WPF使用HLSL實現(xiàn)百葉窗動畫效果

更新時間：2023年09月07日 08:23:39 作者：czwy

百葉窗動畫是制作PPT時常用的動畫之一,本文將通過實現(xiàn)百葉窗動畫效果的例子介紹在WPF中如何使用ShaderEffect,感興趣的小伙伴可以了解一下

百葉窗動畫是制作PPT時常用的動畫之一，本文將通過實現(xiàn)百葉窗動畫效果的例子介紹在WPF中如何使用ShaderEffect。ShaderEffect是使用高級著色器語言（High Level Shading Language，HLSL）事先制作好并且已經(jīng)編譯過的效果。先看下百葉窗動畫實現(xiàn)效果：

準備工作與實現(xiàn)

編寫和編譯HLSL代碼，創(chuàng)建ShaderEffect。由于HLSL有自己的語言語法，本文不做討論。這里使用一個已有的的HLSL文件，也是后邊將介紹的一個HLSL編輯器工具Shazzam Shader Editor中的案例。
定義像素著色器，在UI元素中使用像素著色器，并通過動畫設置百葉窗動畫。
百葉窗效果的像素著色器代碼中：

public class BlindsShader : ShaderEffect
{
    public static readonly DependencyProperty InputProperty = ShaderEffect.RegisterPixelShaderSamplerProperty("Input", typeof(BlindsShader), 0);
    public static readonly DependencyProperty ProgressProperty = DependencyProperty.Register("Progress", typeof(double), typeof(BlindsShader), new UIPropertyMetadata(((double)(30D)), PixelShaderConstantCallback(0)));
    public static readonly DependencyProperty NumberOfBlindsProperty = DependencyProperty.Register("NumberOfBlinds", typeof(double), typeof(BlindsShader), new UIPropertyMetadata(((double)(5D)), PixelShaderConstantCallback(1)));
    public static readonly DependencyProperty Texture2Property = ShaderEffect.RegisterPixelShaderSamplerProperty("Texture2", typeof(BlindsShader), 1);
    public BlindsShader()
    {
        PixelShader pixelShader = new PixelShader();
        pixelShader.UriSource = new Uri("/WPFTest;component/Shader/ShaderSource/BlindsShader.ps", UriKind.Relative);
        this.PixelShader = pixelShader;
        this.UpdateShaderValue(InputProperty);
        this.UpdateShaderValue(ProgressProperty);
        this.UpdateShaderValue(NumberOfBlindsProperty);
        this.UpdateShaderValue(Texture2Property);
    }
    public Brush Input
    {
        get
        {
            return ((Brush)(this.GetValue(InputProperty)));
        }
        set
        {
            this.SetValue(InputProperty, value);
        }
    }
    /// <summary>The amount(%) of the transition from first texture to the second texture. </summary>
    public double Progress
    {
        get
        {
            return ((double)(this.GetValue(ProgressProperty)));
        }
        set
        {
            this.SetValue(ProgressProperty, value);
        }
    }
    /// <summary>The number of Blinds strips </summary>
    public double NumberOfBlinds
    {
        get
        {
            return ((double)(this.GetValue(NumberOfBlindsProperty)));
        }
        set
        {
            this.SetValue(NumberOfBlindsProperty, value);
        }
    }
    public Brush Texture2
    {
        get
        {
            return ((Brush)(this.GetValue(Texture2Property)));
        }
        set
        {
            this.SetValue(Texture2Property, value);
        }
    }
}

BlindsShader.ps是編譯好的HLSL文件，Progress表示百葉窗葉片打開的進度，NumberOfBlinds是百葉窗葉片的數(shù)量，Texture2是百葉窗葉片的紋理（通常使用一個純色的圖片）。

使用百葉窗效果時，只需在resources中添加著色器和動畫，并對目標UI元素的Effect設置為百葉窗動畫。為了展示效果，本例用圖片111.jpg作為grid的背景，用純色圖片blinds.jpg作為葉片紋理。在grid的加載時觸發(fā)動畫設置百葉窗葉片打開的進度。

<Window.Resources>
    <ImageBrush x:Key="imageBrush" ImageSource="111.jpg" />
    <ImageBrush x:Key="blindsBrush" ImageSource="blinds.jpg" />
    <local:BlindsShader x:Key="BlindsShader"
                        NumberOfBlinds="4"
                        Progress="0"
                        Texture2="{StaticResource blindsBrush}" />
    <Storyboard x:Key="DefaultBlindsShaderStoryboard" FillBehavior="HoldEnd">
        <DoubleAnimation Storyboard.TargetProperty="(UIElement.Effect).(local:BlindsShader.Progress)"
                            From="0"
                            To="100"
                            Duration="00:00:1.5" />
        <ObjectAnimationUsingKeyFrames Storyboard.TargetProperty="(UIElement.Effect)">
            <DiscreteObjectKeyFrame KeyTime="00:00:1.5" Value="{x:Null}" />
        </ObjectAnimationUsingKeyFrames>
    </Storyboard>
</Window.Resources>
<Grid Background="{StaticResource imageBrush}" Effect="{StaticResource BlindsShader}">
    <Grid.Triggers>
        <EventTrigger RoutedEvent="FrameworkElement.Loaded">
            <BeginStoryboard x:Name="sbLoaded" Storyboard="{DynamicResource DefaultBlindsShaderStoryboard}" />
        </EventTrigger>
    </Grid.Triggers>
</Grid>

Shazzam Shader Editor

可以使用任何一款編輯器編寫HLSL，然后使用fxc.exe命令行工具編譯（visual studio 2022或者Windows SDK for Windows中含有該工具）。但是Shazzam Shader Editor是一個免費的專門為 WPF 實現(xiàn)像素著色器而設計的一款編輯器，使用它來編寫像素著色器，可以自動生成WPF中的ShaderEffect。

Shazzam Shader Editor已經(jīng)好久沒有維護了，其官網(wǎng)似乎也沒了。原本開源在CodePlex上，而 CodePlex 已經(jīng)關閉。但JohanLarsson 將其 Fork 到了 GitHub 上，https://github.com/JohanLarsson/Shazzam。

打開Shazzam Shader Editor，左側顯示著色器示例和全局設置（默認折疊）。選中具體的著色器后，右側區(qū)域上方顯示著色其效果，下方選項卡分別顯示HLSL代碼編輯窗口、預覽調(diào)節(jié)窗口、生成的C#代碼和生成的VB代碼。

HLSL代碼編輯窗口

HLSL代碼文件是以.fx作為后綴名。編譯后的文件后綴名是.ps。編輯窗口中可以編輯修改代碼，按下F5就可以編譯你的HLSL代碼，并在界面上方預覽效果。編輯器中會高亮關鍵詞和方法，雙擊不要松開鼠標會彈出相應的提示。如何編寫HLSL代碼可以查閱HLSL and Pixel Shaders for XAML Developers這本書，Shazzam Shader Editor中左側示例中的Tutorial也是配合該書使用的。