[UWP]实用的Shape指南

在UWP UI系统中，使用Shape是绘制2D图形最简单的方式，小到图标，大到图表都用到Shape的派生类，可以说有举足轻重的地位。幸运的是从Silverlight以来Shape基本没有什么大改动，简直是UWP中的一股清流。

上图来自Pro Silverlight 5 in C#，可见Silverlight中的Shape和UWP的Shape基本架构一致。Shape的API从WPF以来就几乎没变，对熟悉WPF/Silverlight的开发者来说几乎是零学习成本。

1. Ellipse(圆形)

Ellipse没有在Shape的基础上增加任何属性，是Shape的派生类中最简单的一个。

1.1 Fill、Stroke与StrokeThickness

public Brush Fill { get; set; }、public Brush Stroke { get; set; }与public System.Double StrokeThickness { get; set; }是Shape中最常用的三个属性，分别用于设置Shape的填充颜色、边框颜色、边框宽度。改变StrokeThickness并不会改变形状的大小。

<Ellipse  Height="100"

          Width="100"

          Fill="#FF7E9EC0"

          Stroke="#FFFF0EC4"

          StrokeThickness="5"

          Margin="10" />

1.2 Stretch

public Stretch Stretch { get; set; }用于确定形状如何填充可用的区域。Stretch的所有枚举值如下：

None: 形状不被拉伸。
Fill: 形状拉伸其宽度和高度，从而可以正好适应其容器。
Uniform: 按比例改变形状的宽度和高度，直至形状到达容器板边缘。
UniformToFill: 按比例改变形状的宽度和高度，直到形状填满了整个可用控件的高度和宽度。

效果如下

<StackPanel Orientation="Horizontal">

    <Ellipse Fill="#FF7E9EC0"

             Stroke="#FFFF0EC4"

             StrokeThickness="5"

             Height="50"

             Width="100"

             Stretch="Fill" />

    <Ellipse Fill="#FF7E9EC0"

             Stroke="#FFFF0EC4"

             StrokeThickness="5"

             Height="50"

             Width="100"

             Stretch="None" />

    <Ellipse Fill="#FF7E9EC0"

             Stroke="#FFFF0EC4"

             StrokeThickness="5"

             Height="50"

             Width="100"

             Stretch="Uniform" />

    <Ellipse Fill="#FF7E9EC0"

             Stroke="#FFFF0EC4"

             StrokeThickness="5"

             Height="50"

             Width="100"

             Stretch="UniformToFill" />

</StackPanel>

1.3 StrokeDashArray

public DoubleCollection StrokeDashArray { get; set; }用于将边框变成虚线。StrokeDashArray的值是一个double类型的有序集合，集合中的值指虚线中每一段的长度，长度单位是边框值的宽度。例如以下圆形：

<Ellipse StrokeDashArray="1,2,3"

         Stroke="#FFFF0EC4"

         StrokeThickness="10"

         Height="200"

         Width="200" />

边框宽度为10，虚线的第一段是长度为10的实线，第二段为长度为20的空白，第三段为长度为30的实线，然后如此循环直到结束。

自从开始WPF工作以来，我一直将StrokeDashArray的值设为一个好看又好记的值：4 2,the answer to life, the universe, and everything。

<Ellipse StrokeDashArray="4 2"

         Stroke="#FFFF0EC4"

         StrokeThickness="3"

         Height="200"

         Width="200" />

1.4 StrokeDashCap

public PenLineCap StrokeDashCap { get; set; }表示虚线中实线两端的边缘轮廓。PenLineCap的枚举值如下：

Flat: 一个未超出直线上最后一点的线帽。等同于无线帽。
Square: 一个高度等于直线粗细、长度等于直线粗细一半的矩形。
Round: 一个直径等于直线粗细的半圆形。
Triangle: 一个底边长度等于直线粗细的等腰直角三角形。

<Grid Margin="10,10"

      Width="200"

      Height="10"

      Background="Gray">

    <Line Stretch="Fill"

          Stroke="Red"

          StrokeThickness="10.5"

          X2="1"

          StrokeEndLineCap="Flat" />

</Grid>

<TextBlock Text="Flat"

           Grid.Column="1"

           VerticalAlignment="Center" />

<Grid Width="200"

      Margin="10,10"

      Height="10"

      Background="Gray"

      Grid.Row="1">

    <Line Stretch="Fill"

          Stroke="Red"

          StrokeThickness="10"

          X2="1"

          StrokeEndLineCap="Round" />

</Grid>

<TextBlock Text="Round"

           Grid.Row="1"

           Grid.Column="1"

           VerticalAlignment="Center" />

<Grid Width="200"

      Margin="10,10"

      Height="10"

      Background="Gray"

      Grid.Row="2">

    <Line Stretch="Fill"

          Stroke="Red"

          StrokeThickness="10"

          X2="1"

          StrokeEndLineCap="Square" />

</Grid>

<TextBlock Text="Square"

           Grid.Row="2"

           Grid.Column="1"

           VerticalAlignment="Center" />

<Grid Width="200"

      Margin="10,10"

      Height="10"

      Background="Gray"

      Grid.Row="3">

    <Line Stretch="Fill"

          Stroke="Red"

          StrokeThickness="10"

          X2="1"

          StrokeEndLineCap="Triangle" />

</Grid>

<TextBlock Text="Triangle"

           Grid.Row="3"

           Grid.Column="1"

           VerticalAlignment="Center" />

1.5 StrokeDashOffset

public System.Double StrokeDashOffset { get; set; }用于指定虚线开始的位置。

2. Rectangle(矩形)

Rectangle 只比Shape多了RadiusX和RadiusY两个属性。

2.1 RadiusX和RadiusY

public System.Double RadiusX { get; set; }和public System.Double RadiusY { get; set; }分别用于指定用于使矩形的角变圆的椭圆的x轴和 y轴半径。

如下面这个例子，可以看到 RadiusX="50" RadiusY="20"的Rectangle的圆角和Width="100" Height="40"的Ellipse(x轴半径50，y轴半径20)完全重合在一起。

<Rectangle  Height="100"

            Width="100"

            Fill="#FF7E9EC0"

            Stroke="#FFFF0EC4"

            StrokeThickness="5"

            RadiusX="50"

            RadiusY="20" />

<Ellipse HorizontalAlignment="Left"

         VerticalAlignment="Top"

         StrokeThickness="5"

         Stroke="Yellow"

         Fill="Red"

         Width="100"

         Height="40"

         Opacity="0.5" />

2.2 StrokeLineJoin和StrokeMiterLimit

public PenLineJoin StrokeLineJoin { get; set; }和public System.Double StrokeMiterLimit { get; set; }确定形状拐角处的形状。这两个属性都是Shape的属性，但对Ellipse和Line这两个没有拐角的形状不起作用。

3. Line(直线)

Line表示从第一个点(X1,Y1)到第二个点(X2,Y2)的一条直线。

3.1 X1,Y1,X2,Y2

这四个属性确定了Line的起点和终点。

除了使用绝对值定位Line的位置，还可以使用相对定位。

<Line Stretch="Fill"

      X1="0"

      X2="1"

      StrokeDashArray="4 2"

      Stroke="BlueViolet"

      StrokeThickness="1" />

3.2 StrokeStartLineCap与StrokeEndLineCap

public PenLineCap StrokeStartLineCap { get; set; }和public PenLineCap StrokeEndLineCap { get; set; }决定直线开始端和结束端的轮廓。这两个属性都是Shape的属性，但只影响Line、Polyline和Path，对Rectangle这类没有开始和结束端的形状没有影响。

4. Polygon(多边形)和Polyline(折线)

这两个形状具有相同的属性，外观也相似。区别只是如果Points的最后一个点和第一个点不一样，Polygon会自动将这两个点连接到一起。

4.1 Points

public PointCollection Points { get; set; }用于设置Polygon和Polyline的顶点。

<Polygon Points="15,200 68,70 110,200 0,125 135,125"

         Fill="Red"

         Stroke="Blue"

         StrokeThickness="4"

         Stretch="Fill"

         Height="100"

         Width="100" />

<Polyline Points="15,200 68,70 110,200 0,125 135,125"

          Fill="Red"

          Stroke="Blue"

          StrokeThickness="4"

          Stretch="Fill"

          Height="100"

          Width="100"

          Margin="20,0,0,0" />

4.2 FillRule

public FillRule FillRule { get; set; }指定如何确定形状的内部填充。默认值是EvenOdd，如果设置成Nonzero，效果如下：

5 Path(路径)

Path是功能最强大的形状，它基本上由上面的其它形状组成并且可以替代它们中的任何一个。只是Path使用起来也比较复杂，只有在图表和少量场景用到，很多时候比起构造复杂的Path还不如用直接用图片。

5.1 Data

public Geometry Data { get; set; }属性指定要绘制形状的Geometry。Geometry 定义几何图形并且定义了坐标和尺寸等细节，由Path绘制到屏幕。UWP中的Geometry包含以下几个：

EllipseGeometry: 表示圆或椭圆的几何图形。
LineGeometry: 表示线条的几何图形。
PathGeometry: 表示一个可能由弧、曲线、椭圆、直线和矩形组成的基于矢量的复杂形状。
RectangleGeometry: 描述二维矩形这一几何图形。

除此之外，还可以使用由多个Geometry组成的GeometryGroup构造组合形状。

5.2 PathGeometry

在所有Geometry中PathGeometry是功能最强大的，唯一的缺点是太多复杂。它使用public PathFigureCollection Figures { get; set; }描述包含的图形内容，PathFigure由PathSegment的派生类描述，包括：

ArcSegment: 表示两点之间的一条椭圆弧。
BezierSegment: 表示在两个点之间绘制的一条三次贝塞尔曲线。
LineSegment: 表示在两个点之间绘制的一条线，它可能是 PathFigure 在 Path 数据内的一部分。
PolyBezierSegment: 表示一条或多条三次方贝塞尔曲线。
PolyLineSegment: 表示由 Point 集合定义的一组线段，每个 Point 指定一个线段的终点。
PolyQuadraticBezierSegment: 表示一系列二次贝塞尔线段。
QuadraticBezierSegment: 在 PathFigure 中的两点之间创建二次贝塞尔曲线。

下面是一个Path的官方示例，同时使用了各种Geometry及部分PathSegment：

<Path Stroke="Black"

      Margin="10"

      StrokeThickness="1"

      Fill="#CCCCFF">

    <Path.Data>

        <GeometryGroup>

            <RectangleGeometry Rect="50,5 100,10" />

            <RectangleGeometry Rect="5,5 95,180" />

            <EllipseGeometry Center="100, 100"

                             RadiusX="20"

                             RadiusY="30" />

            <RectangleGeometry Rect="50,175 100,10" />

            <PathGeometry>

                <PathGeometry.Figures>

                    <PathFigureCollection>

                        <PathFigure IsClosed="true"

                                    StartPoint="50,50">

                            <PathFigure.Segments>

                                <PathSegmentCollection>

                                    <BezierSegment Point1="75,300"

                                                   Point2="125,100"

                                                   Point3="150,50" />

                                    <BezierSegment Point1="125,300"

                                                   Point2="75,100"

                                                   Point3="50,50" />

                                </PathSegmentCollection>

                            </PathFigure.Segments>

                        </PathFigure>

                    </PathFigureCollection>

                </PathGeometry.Figures>

            </PathGeometry>

        </GeometryGroup>

    </Path.Data>

</Path>

5.3 图形微语言(geometry mini-language)

Path的XAML虽然具备很高的可读性，但在存储上不具优势。所以UWP提供了一种替代语法：图形微语言。图形微语言使用一组简单的字符串描述Path的图形，一般来说不需要学习它的语法，因为通常它是由工具生成的。

<Path Stroke="DarkGoldenRod"

      StrokeThickness="3"

      Data="M 100,200 C 100,25 400,350 400,175 H 280" />

5.4 使用Blend

通常用一个Path代替多个Shape不止更好管理，用户界面的性能也会更好。Blend里面提供了针对Shape的功能，可以对多个Shape进行合并或转换为路劲。

6. Shape各项属性比较

下面表格列出了Shape的各项属性，标记为“×”的属性代码这个属性对这个形状无效。

7. ViewBox

ViewBox是拉伸或缩放单个子元素的容器，最常用来搭配Shape（或文字）使用，因为Shape是矢量图形，放大后不会失真。

ViewBox有以下三个属性：

Child: 获取或设置 Viewbox 元素的单一子元素。
Stretch: 获取或设置确定内容如何适合可用空间的 Stretch 模式。
StretchDirection: 获取或设置确定缩放如何应用于 Viewbox 内容的 StretchDirection。

<StackPanel Orientation="Horizontal">

    <Canvas Width="30" Height="30">

        <Rectangle Stroke="Red"

                   StrokeThickness="1"

                   Height="20"

                   Width="20" />

        <Rectangle Stroke="Green"

                   StrokeThickness="1"

                   Height="20"

                   Width="20"

                   Canvas.Left="10"

                   Canvas.Top="10" />

    </Canvas>

    <Viewbox Height="100"

             Width="100"

             Margin="30,0,0,0"

             Stretch="Uniform">

        <Canvas Height="30" Width="30">

            <Rectangle Stroke="Red"

                       StrokeThickness="1"

                       Height="20"

                       Width="20" />

            <Rectangle Stroke="Green"

                       StrokeThickness="1"

                       Height="20"

                       Width="20"

                       Canvas.Left="10"

                       Canvas.Top="10" />

        </Canvas>

    </Viewbox>

</StackPanel>

8. 结语

系统地学过Shape相关知识只在很多年前刚开始学WPF/Silverlight时做过，平时除了Rectangle和Line其他的Shape好少会用到，所以即使有多年经验对Shape的很多知识点还是有点陌生，这次趁学习UWP的机会复习一下。

但因为很多知识点平时就很少会用到，后面越写越腻味。

9. 参考

绘制形状

 Windows.UI.Xaml.Shapes 命名空间

 Windows.UI.Xaml.Media 命名空间