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在原生 C++ 和 C# 之间传递 Graphics 对象

我目前正在开发一个类似于 Paint .NET 的应用程序。我有多种类型的层，它们是用 C# 实现的。这些图层被绘制到由 WinForms 用户控件提供的 .NET Graphics 对象中 - 它类似于 WPF 画布控件。layer 基类有一个 Draw 方法，实现如下：

public void Draw(IntPtr hdc)
{
    using (var graphics = Graphics.FromInternalHDC(hdc)
    {
         // First: Setup rendering settings like SmoothingMode, TextRenderingHint, ...
         // Layer specific drawing code goes here...
    }
}

对于性能和反编译问题，我正在混合模式程序集中进行图层组合，因为我还应用了斜角或阴影等效果。包装器，当然是用 C++/CLI 编写的，直接从画布控件调用，并将每个层的元数据和目标图形对象（来自我的 C# 编写的画布用户控件的图形对象）转发到本机 C++ 类。

C++/CLI 包装器：

public ref class RendererWrapper
{
   public:
        void Render(IEnumerable<Layer^>^ layersToDraw, Graphics^ targetGraphics)
        {
            // 1) For each layer get metadata (position, size AND Draw delegate)
            // 2) Send layer metadata to native renderer
            // 3) Call native renderer Render(targetGraphics.GetHDC()) method
            // 4) Release targetGraphics HDC
         };
}

本机 C++ 渲染器：

class NativeRenderer
{
  void NativeRenderer::Render(vector<LayerMetaData> metaDataVector, HDC targetGraphicsHDC)
  {
     Graphics graphics(targetGraphicsHDC);
     // Setup rendering settings (SmoothingMode, TextRenderingHint, ...)

     for each metaData in metaDataVector
     {
        // Create bitmap and graphics for current layer
        Bitmap* layerBitmap = new Bitmap(metaData.Width, metaData.Height, Format32bppArgb);
        Graphics* layerGraphics = new Graphics(layerBitmap);

        // Now the interesting interop part
        // Get HDC from layerGraphics
        HDC lgHDC = layerGraphics->GetHDC();

        // Call metaData.Delegate and pass the layerGraphics HDC to C#
        // By this call we are ending up in the Draw method of the C# Layer object
        metaData.layerDrawDelegate(lgHDC);     

        // Releasing HDC - leaving interop...
        layerGraphics->ReleaseHDC(lgHDC);

        // Apply bevel/shadow effects
        // Do some other fancy stuff

        graphics.DrawImage(layerBitmap, metaData.X, metaData.Y, metaData.Width, metaData.Height);        
     }
  }
}

到现在为止还挺好。上面的代码几乎可以按预期工作，但是......

问题

唯一的问题是，例如，在渲染带有阴影的 PNG 时，我当前的实现缺乏抗锯齿和半透明。所以我只有 2 个 Alpha 通道的值：255 的透明或完全可见的颜色。这种副作用使得使用 Alpha 通道和字体绘制 PNG 看起来非常难看。当我使用纯 C# 代码时，我无法再像以前那样获得同样平滑和漂亮的半透明抗锯齿。

但是：直接在原生 Graphics 对象中绘制字符串时，

 layerGraphics->DrawString(...);

抗锯齿和半透明功能回归了。所以这个问题只有在将 Graphics HDC 传递给 .NET 时才很明显。

问题

这个问题有什么解决方案/解决方法吗？我尝试直接在 C# Layer 类中创建位图，并将 HBITMAP 的 IntPtr 返回到本机代码。这种方法是有效的，但在这种情况下，我遇到了另一个问题，因为我找不到将 HBITMAP 转换为具有 alpha 通道的 GDI+ 位图的完美解决方案（绘制字体时，边缘周围有白色像素噪声）。

感谢您的输入！:)

演示解决方案

附上你会在这里找到一个演示解决方案：Sources

在这个演示解决方案中，我测试了 3 种不同的渲染方法（全部在 NativeRenderer.cpp 中实现），而第一个显示了所描述的问题：

演示输出

1) RenderViaBitmapFromCSharp() - a)在 C++ 中创建一个新的位图，在 C++ 中创建一个新的 Graphics 对象，通过传递 C++ Graphics 对象调用 C# 绘图代码 HDC -失败

但是： b)直接从 C++ 绘图也可以通过创建的位图工作

2) RenderDirectlyFromCSharp() - 从 C++ 中的 C# Graphics 句柄创建一个新的 Graphics 对象，通过传递 C++ Graphics 对象 HDC 调用 C# 绘图代码 -工程

3) RenderDirectlyFromCPP() - 从 C++ 中的 C# 图形句柄创建一个新的图形对象，直接在 C++ 中绘制文本 -工作

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2 回答 2

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 Graphics graphics(targetGraphicsHDC);

您正在创建一个新的Graphics 对象。所以它不会像原来那样设置属性。像 TextRenderingHint 这样的属性不是 GDI 设备上下文的属性，它们是特定于图形的。

相当丑陋的问题，您需要按照调用代码中的方式重新初始化 Graphics 对象。那是两个相距甚远的代码块。避免转换到 HDC 并返回是回避问题的唯一真正体面的方法。

于 2012-05-24T12:20:43.373 回答
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我最终在 C# 中创建了位图并将对象传递给 C++/CLI。正如 Hans 和 Vincent 已经提到的，您必须避免使用 GetHDC。所以我的解决方法是在伪代码中读取如下：

层.cs C#：

public Bitmap Draw()
{
     var bitmap = new Bitmap(Width, Height, PixelFormat.Format32bppArgb);
     using (var graphics = Graphics.FromBitmap(bitmap)
     {
          // First: Setup rendering settings like SmoothingMode, TextRenderingHint, ...
          // Layer specific drawing code goes here...
     }
     return bitmap;
}

NativeRenderer.cs C++：

void NativeRenderer::RenderFromBitmapCSharp(System::Drawing::Bitmap^ bitmap)
{
    // Create and lock empty native bitmap
    Bitmap *gdiBitmap = new Bitmap(bitmap->Width, bitmap->Height, PixelFormat32bppARGB);
    Rect rect(0, 0, bitmap->Width, bitmap->Height);
    BitmapData bitmapData;
    gdiBitmap->LockBits(&rect, Gdiplus::ImageLockModeRead | Gdiplus::ImageLockModeWrite, PixelFormat32bppARGB, &bitmapData);

    // Lock managed bitmap
    System::Drawing::Rectangle rectangle(0, 0, bitmap->Width, bitmap->Height);
    System::Drawing::Imaging::BitmapData^ pBitmapData = bitmap->LockBits(rectangle, System::Drawing::Imaging::ImageLockMode::ReadOnly, System::Drawing::Imaging::PixelFormat::Format32bppArgb);

    // Copy from managed to unmanaged bitmap
    ::memcpy(bitmapData.Scan0, pBitmapData->Scan0.ToPointer(), bitmap->Width * bitmap->Height * 4);
    bitmap->UnlockBits(pBitmapData);
    gdiBitmap->UnlockBits(&bitmapData);

    // Draw it
    _graphics->DrawImage(gdiBitmap, 0, 0, bitmap->Width, bitmap->Height);
}

希望这对其他人有帮助 - 在网络上没有找到任何实际上将托管转换为非托管 GDI+ 位图的代码片段。

谢谢大家的意见。

干杯，P

于 2012-05-25T06:35:42.510 回答