::ThrowIfFailed(gaussianBlurEffect->SetValue(D2D1_GAUSSIANBLUR_PROP_STANDARD_DEVIATION, 6.0f));

使用设备上下文绘制生成的图像输出。
```
    m_d2dContext->BeginDraw();

    m_d2dContext->Clear(D2D1::ColorF(D2D1::ColorF::CornflowerBlue));

    // Draw the blurred image.
    m_d2dContext->DrawImage(gaussianBlurEffect.Get());

    HRESULT hr = m_d2dContext->EndDraw();
```
与其他 Direct2D 呈现操作一样，必须在 ID2DDeviceContext：：BeginDraw 和 EndDraw 调用之间调用 DrawImage 方法。 DrawImage 可以拍摄图像或效果的输出，并将其呈现到目标图面。

空间转换

Direct2D 提供可在 2D 和 3D 空间中转换图像以及缩放的内置效果。缩放和变换效果提供各种质量级别，例如：最近邻、线性、立方、多样本线性、各向异性和高质量立方体。

注意

各向异性模式在缩放时生成 mipmap，但是，如果在输入到转换的效果上将 Cached 属性设置为 true，则不会每次为足够小的图像生成 mipmap。

ComPtr<ID2D1Effect> affineTransformEffect;
DX::ThrowIfFailed(m_d2dContext->CreateEffect(CLSID_D2D12DAffineTransform, &affineTransformEffect));

affineTransformEffect->SetInput(0, bitmap.Get());

D2D1_MATRIX_3X2_F matrix = D2D1::Matrix3x2F(0.9f, -0.1f,  0.1f, 0.9f, 8.0f, 45.0f);
DX::ThrowIfFailed(affineTransformEffect->SetValue(D2D1_2DAFFINETRANSFORM_PROP_TRANSFORM_MATRIX, matrix));

m_d2dContext->BeginDraw();
m_d2dContext->DrawImage(affineTransformEffect.Get());
m_d2dContext->EndDraw();

这种使用 2D 仿射转换效果会稍微逆时针旋转位图。

之前

之后

合成图像

某些效果接受多个输入，并将其合成为一个生成的图像。

内置的复合效果和算术复合效果提供各种模式，有关详细信息，请参阅复合主题。混合效果有多种可用的 GPU 加速模式。

ComPtr<ID2D1Effect> compositeEffect;
DX::ThrowIfFailed(m_d2dContext->CreateEffect(CLSID_D2D1Composite, &compositeEffect));

compositeEffect->SetInput(0, bitmap.Get());
compositeEffect->SetInput(1, bitmapTwo.Get());

m_d2dContext->BeginDraw();
m_d2dContext->DrawImage(compositeEffect.Get());
m_d2dContext->EndDraw();

复合效果根据指定的模式以各种不同方式组合图像。

像素调整

有一些内置的 Direct2D 效果可用于更改像素数据。例如，颜色矩阵效果可用于更改图像的颜色。

ComPtr<ID2D1Effect> colorMatrixEffect;
DX::ThrowIfFailed(m_d2dContext->CreateEffect(CLSID_D2D1ColorMatrix, &colorMatrixEffect));

colorMatrixEffect->SetInput(0, bitmap.Get());

D2D1_MATRIX_5X4_F matrix = D2D1::Matrix5x4F(0, 0, 1, 0,   0, 1, 0, 0,   1, 0, 0, 0,   0, 0, 0, 1,   0, 0, 0, 0);
DX::ThrowIfFailed(colorMatrixEffect->SetValue(D2D1_COLORMATRIX_PROP_COLOR_MATRIX, matrix));

m_d2dContext->BeginDraw();
m_d2dContext->DrawImage(colorMatrixEffect.Get());
m_d2dContext->EndDraw();

此代码采用图像并更改颜色，如此处的示例图像所示。

之前

之后

有关详细信息，请参阅颜色内置效果部分。

生成效果图

可以将效果链接在一起以转换图像。例如，此处的代码应用阴影和 2D 转换，然后将结果组合在一起。

ComPtr<ID2D1Effect> shadowEffect;
ComPtr<ID2D1Effect> affineTransformEffect;
ComPtr<ID2D1Effect> compositeEffect;

DX::ThrowIfFailed(m_d2dContext->CreateEffect(CLSID_D2D1Shadow, &shadowEffect));
DX::ThrowIfFailed(m_d2dContext->CreateEffect(CLSID_D2D12DAffineTransform, &affineTransformEffect));
DX::ThrowIfFailed(m_d2dContext->CreateEffect(CLSID_D2D1Composite, &compositeEffect));

shadowEffect->SetInput(0, bitmap.Get());
affineTransformEffect->SetInputEffect(0, shadowEffect.Get());

D2D1_MATRIX_3X2_F matrix = D2D1::Matrix3x2F::Translation(20, 20));

affineTransformEffect->SetValue(D2D1_2DAFFINETRANSFORM_PROP_TRANSFORM_MATRIX, matrix);

compositeEffect->SetInputEffect(0, affineTransformEffect.Get());
compositeEffect->SetInput(1, bitmap.Get());

m_d2dContext->BeginDraw();
m_d2dContext->DrawImage(compositeEffect.Get());
m_d2dContext->EndDraw();

下面是结果。

阴影效果输出。

效果采用 ID2D1Image 对象作为输入。可以使用 ID2D1Bitmap ，因为接口派生自 ID2D1Image。还可以使用 ID2D1Effect：：GetOutput 获取 ID2D1Effect 对象的输出作为 ID2D1Image ，或使用 SetInputEffect 方法转换输出。在大多数情况下，效果图由直接链接在一起的 ID2D1Effect 对象组成，因此可以轻松地将多个效果应用于图像以创建引人注目的视觉对象。

有关详细信息，请参阅如何将效果应用于基元。

Direct2D 基本图像效果示例

内置效果

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将效果应用于图像

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