Go to Qiita Advent Calendar 2024 Top
LoginSignup
5
9

Delete article

Deleted articles cannot be recovered.

Draft of this article would be also deleted.

Are you sure you want to delete this article?

More than 1 year has passed since last update.

@pierusan2010

.NET5.0/C#9.0でオートシェイプ風図形描画ライブラリを作ろう！(Chapter4)

Last updated at Posted at 2022-03-21

だいぶ間が開いてしまいましたが。。。
※本記事は下記のエントリから始まる連載記事となります。

.NET5.0/C#9.0でオートシェイプ風図形描画ライブラリを作ろう！(Chapter0)

Chapter4 図形を配置するためのクラスShapePenを作ろう!

ソースコード

Capter4の内容は下記ブランチにて実装されています。実装の詳細はこちらをご確認ください。
https://github.com/pierre3/CoreShape/tree/blog/capter4

図形を配置する仕組みを用意する

下図のように、ドラッグ操作で新しい図形を配置することを考えます。

shapePen.gif

  • ドラッグ操作で図形の位置とサイズを指定する
  • ドラッグ中は配置する図形の輪郭のみが表示される
  • マウスボタンを離した時点での図形の位置・サイズで図形を配置する
  • 図形の外観は、あらかじめ指定しておいたテンプレートに従って作成される

IShapePenインターフェース

図形を配置するツールをShapePenと名付けることとします。ShapePenのインターフェースIShapePenを定義します。

public interface IShapePen : IDraggable, IDrawable, ILocatable
{
    IShape Template { get; set; }
    IShape CreateShape();
}
  • 作成する図形の外観等の定義を Template プロパティで指定します。
  • 図形を生成するメソッド CreateShape() を実装します。
  • ドラッグ操作と輪郭の描画機能を持つので、IDraggable 及び IDrawable インターフェースを実装します。
  • また、特定の座表に図形を配置する機能として ILoscatableインターフェースを定義し、こちらも実装します。
public interface ILocatable
{
    void Locate(Point location);
}

IShapeインターフェースの変更

IShape インターフェースはIsSelectedプロパティのみでしたが、 （RectangleShapeなどの具象クラスで定義していた）外観やサイズを扱う各種プロパティもIShape側で定義するように変更します。

public interface IShape : IDrawable, IDraggable, IHitTest, ILocatable
{
    Rectangle Bounds { get; }
    Stroke? Stroke { get; set; }
    Fill? Fill { get; set; }
    bool IsSelected { get; set; }
    IHitTestStrategy HitTestStrategy { get; set; }
    void SetBounds(Rectangle bounds);
}

ShapePen の実装

それでは、ShapePenの具体的な実装を考えてみたいと思います。

ShapePenをクラス図にすると下記のようになります。
shapepen.png

ジェネリッククラス　ShapePen<TShape>

ShapePenはジェネリッククラスとして、IShape を実装するすべての図形で利用できるようにします。

  • ShapePen<TShape> とし、型引数TShapeには IShapeとnew()の制約を付けます。
    new()制約を付けた場合、引数なしのコンストラクタを持つことが必須となります。この制約によりクラス内部でnew TShape()のようにインスタンスが生成できるようになります。
public class ShapePen<TShape> : IShapePen where TShape : IShape, new()
{
}

Shape プロパティとTemplateプロパティ

  • Shapeプロパティを使って、図形の位置決めのためのドラッグ処理や、輪郭の描画等を行います。
    • コンストラクタで図形(型引数で指定した型)のインスタンスを生成してShapeプロパティに設定します。
    • その際、図形の外観は輪郭（幅１、黒のStroke固定）のみ設定します。
  • 作成する図形の外観等は Template プロパティで指定します。
    • Templateプロパティは、コンストラクタに渡された値によって初期化されます。
public class ShapePen<TShape> : IShapePen where TShape : IShape, new()
{
    private TShape Shape { get; set; }
    public IShape Template { get; set; }

    public ShapePen(TShape template)
    {
        Shape = new TShape()
        {
            Stroke = new Stroke(Color.Black, 1f)
        };
        Template = template;
    }

    public ShapePen(Stroke? stroke, Fill? fill, IHitTestStrategy? hitTestStragegy = null)
    {
        Shape = new TShape()
        {
            Stroke = new Stroke(Color.Black, 1f)
        };
        Template = new TShape()
        {
            Stroke = stroke,
            Fill = fill
        };
        if (hitTestStragegy is not null)
        {
            Template.HitTestStrategy = hitTestStragegy;
        }
    }
}

ShapePenのメソッド

ShapePenクラスに図形配置のためのメソッドを定義します

  • Locate()
    ShapeプロパティのLocate()メソッドを実行。クリックした位置に図形を配置する
  • Drag()
    ShapeプロパティのDrag()メソッドを実行。ドラッグによる図形サイズの調整する
  • Drop()
    ShapeプロパティのDrag()メソッドを実行。ドラッグ終了時の処理（幅、高さがマイナスになるような場合の補正処理など）を実施する
  • Draw()
    ドラッグ中のみ、ShapeプロパティのDraw()メソッドを実行。配置前のプレビュー状態を表示する
  • CreateShape()
    Shapeプロパティの座標（Bounds）とTemplateプロパティのスタイル情報を基に図形オブジェクトを作成して、返却
public class ShapePen<TShape> : IShapePen where TShape : IShape, new()
{
    public void Locate(Point location)
    {
        Shape.Locate(location);
        IsDragging = true;
    }

    public void Drag(Point oldPointer, Point currentPointer)
    {
        Shape.Drag(oldPointer, currentPointer);
    }

    public void Drop()
    {
        Shape.Drop();
        IsDragging = false;
    }
    
    public void Draw(IGraphics g)
    {
        if (IsDragging)
        {
            Shape.Draw(g);
        }
    }

    public IShape? CreateShape()
    {
        if (Shape.Bounds.Size == default)
        {
            //サイズが０の場合は図形を作らない
            return null;
        }
        //Templateから図形を作成
        var shape = new TShape()
        {
            Stroke = Template.Stroke,
            Fill = Template.Fill,
            HitTestStrategy = Template.HitTestStrategy,
            IsSelected = true
        };
        //座標はShapeプロパティと同じ
        shape.SetBounds(Shape.Bounds);
        return shape;
    }
}

SampleWPF側の実装

ライブラリ側の仕組みは完成しましたので、それを利用する側の実装例を見てみましょう。

切り替えボタンの実装

まず、MainWindowにツールバーを追加し、下記３つのボタンを配置します。
ボタンはどれか１つを選択可能で、選択したボタンによってShapePenを切り替えます。

  • [↖]：配置する図形なし。図形の選択のみ行うカーソル (ShapePenなし)
  • [□]：矩形（四角形）を配置する（ShapePen<RectangleShape>)
  • [○]：楕円を配置する(ShapePen<OvalShape>)
<Window x:Class="SampleWPF.MainWindow"
        xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"
        xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml"
        xmlns:d="http://schemas.microsoft.com/expression/blend/2008"
        xmlns:mc="http://schemas.openxmlformats.org/markup-compatibility/2006"
        xmlns:skiaSharp="clr-namespace:SkiaSharp.Views.WPF;assembly=SkiaSharp.Views.WPF"
        xmlns:local="clr-namespace:SampleWPF"
        mc:Ignorable="d"
        Title="MainWindow" Height="450" Width="800">
    <Grid>
        <Grid.RowDefinitions>
            <RowDefinition Height="Auto"/>
            <RowDefinition/>
        </Grid.RowDefinitions>
        <ToolBar VerticalAlignment="Top">
            <RadioButton x:Name="DefaultButton" Width="32" Height="32"
                Content="↖" IsChecked="True" Checked="DefaultButton_Checked" />
            <RadioButton x:Name="RectButton" Width="32" Height="32" Checked="RectButton_Checked">
                <Rectangle Width="24" Height="16" Stroke="Black"/>
            </RadioButton>
            <RadioButton x:Name="OvalButton" Width="32" Height="32" Checked="OvalButton_Checked">
                <Ellipse Width="24" Height="16" Stroke="Black"/>
            </RadioButton>
        </ToolBar>
        <skiaSharp:SKElement Grid.Row="1" 
                             x:Name="skElement" 
                             PaintSurface="sKElement_PaintSurface" 
                             MouseMove="sKElement_MouseMove"
                             MouseDown="skElement_MouseDown"
                             MouseUp="skElement_MouseUp"/>

    </Grid>
</Window>

次にコードビハインド MainWindow.xaml.cs を開き、下記の内容を追加します。

  • MainWindow にIShapePen型のShapePenプロパティを追加
    先ほど追加したツールバーの各ボタンのCheckedイベントでPenプロパティを切り替える処理を追加します。

//...(省略)...

private IShapePen? ShapePen;

//...(省略)...

private void DefaultButton_Checked(object sender, RoutedEventArgs e)
{
    ShapePen = null;
}

private void RectButton_Checked(object sender, RoutedEventArgs e)
{
    ShapePen = new ShapePen<RectangleShape>(
        new Stroke(CoreShape.Color.Red, 2.0f),
        new Fill(CoreShape.Color.LightSeaGreen));
}

private void OvalButton_Checked(object sender, RoutedEventArgs e)
{
    ShapePen = new ShapePen<OvalShape>(
        new Stroke(CoreShape.Color.Green, 1.0f),
        new Fill(CoreShape.Color.LightYellow));
}

ShapePenによる図形の配置

マウス操作のイベントにShapePenを使った図形の配置処理を記述します。

カーソル移動時 （Mouse Moveイベント（ボタンを押さずに移動））

Mouse Move イベントでカーソル移動時（マウスボタンが押されていない場合）の処理を下記の様に実装します。

  • マウスカーソルが設置済みの図形の上にあるか確認し、カーソルの下にある図形をactiveShapeに設定する
  • カーソルの下に設置済みの図形がない場合はactiveShapeにShapePenを設定する
private void SKElement_MouseMove(object sender, MouseEventArgs e)
{
    var currentPoint = GetMousePoint(e);
    if (e.LeftButton == MouseButtonState.Pressed)
    {
        //マウスドラッグ時処理 ...
    }
    else
    {
        //カーソル移動時（カーソルが図形の上にある場合はその図形を、図形の上にない場合はShapePenをアクティブにする）
        activeShape = ShapePen;
        foreach (var shape in shapes.Reverse())
        {
            var hitResult = shape.HitTest(currentPoint);
            Cursor = SwitchCursor(hitResult);
            if (hitResult is not HitResult.None)
            {
                activeShape = shape;
                break;
            }
        }
    }
    oldPoint = currentPoint;
}

ShapePenの位置決め（Mouse Down イベント）

ShapePenがアクティブの状態でマウスの左ボタンがクリックされた場合に、ShapePenのLocate()メソッドを実行して、作成する図形の位置を設定します。

private void SkElement_MouseDown(object sender, MouseButtonEventArgs e)
{
    if (e.LeftButton != MouseButtonState.Pressed)
    {
        return;
    }
    //ShapePenがアクティブの場合
    if (activeShape is IShapePen shapePen)
    {
        //ShapePenの位置決め
        var location = GetMousePoint(e);
        shapePen.Locate(location);
    }
    //選択状態をリセット（アクティブな図形のみ選択状態にする）
    foreach (var shape in shapes)
    {
        shape.IsSelected = shape == activeShape;
    }
    skElement.InvalidateVisual();
}

ドラッグによるサイズ調整（Mouse Move イベント（左ボタン押下中））

マウスの左ボタンを押したままカーソルを移動した場合の処理を追加。
ここでは、アクティブな図形のDrag()メソッドを実行します。ShapePenがアクティブの場合、Shapeプロパティの幅、高さが変更されます。

private void SKElement_MouseMove(object sender, MouseEventArgs e)
{
    var currentPoint = GetMousePoint(e);
    if (e.LeftButton == MouseButtonState.Pressed)
    {
        //ドラッグ中。activeShapeのDrag()メソッドを実行
        if (activeShape is null)
        { return; }
        activeShape.Drag(oldPoint, currentPoint);
        skElement.InvalidateVisual();
    }
    else
    {
        //カーソル移動中...
    }
    oldPoint = currentPoint;
}

Mouse Up イベント

ドラッグ後、マウスボタンを離したタイミングで、ShapePenから図形を配置する処理を記述します。
ShapePenがアクティブの場合、CreateShape()メソッドを実行して新しい図形を作成します。作成した図形は配置済みの図形を格納する MainWindowの shapes フィールドに追加します。

private void SkElement_MouseUp(object sender, MouseButtonEventArgs e)
{
    if (e.LeftButton != MouseButtonState.Released)
    {
        return;
    }
    if (activeShape is null)
    {
        return;
    }
    activeShape.Drop();
    if (activeShape is IShapePen shapePen)
    {
        var shape = shapePen.CreateShape();
        if (shape is null)
        {
            return;
        }
        shapes.Add(shape);
        activeShape = shape;
    }
    skElement.InvalidateVisual();
}

次回

ここまで来てようやくオートシェイプっぽくなってきましたが、処理も複雑になりGUI側（WPFアプリ）の管理が難しくなってきましたね。
ということで次回は、（ちょっと本筋とは離れますが）WPFアプリのソースコードを少し整理しようと思います。

余談

前回の記事から１年以上たってしまい、その間に.NET6.0がリリースされ、C#も10になってしまいました....

そこで、今回のサンプルコードから、ターゲットを.NET6.0に変更しました。
ソースコードも、できるだけC#10で追加された機能を取り入れていきたいと思います。

この連載のタイトルも、「.NET6.0/C#10でオートシェイプ風図形描画ライブラリを作ろう！」に変えるべきか。。。

5
9
2

Register as a new user and use Qiita more conveniently

  1. You get articles that match your needs
  2. You can efficiently read back useful information
  3. You can use dark theme
What you can do with signing up
Sign upLogin
5
9

Delete article

Deleted articles cannot be recovered.

Draft of this article would be also deleted.

Are you sure you want to delete this article?