Логика представления приложений.

Компьютерная и инженерная графика

Технология WPF

Windows Presentation Foundation (WPF) — система для построения клиентских приложений Windows с визуально привлекательными возможностями взаимодействия с пользователем, графическая (презентационная) подсистема в составе.NET Framework (начиная с версии 3.0), использующая язык XAML.

При разработке приложения в Windows Forms мы не храним данные об окне, анимации и других особенностях. Все эти вещи хранятся в User32.dll, а также GDI/GDI+. То есть, есть уже файлы, в которых хранится часть данных приложения.

OpenGL vs DirectX

OpenGL использует шаблоны. А DirectX отрисовывает с нуля. Изначально OpenGL был значительно удобнее в плане того, что шаблоны подгружались быстрее, чем рисовка с нуля. DirectX был мерзость мерзкая, гадость гадкая, так как было много багов. Почему начали отдавать предпочтение DirectX? А потому, что аппаратные ресурсы значительно возросли. Например, 5 лет назад видеокарта на 2 Гигабайта была топовой, а сейчас уже есть карта с памятью 10 Гигабайт. И просчёт оказался значительно быстрее за счёт ресурсов видео, чем поиск шаблонов OpenGL.

DirectX появился практически сразу после релиза Windows 95. Это если вкратце. Однако интерфейс, разрабатываемый Windows, не использовал эту технологию, потому что «овчинка не стоит выделки». Большую роль сыграло разделение процессов, то есть появление самой видеокарты по сути дало оптимизацию в отношении обработки данных (то есть, вычисляется BEHIND на главном процессоре, а графика обрабатывается на графическом процессоре, то есть через видеокарту).

В качестве примера средств визуализации есть Physics. Но различия между видеокартами в плане поддержки между технологиями не является проблемой, поскольку WPF может настраивать свою работу с помощью программных средств. То есть WPF использует видеокарту как калькулятор. Типа: «Дружок, ничего не трогай, ничего не меняй, только посчитай!»

Принято считать, что драйвер устройства – это программа. И это действительно так. Однако следует понимать, что это всё-таки инструкция для компьютера, чтобы он знал, что с этим устройством делать.

WPF различает несколько уровней визуализации. 0-ой уровень: без поддержки аппаратного ускорения. За это отвечают версии DirectX до 7-ой не включительно. 1-ый уровень: с частичной поддержкой аппаратного ускорения. Версии DirectX с 7-го по 9-ый. 2-ой уровень: с полной поддержкой аппаратного ускорения. Версии DirectX 9 и выше.

Также в отличие от Windows Form WPF поддерживает анимацию, что немало важно, а также видео и аудио.

Может возникнуть вопрос, каким образом начать разработку приложения – с помощью Windows Forms или же с помощью WPF? Так вот, если мы пишем с нуля, то лучше же всё же писать уже через WPF, однако если уже есть код, написанный через Windows Forms, то не стоит перекодировать его в WPF. Правда, есть ещё и другие факторы.

Существует область, для которой WPF не очень хорошо подходит. Нужна графика реального времени. Для такого рода приложений нужна максимальная производительность видео, а также следует программировать на более низком уровне. Для этого существуют библиотеки управляющего кода. Они есть на MSDN. Но нам это пока не нужно.

Настройка изображения идёт с учётом разрешения монитора. То есть не важно, сколько DPI.

Рисунок 1 Иерархия классов WPF

 

XAML

XAML (англ. eXtensible Application Markup Language) — расширяемый язык разметки для приложений (произносится [замл] или [зэмл]) — основанный на XML язык разметки для декларативного программирования приложений, разработанный Microsoft.

Документы XAML определяют местоположение на форме.

Существует 2 способа, скажем так, конструирования графической части WPF приложения. Это с использованием графической оболочки, а также с помощью кода, где мы можем в тэгах указывать свойства тех или иных элементов.

В чём особенности языка XAML? Человечество поняло давно, что создавать сложные в плане графического оформления приложения создавать проще, чем что-то однотипное. Дизайнеры могут заниматься графикой, а программисты заниматься только кодом программы. В традиционных технологиях отображения интерфейса не существовало доступного способа отделить графического отображение приложения от его кода. Это, по сути, одна из серьёзный\э проблем Windows Forms. То, что форма определяется целиком и полностью в коде. И при процессе конфигурирования наша среда разработки вносит изменения в кода, о чём никому ничего не сообщает. Если говорить о дизайнерах, которые занимаются дизайном, у них нет инструментария, позволяющего работать с кодом.

Минусов в построении приложения на Windows Forms много. Их мы обсуждали. По сути, всё ясно. Можно даже не записывать.

Существует несколько разных способов использования. Наверное, раньше надо было об этом сказать. Использования термина XAML. Мы с вами говорили о нём, как о языке, основанный на XML-синтаксисе. XAML может использоваться не только в WPF приложениях. Также и на других платформах, которые не имеют отношения к NET. Существуют несколько XAML. Векторная графика, документы. На данный момент времени это наиболее распространённое и наиболее важное направление языка, о котором мы говорим. XAML Silverlight тоже, который имеет отношение к WPF. WPF-XAML, который имеет прямое отношение уже непосредственно к WPF.

Что по поводу компиляции? Как же происходит непосредственно сама компиляция? XML был задуман, как прямолинейный, но некомпактный формат. В WPF такой формат был преодолён тем, что появился BAML. И при компиляции XAML преобразуется в BAML. Язык BAML имеет поддержку лексем. Это значит, что длинные фрагменты BAML заменены простыми фрагментами. Большинству разработчиков не приходится беспокоиться о преобразовании XAML в BAML, так как это происходит автоматически. Но можно и разделить. Если часть программы должна быть отделена в виде какого-то блока. Если имеет смысл переделывать часть интерфейса, то компилировать в BAML не следует, в других же случаях компиляция проводится, и проблем с этим нет.

Перейдём к основам XAML. По умолчанию документ содержит всего 2 элемента: Window и Grid. В принципе, можно и другой использовать, но об этом чуть позже. Может быть приложение типа Window, типа Page или же Application. Это когда у нас определяются ресурсы приложения и другие моменты. Как и во всех подобных XML элементах, может быть только один элемент верхнего уровня. Здесь это – Window. Если мы посмотрим на открывающийся дескриптор Window, то увидим несколько атрибутов, в том числе имя класса и 5 пространств имён. Хотя, по умолчанию на самом деле создаётся всего 2.

Теперь несколько подробнее о пространствах имён. Недостаточно указать имя класса. Анализатору XAML нужно знать, где находится пространство имён.NET. Если мы возьмём класс Window, то он у нас может существовать сразу в несколько пространственных имён. Может ссылаться в класс Window, независимого разработчика или же в нашем приложении. Анализатор XAML проверяет, к какому классу относится элемент.

Что за хитрая директива xmlns? Это специальный атрибут, служащий для объявления пространства имён. Данные пространства имён будут присутствовать в любом XAML-документе, какой бы мы ни создали. Пространство имён XAML не соответствует стандартному.NET. В большинстве случаем задание пространства имён имеет вид Интернет-адреса. Это и для того, чтоб конфликта имён не было, также ещё кое-что. Отсутствие отображение в привычном нам виде пространства имён заключается в том, что могло бы это очень сильно усложнить документы XAML.

Язык XAML позволяет конструировать пользовательский интерфейс, но нужны обработчики события. Можно это сделать с помощью атрибута Class.

В классе отдельного кода часто требуется программно манипулировать элементами. Создавать свой атрибут нельзя, но можно описывать класс.

Можно переопределить элементы в коде. Но стоит учитывать следующие моменты. Есть 3 вида сеток: Grid, DockPanel и StackPanel. Они не могут существовать вместе. Для них нужна жёсткая иерархия. Всегда должен быть кто-то в кого-то вложен. Таким образом, чтобы не было ошибок, надо иметь это в виду и следовать простому принципу – одна сетка как один контейнер для специальных компонентов.

Самый плохой этап – это адаптация интерфейса к различным размерам экрана. Но, по сути, окна, так как может меняться это и пользовательским способом, а также техническим. Разные соотношения сторон и всё такое. По умолчанию создаётся контейнер Grid. Каждый контейнер компонует элементы по своему принципу. Если берём Grid, то это, непосредственно, распределение между ячейками созданной нами сетки. Что касается сравнения компоновки WPF приложения с компоновкой Windows Forms, то в отличие от Windows Forms на основе координат, в WPF не приветствуется. Существуют более гибкие методы. И для большинства разработчиков переход на WPF-технологию стал достаточно новым и непривычным. Окно WPF может содержать только 1 элемент. Не важно, что это будет за элемент, но сама форма может содержать только один и не более. Связано это с тем, что класс Windows наследуется от Windows… Тип компоновки определяется используемым контейнером. Мы выбираем наиболее подходящий для себя контейнер. Существует несколько ключевых методов построения. Во-первых, элементы управления не должны иметь фиксированного размера, то есть они должны иметь возможность динамически менять свой размер для того, чтобы вмещать содержимое. Особенно, если это мультиязычный интерфейс. Интерфейс должен адаптироваться под разную длину слов. Кнопка, например, должна увеличиваться или уменьшаться в зависимости от длины, причём делать это автоматически. Обычно устанавливается максимальное или минимальное значение того или иного элемента. Элементы должны быть упорядочены на основе какой-либо информации. Например, специфичной установки для конкретного контейнера. Для регулировки отступов существует Margin. Контейнеры компоновки занимаются тем, что делят пространство между элементами. То есть, определяют размер для того или иного элемента. Также контейнеры компоновки могут быть вложенными. Наиболее распространённым случаем является случай, когда родительским контейнером для компоновки является Grid. Это наиболее развитый с точки зрения настройки контейнер. И, как правило, все элементы вкладываются в него. Существует 2 этапа: этап измерения и этап компоновки (или размещения). Во время этапа измерения происходит определение тех или иных размеров, чтобы можно было вместить их куда-либо. После опроса элементов идёт расстановка (размещение, компоновка, кому как нравится) элементов.

Что включает в себя класс Panel? Этот класс имеет 3 общедоступных свойства.

1. Background. Если мы хотим, чтоб Background реагировал на мышь, то надо ставить не Null. И будет возможность сделать обработку событий мыши для фона.

2. Свойство Children.

3. Свойство IsItemHost

Логика представления приложений.

Существует 3 типа представления, если можно так выразиться. Это данные, интерфейс, а также связующее звено.

О том, как взаимодействует модель представления с данными, View-шка не знает. Допустим, какие-то изменения произошли в данных. Наша модель представления, в которой живёт ICommand и INotify… Надо обновить это же значение, например, в текстовом блоке №1. Наша модель данных не знает, что происходит в View. То есть, разнесение логики и пользовательского интерфейса. Что позволяет менять одно независимо от другого и использовать одно и тоже по много-много-много раз.

Можно на примере текстового поля. То есть, в обычном приложении мы бы создавали отдельные события для разных текстовых блоков. А теперь нам нужно будет только создать одно единственное событие для обработки множество текстовых блоков.

 

По моей работе

Реализация подгрузки программ. Делаем таблицу. Не важно, где именно разрабатывать. DataGrid вполне подойдёт. Есть возможность добавления и удаления любого количества элементов. Статус процесса. Можно делать запрос на сам процесс. Нужно создавать поток. Как же без этого. Ну, это если мы с таймером работаем. Если может быть запущено несколько программ, то стоит подумать о многопоточности. На запрос по запуску каждой программы надо открывать отдельный поток. Поток также может открываться только после первого запуска программы. Поток будет создаваться о статусе программы (открыта ли она?) Также по поводу таймера. Каждые сколько миллисекунд надо запрашивать систему о статусе. Первостепенно создаём для одной программы, а впоследствии уже можно и таблицу (Data Grid) создать. Соответственно, увеличить количество программ и сделать.

Должна быть удобно скомпонованная формочка, без всяких излишек. Главное – функциональность, а не красивая форма.

 

Задания по ходу лекций

1. Задание: почитать подробнее, что такое Direct3D

2. Лямбда-выражения и их синтаксисы.