混合语言编程—C#使用原生的Directx和OpenGL绘图的方法

1. 概述

混合语言编程指的是使用不同语言编写的程序相互合作，完成视觉效果加强和功能的增强等需求。在本攻略中，我们将介绍如何使用C#语言使用原生的Directx和OpenGL库进行绘图。

1. 必要条件

在开始使用C#语言绘制图形之前，你需要安装.NET Framework 4.5或更高版本。这将为你提供运行时环境和开发工具。同时，要在C#中访问Directx和OpenGL库，需要安装一个额外的库 “SharpDX”。

1. 使用Directx绘制图形

DirectX是一个Windows平台下的3D绘图API，提供了一个开发3D图形应用程序的类库。而SharpDX则为C#提供了高级别的DirectX封装。下面通过绘制一个简单的三角形来演示如何使用C#语言和SharpDX来使用DirectX库。

代码如下：

using SharpDX;
using SharpDX.Direct2D1;
using SharpDX.Direct3D11;
using SharpDX.DXGI;
using SharpDX.Windows;
using Device = SharpDX.Direct3D11.Device;

// ...

private void RenderDirectXTriangle()
{
    // 初始化储存DirectX图形的设备
    var formHandle = this.Handle;

    // 初始化SwapChain描述
    SwapChainDescription swapChainDescription = new SwapChainDescription()
    {
        BufferCount = 1,
        ModeDescription = new ModeDescription(0, 0, new Rational(60, 1), Format.R8G8B8A8_UNorm),
        IsWindowed = true,
        OutputHandle = formHandle,
        SampleDescription = new SampleDescription(1, 0),
        SwapEffect = SwapEffect.Discard,
        Usage = Usage.RenderTargetOutput
    };
    Device.CreateWithSwapChain(DriverType.Hardware, DeviceCreationFlags.None, swapChainDescription, out Device device, out SwapChain swapChain);

    // 获取SwapChain缓冲区，并创建新的RenderTarget来代替默认的窗口RenderTarget
    Texture2D backBuffer = swapChain.GetBackBuffer<Texture2D>(0);
    RenderTarget renderTarget = new RenderTarget(device, backBuffer);

    // 创建DirectX画笔和画刷
    SolidColorBrush solidColorBrush = new SolidColorBrush(renderTarget, Color.Black);
    var blackBrush = new SharpDX.Direct2D1.SolidColorBrush(renderTarget, Color.Black);

    // 开始绘制
    renderTarget.BeginDraw();
    renderTarget.Clear(Color.White);

    // 定义即将绘制的三角形构成顶点的坐标
    var vertex1 = new Vector2(100, 100);
    var vertex2 = new Vector2(150, 10);
    var vertex3 = new Vector2(200, 100);            

    // 创建顶点列表并在Surface上绘制一个三角形
    var geometrySink = renderTarget.CreatePathGeometry().Open();
    geometrySink.BeginFigure(vertex1, FigureBegin.Filled);
    geometrySink.AddLine(vertex2);
    geometrySink.AddLine(vertex3);
    geometrySink.EndFigure(FigureEnd.Closed);
    geometrySink.Dispose();
    renderTarget.DrawGeometry(geometrySink, blackBrush);

    // 完成绘制
    renderTarget.EndDraw();

    // 交换前后缓冲区，将画面显示到屏幕上
    swapChain.Present(0, PresentFlags.None);
}

使用以上代码可以绘制出一个包含黑色三角形的白色背景。

1. 使用OpenGL绘制图形

OpenGL是跨平台的图形绘制API，几乎可以适用于任何平台，包括Windows、OSX、iOS等多种系统。使用C#语言和SharpGL库，我们可以轻松使用OpenGL库在Windows上实现图形绘制。

代码示例：

using SharpGL;
using System.Drawing;

//...

private void RenderOpenGLTriangle()
{
    // 加载OpenGL控件
    Gl.Enable(Gl.GL_DEPTH_TEST);
    Gl.Clear(Gl.GL_COLOR_BUFFER_BIT | Gl.GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

    // 绘制三角形
    Gl.Begin(Gl.GL_TRIANGLES); // 以三角形的模式绘制
    Gl.Color3(1.0f, 1.0f, 1.0f); // 定义颜色
    Gl.Vertex2(0.0f, 0.5f); // 定义第一个顶点
    Gl.Vertex2(-0.5f, -0.5f); // 定义第二个顶点
    Gl.Vertex2(0.5f, -0.5f); // 定义第三个顶点
    Gl.End(); // 结束三角形的绘制
}

此代码可以绘制一个白色三角形。其他形状和颜色的绘制方法，可以在OpenGL API文档中查看。

1. 总结

本攻略通过两个示例演示了使用C#语言和SharpDX库使用DirectX库进行图形绘制，以及使用SharpGL库使用OpenGL库进行图形绘制。这两种方法都有各自的优势和适用场景，具体选择哪种方法，应根据实际需求和项目的要求来进行选择。