圖層概觀

發行項
06/12/2023

本概觀描述使用 Direct2D 層的基本概念。包含以下幾節。

什麼是圖層？
Windows 8和更新版本中的圖層
建立圖層
內容界限
幾何遮罩
不透明度遮罩
圖層的替代方案
裁剪任意圖形
- 軸對齊的剪輯
相關主題

什麼是圖層？

ID2D1Layer物件所代表的圖層，可讓應用程式操作繪圖作業的群組。您可以使用圖層，將它「推送」到轉譯目標。轉譯目標的後續繪圖作業會導向至圖層。完成圖層之後，您會從轉譯目標「快顯」圖層，以將圖層的內容複合回轉譯目標。

如同筆刷，圖層是轉譯目標所建立的裝置相依資源。圖層可以用於相同資源網域中任何轉譯目標，其中包含建立它的轉譯目標。不過，圖層資源一次只能由一個轉譯目標使用。如需資源的詳細資訊，請參閱資源概觀。

雖然圖層提供功能強大的轉譯技術來產生有趣的效果，但應用程式中過多的圖層可能會對效能造成負面影響，因為與管理圖層和圖層資源相關聯的各種成本。例如，填滿或清除圖層的成本，然後混合回層，特別是在較高階的硬體上。然後，管理圖層資源的成本是一項。如果您經常重新配置這些，則針對 GPU 產生的停止將會是最重要的問題。當您設計應用程式時，請嘗試最大化重複使用圖層資源。

Windows 8和更新版本中的圖層

Windows 8引進了新的層相關 API，可簡化、改善的效能，並將功能新增至圖層。

ID2D1DeviceCoNtext 和 PushLayer

ID2D1DeviceCoNtext介面衍生自ID2D1RenderTarget介面，而且是在 Windows 8 中顯示 Direct2D 內容的關鍵，如需此介面的詳細資訊，請參閱裝置和裝置內容。透過裝置內容介面，您可以略過呼叫 CreateLayer 方法，然後將 Null 傳遞至 ID2D1DeviceCoNtext：:P ushLayer 方法。 Direct2D 會自動管理圖層資源，並可共用圖層與效果圖形之間的資源。

D2D1_LAYER_PARAMETERS1和D2D1_LAYER_OPTIONS1

D2D1_LAYER_PARAMETERS1結構與D2D1_LAYER_PARAMETERS相同，但結構的最終成員現在是D2D1_LAYER_OPTIONS1列舉。

D2D1_LAYER_OPTIONS1 沒有 ClearType 選項，而且有兩個不同的選項可用來改善效能：

D2D1_LAYER_OPTIONS1_INITIALIZE_FROM_BACKGROUND：Direct2D 會將基本類型轉譯至圖層，而不需以透明黑色清除。這不是預設值，但在大多數情況下，會產生更好的效能。
D2D1_LAYER_OPTIONS1_IGNORE_ALPHA：如果基礎資料表面設定為 D2D1_ALPHA_MODE_IGNORE，此選項可讓 Direct2D 避免修改圖層的 Alpha 色板。在其他情況下請勿使用此專案。

混合模式

從Windows 8開始，裝置內容具有基本混合模式，決定每個基本類型如何與目標表面混合。當您呼叫 PushLayer 方法時，此模式也適用于圖層。

例如，如果您使用圖層來裁剪具有透明度的基本類型，請在裝置內容上設定 D2D1_PRIMITIVE_BLEND_COPY 模式，以取得適當的結果。複製模式會根據圖層的幾何遮罩，讓裝置內容線性插補所有 4 個色彩色板，包括 Alpha 色板，以及每個圖元的內容。

互通

從Windows 8開始，Direct2D 支援在推送圖層或剪輯時與 Direct3D 和 GDI 互通。當您將圖層推送至與 GDI 交互操作時，您會呼叫 ID2D1GdiInteropRenderTarget：：GetDC 。您呼叫 ID2D1DeviceCoNtext：：Flush ，然後轉譯至基礎介面以與 Direct3D 交互操作。您必須負責使用 Direct3D 或 GDI 在圖層內轉譯或裁剪。如果您嘗試在圖層外部轉譯，或裁剪結果未定義。

建立圖層

使用圖層需要熟悉CreateLayer、PushLayer和PopLayer方法，以及 D2D1_LAYER_PARAMETERS結構，其中包含一組參數資料，可定義圖層的使用方式。下列清單描述方法和結構。

呼叫 CreateLayer 方法來建立圖層資源。

注意

從 Windows 8 開始，您可以略過呼叫CreateLayer方法，然後將 Null 傳遞至ID2D1DeviceCoNtext介面上的PushLayer方法。這是更簡單的，可讓 Direct2D 自動管理圖層資源，並在圖層和效果圖形之間共用資源。

在呼叫 BeginDraw 方法) 之後，轉譯目標開始繪製 (之後，您可以使用 PushLayer 方法。 PushLayer方法會將指定的圖層新增至轉譯目標，以便目標接收所有後續的繪圖作業，直到呼叫PopLayer為止。此方法會採用由呼叫D2D1_LAYER_PARAMETERS結構中的CreateLayer和layerParameters所傳回的ID2D1Layer物件。下表描述結構的欄位。

欄位	Description
contentBounds	圖層的內容界限。內容不會在這些界限之外轉譯。此參數預設為 InfiniteRect。使用預設值時，會有效地將內容界限視為轉譯目標的界限。
幾何遮罩	(選擇性) 由 ID2D1Geometry定義的區域，圖層應該裁剪到其中。如果圖層不應裁剪為幾何，請將設定為 Null 。
maskAntialiasMode	值，指定幾何遮罩欄位所指定之幾何遮罩的反鋸齒模式。
maskTransform	值，指定撰寫圖層時套用至幾何遮罩的轉換。這與世界轉換相對。
透明度	圖層的不透明度值。當組成目標時，圖層中每個資源的不透明度會乘以這個值。
opacityBrush	(選擇性) 用來修改圖層不透明度的筆刷。筆刷會對應至圖層，而每個對應筆刷圖元的 Alpha 色板會與對應的圖層圖元相乘。如果圖層不應該有不透明度遮罩，請將設定為 Null 。
layerOptions	值，指定圖層是否想要使用 ClearType 反鋸齒轉譯文字。此參數預設為 off。開啟它可讓 ClearType 正常運作，但它會產生稍微慢的轉譯速度。

注意

從 Windows 8 開始，您無法在圖層中使用 ClearType 轉譯，因此layerOptions參數應該一律設定為D2D1_LAYER_OPTIONS_NONE

為了方便起見，Direct2D 提供 D2D1：：LayerParameters 方法來協助您建立 D2D1_LAYER_PARAMETERS 結構。

若要將圖層的內容複合到轉譯目標中，請呼叫 PopLayer 方法。您必須先呼叫 PopLayer 方法，才能呼叫 EndDraw 方法。

下列範例示範如何使用CreateLayer、PushLayer 和 PopLayer。 D2D1_LAYER_PARAMETERS結構中的所有欄位都會設定為預設值，但opacityBrush除外，這會設定為ID2D1RadialGradientBrush。

// Create a layer.
ID2D1Layer *pLayer = NULL;
hr = pRT->CreateLayer(NULL, &pLayer);

if (SUCCEEDED(hr))
{
    pRT->SetTransform(D2D1::Matrix3x2F::Translation(300, 250));

    // Push the layer with the content bounds.
    pRT->PushLayer(
        D2D1::LayerParameters(
            D2D1::InfiniteRect(),
            NULL,
            D2D1_ANTIALIAS_MODE_PER_PRIMITIVE,
            D2D1::IdentityMatrix(),
            1.0,
            m_pRadialGradientBrush,
            D2D1_LAYER_OPTIONS_NONE),
        pLayer
        );

    pRT->DrawBitmap(m_pBambooBitmap, D2D1::RectF(0, 0, 190, 127));

    pRT->FillRectangle(
        D2D1::RectF(25.f, 25.f, 50.f, 50.f), 
        m_pSolidColorBrush
        );
    pRT->FillRectangle(
        D2D1::RectF(50.f, 50.f, 75.f, 75.f),
        m_pSolidColorBrush
        ); 
    pRT->FillRectangle(
        D2D1::RectF(75.f, 75.f, 100.f, 100.f),
        m_pSolidColorBrush
        );    
 
    pRT->PopLayer();
}
SafeRelease(&pLayer);

此範例已省略程式碼。

請注意，當您呼叫 PushLayer 和 PopLayer時，請確定每個 PushLayer 都有相符的 PopLayer 呼叫。如果 PopLayer 呼叫比 PushLayer 呼叫還多，轉譯目標就會進入錯誤狀態。如果在快顯所有未完成的圖層之前呼叫 Flush ，轉譯目標就會進入錯誤狀態並傳回錯誤。若要清除錯誤狀態，請使用 EndDraw。

內容界限

contentBounds會設定要繪製到圖層之專案的限制。只有內容界限內的那些專案會複合回轉譯目標。

下列範例示範如何指定 contentBounds ，讓原始影像裁剪至左上角 (10、108) 和右下角 (121、177) 的內容界限。下圖顯示將影像裁剪至內容界限的原始影像和結果。

原始圖片和所產生裁剪圖片上內容界限的圖例

HRESULT DemoApp::RenderWithLayerWithContentBounds(ID2D1RenderTarget *pRT)
{
    
    HRESULT hr = S_OK;

    // Create a layer.
    ID2D1Layer *pLayer = NULL;
    hr = pRT->CreateLayer(NULL, &pLayer);

    if (SUCCEEDED(hr))
    {
        pRT->SetTransform(D2D1::Matrix3x2F::Translation(300, 0));

        // Push the layer with the content bounds.
        pRT->PushLayer(
            D2D1::LayerParameters(D2D1::RectF(10, 108, 121, 177)),
            pLayer
            );

        pRT->DrawBitmap(m_pWaterBitmap, D2D1::RectF(0, 0, 128, 192));
        pRT->PopLayer();
    }

    SafeRelease(&pLayer);

    return hr;
    
}

此範例已省略程式碼。

注意

如果您指定 幾何遮罩，產生的裁剪影像會進一步受到影響。如需詳細資訊，請參閱幾何遮罩一節。

幾何遮罩

幾何遮罩是由 ID2D1Geometry 物件所定義的裁剪或剪下，會在轉譯目標繪製圖層時遮罩圖層。您可以使用D2D1_LAYER_PARAMETERS結構的geometrMask欄位，將結果遮罩至幾何。例如，如果您想要顯示以區塊字母「A」遮罩的影像，您可以先建立代表區塊字母「A」的幾何，然後使用該幾何做為圖層的幾何遮罩。然後，在推送圖層之後，您可以繪製影像。快顯圖層會導致影像裁剪成區塊字母「A」圖形。

下列範例示範如何建立 ID2D1PathGeometry ，其中包含 Mountain 的形狀，然後將路徑幾何傳遞至 PushLayer。然後，它會繪製點陣圖和正方形。如果圖層中只有要轉譯的點陣圖，請使用 FillGeometry 搭配固定點陣圖筆刷以提高效率。下圖顯示範例的輸出。

套用山地幾何遮罩之後，分葉圖片和結果圖片的圖例

第一個範例會定義要當做遮罩使用的幾何。

hr = m_pD2DFactory->CreatePathGeometry(&m_pPathGeometry);
    
if(SUCCEEDED(hr))
{
    ID2D1GeometrySink *pSink = NULL;
    // Write to the path geometry using the geometry sink.
    hr = m_pPathGeometry->Open(&pSink);

    if (SUCCEEDED(hr))
    {
        pSink->SetFillMode(D2D1_FILL_MODE_WINDING);
        pSink->BeginFigure(
            D2D1::Point2F(0, 90),
            D2D1_FIGURE_BEGIN_FILLED
            );

        D2D1_POINT_2F points[7] = {
           D2D1::Point2F(35, 30),
           D2D1::Point2F(50, 50),
           D2D1::Point2F(70, 45),
           D2D1::Point2F(105, 90),
           D2D1::Point2F(130, 90),
           D2D1::Point2F(150, 60),
           D2D1::Point2F(170, 90)
           };

        pSink->AddLines(points, 7);
        pSink->EndFigure(D2D1_FIGURE_END_CLOSED);
        hr = pSink->Close();
    }
    SafeRelease(&pSink);
       }

下一個範例會使用幾何作為圖層的遮罩。

HRESULT DemoApp::RenderWithLayerWithGeometricMask(ID2D1RenderTarget *pRT)
{
    
    HRESULT hr;

    // Create a layer.
    ID2D1Layer *pLayer = NULL;
    hr = pRT->CreateLayer(NULL, &pLayer);

    if (SUCCEEDED(hr))
    {
        pRT->SetTransform(D2D1::Matrix3x2F::Translation(300, 450));

        pRT->PushLayer(
            D2D1::LayerParameters(D2D1::InfiniteRect(), m_pPathGeometry),
            pLayer
            );

        pRT->DrawBitmap(m_pLeafBitmap, D2D1::RectF(0, 0, 198, 132));

        pRT->FillRectangle(
            D2D1::RectF(50.f, 50.f, 75.f, 75.f), 
            m_pSolidColorBrush
            ); 
        pRT->FillRectangle(
            D2D1::RectF(75.f, 75.f, 100.f, 100.f),
            m_pSolidColorBrush
            );        

        pRT->PopLayer();
    }

    SafeRelease(&pLayer);

    return hr;
    
}

此範例已省略程式碼。

注意

一般而言，如果您指定幾何遮罩，您可以使用contentBounds的預設值InfiniteRect。

如果 contentBounds 為 Null，而 geometrMask 為非 Null，則套用遮罩轉換之後，內容界限實際上是幾何遮罩的界限。

如果 contentBounds 為非 Null，而 geometrMask 為非 Null，則轉換的幾何遮罩會有效地針對內容界限進行裁剪，且內容界限會假設為無限。

不透明度遮罩

不透明度遮罩是由筆刷或點陣圖所描述的遮罩，會套用至另一個物件，讓該物件部分或完全透明。它允許使用筆刷的 Alpha 色板做為內容遮罩。例如，您可以定義星形漸層筆刷，從不透明到透明，以建立 vignette 效果。

下列範例會使用 ID2D1RadialGradientBrush (m_pRadialGradientBrush) 作為不透明度遮罩。然後，它會繪製點陣圖和正方形。如果圖層中只有要轉譯的點陣圖，請使用 FillGeometry 搭配固定點陣圖筆刷以提高效率。下圖顯示此範例的輸出。

套用不透明度遮罩之後的樹狀圖和結果圖片的圖例

HRESULT DemoApp::RenderWithLayerWithOpacityMask(ID2D1RenderTarget *pRT)
{   

    HRESULT hr = S_OK;

    // Create a layer.
    ID2D1Layer *pLayer = NULL;
    hr = pRT->CreateLayer(NULL, &pLayer);

    if (SUCCEEDED(hr))
    {
        pRT->SetTransform(D2D1::Matrix3x2F::Translation(300, 250));

        // Push the layer with the content bounds.
        pRT->PushLayer(
            D2D1::LayerParameters(
                D2D1::InfiniteRect(),
                NULL,
                D2D1_ANTIALIAS_MODE_PER_PRIMITIVE,
                D2D1::IdentityMatrix(),
                1.0,
                m_pRadialGradientBrush,
                D2D1_LAYER_OPTIONS_NONE),
            pLayer
            );

        pRT->DrawBitmap(m_pBambooBitmap, D2D1::RectF(0, 0, 190, 127));

        pRT->FillRectangle(
            D2D1::RectF(25.f, 25.f, 50.f, 50.f), 
            m_pSolidColorBrush
            );
        pRT->FillRectangle(
            D2D1::RectF(50.f, 50.f, 75.f, 75.f),
            m_pSolidColorBrush
            ); 
        pRT->FillRectangle(
            D2D1::RectF(75.f, 75.f, 100.f, 100.f),
            m_pSolidColorBrush
            );    
 
        pRT->PopLayer();
    }
    SafeRelease(&pLayer);
   
    return hr;
    
}

此範例已省略程式碼。

注意

此範例會使用圖層將不透明度遮罩套用至單一物件，讓範例盡可能簡單。將不透明度遮罩套用至單一物件時，使用 FillOpacityMask 或 FillGeometry 方法會更有效率，而不是圖層。

如需如何在不使用圖層的情況下套用不透明度遮罩的指示，請參閱不透明度遮罩概觀。

圖層的替代專案

如先前所述，過多層可能會對應用程式的效能造成負面影響。若要改善效能，請盡可能避免使用圖層;請改用其替代方案。下列程式碼範例示範如何使用 PushAxisAlignedClip 和 PopAxisAlignedClip 來裁剪區域，以替代使用具有內容界限的圖層。

pRT->PushAxisAlignedClip(
    D2D1::RectF(20, 20, 100, 100),
    D2D1_ANTIALIAS_MODE_PER_PRIMITIVE
    );

pRT->FillRectangle(D2D1::RectF(0, 0, 200, 133), m_pOriginalBitmapBrush);
pRT->PopAxisAlignedClip();

同樣地，當圖層中只有一個要呈現的內容時，請使用 FillGeometry 搭配固定點陣圖筆刷作為使用圖層不透明度遮罩的替代方式，如下列範例所示。

        m_pRenderTarget->FillGeometry(
            m_pRectGeo, 
            m_pLinearFadeFlowersBitmapBrush, 
            m_pLinearGradientBrush
            );

除了搭配幾何遮罩使用圖層，請考慮使用點陣圖遮罩來裁剪區域，如下列範例所示。

// D2D1_ANTIALIAS_MODE_ALIASED must be set for FillOpacityMask
// to function properly.
m_pRenderTarget->SetAntialiasMode(D2D1_ANTIALIAS_MODE_ALIASED);

m_pRenderTarget->FillOpacityMask(
    m_pBitmapMask,
    m_pOriginalBitmapBrush,
    D2D1_OPACITY_MASK_CONTENT_GRAPHICS,
    &rcBrushRect,
    NULL
    );

m_pRenderTarget->SetAntialiasMode(D2D1_ANTIALIAS_MODE_PER_PRIMITIVE);

最後，如果您想要將不透明度套用至單一基本類型，您應該將不透明度乘以筆刷色彩，然後轉譯基本類型。您不需要圖層或不透明度遮罩點陣圖。

float opacity = 0.9f;

ID2D1SolidColorBrush *pBrush = NULL;
hr = pCompatibleRenderTarget->CreateSolidColorBrush(
    D2D1::ColorF(D2D1::ColorF(0.93f, 0.94f, 0.96f, 1.0f * opacity)),
    &pBrush
    );

m_pRenderTarget->FillRectangle(
    D2D1::RectF(50.0f, 50.0f, 75.0f, 75.0f), 
    pBrush
    );

裁剪任意圖形

下圖顯示將剪輯套用至影像的結果。

顯示剪輯前後影像範例的影像。

您可以使用具有幾何遮罩的圖層或具有不透明度筆刷的 FillGeometry 方法來取得此結果。

以下是使用圖層的範例：

// Call PushLayer() and pass in the clipping geometry.
m_d2dContext->PushLayer(
    D2D1::LayerParameters(
        boundsRect,
        geometricMask));

以下是使用 FillGeometry 方法的範例：

// Create an opacity bitmap and render content.
m_d2dContext->CreateBitmap(size, nullptr, 0,
    D2D1::BitmapProperties(
        D2D1_BITMAP_OPTIONS_TARGET,
        D2D1::PixelFormat(
            DXGI_FORMAT_A8_UNORM,
            D2D1_ALPHA_MODE_PREMULTIPLIED),
        dpiX, dpiY),
    &opacityBitmap);

m_d2dContext->SetTarget(opacityBitmap.Get());
m_d2dContext->BeginDraw();
…
m_d2dContext->EndDraw();

// Create an opacity brush from the opacity bitmap.
m_d2dContext->CreateBitmapBrush(opacityBitmap.Get(),
    D2D1::BitmapBrushProperties(),
    D2D1::BrushProperties(),
    &bitmapBrush);

// Call the FillGeometry method and pass in the clip geometry and the opacity brush
m_d2dContext->FillGeometry( 
    clipGeometry.Get(),
    brush.Get(),
    opacityBrush.Get());

在此程式碼範例中，當您呼叫 PushLayer 方法時，不會傳入應用程式建立的層。 Direct2D 會為您建立圖層。 Direct2D 能夠管理此資源的配置和解構，而不需要來自應用程式的任何介入。這可讓 Direct2D 在內部重複使用圖層，並套用資源管理優化。

注意

在Windows 8許多優化已使用圖層，建議您盡可能嘗試使用圖層 API，而不是FillGeometry。

軸對齊剪輯

如果要裁剪的區域會對齊繪圖介面的軸，而不是任意的。此案例適用于使用裁剪矩形，而不是圖層。效能提升比反鋸齒幾何更適合別名幾何。如需軸對齊剪輯的詳細資訊，請參閱 PushAxisAlignedClip 主題。

Direct2D 參考

共用方式為

圖層概觀

什麼是圖層？

Windows 8和更新版本中的圖層

ID2D1DeviceCoNtext 和 PushLayer

D2D1_LAYER_PARAMETERS1和D2D1_LAYER_OPTIONS1

混合模式

互通

建立圖層

內容界限

幾何遮罩

不透明度遮罩

圖層的替代專案

裁剪任意圖形

軸對齊剪輯

意見反應

其他資源

共用方式為

圖層概觀

什麼是圖層？

Windows 8和更新版本中的圖層

ID2D1DeviceCoNtext 和 PushLayer

D2D1_LAYER_PARAMETERS1和D2D1_LAYER_OPTIONS1

混合模式

互通

建立圖層

內容界限

幾何遮罩

不透明度遮罩

圖層的替代專案

裁剪任意圖形

軸對齊剪輯

相關主題

意見反應

其他資源