几何概述

本概述介绍如何使用 Windows Presentation Foundation （WPF） Geometry 类描述形状。 本主题还对比了Geometry对象和Shape元素之间的差异。

什么是几何图形？

类 Geometry 和从它派生的类，例如 EllipseGeometry，PathGeometry 和 CombinedGeometry，使你能够描述二维形状的几何。 这些几何描述有许多用途，例如定义要绘制到屏幕的形状或定义命中测试和剪辑区域。 甚至可以使用几何图形来定义动画路径。

Geometry 对象可以是简单对象，如矩形和圆或复合，从两个或多个几何对象创建。 使用PathGeometry和StreamGeometry类可以创建更复杂的几何图形，使你能够描述弧线和曲线。

由于对象 Geometry 是一种 Freezable类型， Geometry 因此提供了多种特殊功能：它们可以声明为 资源，在多个对象之间共享，进行只读，以提高性能、克隆和使线程安全。 有关 Freezable 对象所提供的各种功能的更多信息，请参阅 Freezable 对象概述。

几何图形与形状

和GeometryShape类似乎相似，因为它们都描述了二维形状（例如比较EllipseGeometry和Ellipse例如），但存在重要的差异。

对于一个，类 Geometry 继承自 Freezable 类，而 Shape 类继承自 FrameworkElement。 由于它们是元素， Shape 因此对象可以自行呈现并参与布局系统，而 Geometry 对象则不能。

尽管 Shape 对象比 Geometry 对象更易使用， Geometry 但对象更通用。 Shape虽然对象用于呈现 2D 图形，Geometry但对象可用于定义 2D 图形的几何区域、定义剪裁的区域或定义用于命中测试的区域，例如。

路径形状

一个 Shape 的 Path 类实际上使用一个 Geometry 来描述其内容。 通过设置 Path 的 Data 属性、使用 Geometry 并设置其 Fill 和 Stroke 属性，可以呈现一个 Geometry。

采用几何图形的常用属性

上述部分提到，Geometry 对象可以与其他对象一起使用，以实现各种目的，例如绘制形状、动画和剪辑。 下表列出了具有采用 Geometry 对象的属性的多个类。

简单几何图形类型

所有几何图形的基类是抽象类 Geometry。 派生自类的 Geometry 类可以大致分为三个类别：简单几何图形、路径几何图形和复合几何图形。

简单的几何图形类包括 LineGeometry， RectangleGeometry以及 EllipseGeometry 用于创建基本几何形状，如线条、矩形和圆圈。

• 通过指定线条的起点和终点来定义 A LineGeometry 。

• 使用结构Rect定义 ARectangleGeometry，该结构指定其相对位置及其高度和宽度。 可以通过设置 RadiusX 和 RadiusY 属性来创建圆角矩形。

• A EllipseGeometry 由中心点、x 半径和 y 半径定义。 以下示例演示如何创建用于呈现和剪辑的简单几何图形。

这些相同的形状以及更复杂的形状可以使用 PathGeometry 或通过组合几何对象来创建，但这些类提供了一种更简单的方法来生成这些基本几何形状。

以下示例演示如何创建和呈现 LineGeometry。 如前所述， Geometry 对象无法绘制自身，因此该示例使用 Path 形状来呈现线条。 由于线条没有区域，因此设置 Path 属性将不起作用；而是只指定了 Stroke 和 StrokeThickness 属性。 下图显示了示例的输出。

从 (10,20) 绘制到 (100,130) 的 LineGeometry

<Path Stroke="Black" StrokeThickness="1" >
  <Path.Data>
    <LineGeometry StartPoint="10,20" EndPoint="100,130" />
  </Path.Data>
</Path>

LineGeometry myLineGeometry = new LineGeometry();
myLineGeometry.StartPoint = new Point(10,20);
myLineGeometry.EndPoint = new Point(100,130);

Path myPath = new Path();
myPath.Stroke = Brushes.Black;
myPath.StrokeThickness = 1;
myPath.Data = myLineGeometry;

Dim myLineGeometry As New LineGeometry()
myLineGeometry.StartPoint = New Point(10,20)
myLineGeometry.EndPoint = New Point(100,130)

Dim myPath As New Path()
myPath.Stroke = Brushes.Black
myPath.StrokeThickness = 1
myPath.Data = myLineGeometry

下一个示例演示如何创建和呈现EllipseGeometry。 这些示例设置了Center和EllipseGeometry，将它们设置为点50,50，同时将 x 半径和 y 半径均设置为50，这将创建直径为 100 的单位圆。 椭圆的内部是通过将值赋给路径元素的填充属性来绘制的，在本例 Gold 中。 下图显示了示例的输出。

绘制的椭圆几何体在位置 (50,50)

<Path Fill="Gold" Stroke="Black" StrokeThickness="1">
  <Path.Data>
    <EllipseGeometry Center="50,50" RadiusX="50" RadiusY="50" />
  </Path.Data>
</Path>

EllipseGeometry myEllipseGeometry = new EllipseGeometry();
myEllipseGeometry.Center = new Point(50, 50);
myEllipseGeometry.RadiusX = 50;
myEllipseGeometry.RadiusY = 50;

Path myPath = new Path();
myPath.Fill = Brushes.Gold;
myPath.Stroke = Brushes.Black;
myPath.StrokeThickness = 1;
myPath.Data = myEllipseGeometry;

Dim myEllipseGeometry As New EllipseGeometry()
myEllipseGeometry.Center = New Point(50, 50)
myEllipseGeometry.RadiusX = 50
myEllipseGeometry.RadiusY = 50

Dim myPath As New Path()
myPath.Fill = Brushes.Gold
myPath.Stroke = Brushes.Black
myPath.StrokeThickness = 1
myPath.Data = myEllipseGeometry

以下示例演示如何创建和呈现 RectangleGeometry。 矩形的位置和尺寸由 Rect 结构定义。 位置是 50,50 和高度和宽度都是 25，这将创建一个正方形。 下图显示了示例的输出。

在坐标50,50绘制的RectangleGeometry

<Path Fill="LemonChiffon" Stroke="Black" StrokeThickness="1">
  <Path.Data>
    <RectangleGeometry Rect="50,50,25,25" />
  </Path.Data>
</Path>

RectangleGeometry myRectangleGeometry = new RectangleGeometry();
myRectangleGeometry.Rect = new Rect(50,50,25,25);

Path myPath = new Path();
myPath.Fill = Brushes.LemonChiffon;
myPath.Stroke = Brushes.Black;
myPath.StrokeThickness = 1;
myPath.Data = myRectangleGeometry;

Dim myRectangleGeometry As New RectangleGeometry()
myRectangleGeometry.Rect = New Rect(50,50,25,25)

Dim myPath As New Path()
myPath.Fill = Brushes.LemonChiffon
myPath.Stroke = Brushes.Black
myPath.StrokeThickness = 1
myPath.Data = myRectangleGeometry

以下示例演示如何使用 EllipseGeometry 作为图像的剪辑区域。 使用 Image 200 和 Height 150 定义Width对象。 EllipseGeometry的值为RadiusX 100、RadiusY的值为 75 且Center的值为 100,75 设置为Clip图像的属性。 仅显示椭圆区域内的图像部分。 下图显示了示例的输出。

具有剪裁和不剪裁的图像 graphicsmm_clipexample
用于裁剪图像控件的椭圆几何体

<Image
  Source="sampleImages\Waterlilies.jpg"
  Width="200" Height="150" HorizontalAlignment="Left">
  <Image.Clip>
    <EllipseGeometry
      RadiusX="100"
      RadiusY="75"
      Center="100,75"/>
  </Image.Clip>
</Image>

// Create the image to clip.
Image myImage = new Image();
Uri imageUri =
    new Uri(@"C:\\Documents and Settings\\All Users\\Documents\My Pictures\\Sample Pictures\\Water lilies.jpg", UriKind.Relative);
myImage.Source = new BitmapImage(imageUri);
myImage.Width = 200;
myImage.Height = 150;
myImage.HorizontalAlignment = HorizontalAlignment.Left;

// Use an EllipseGeometry to define the clip region.
EllipseGeometry myEllipseGeometry = new EllipseGeometry();
myEllipseGeometry.Center = new Point(100, 75);
myEllipseGeometry.RadiusX = 100;
myEllipseGeometry.RadiusY = 75;
myImage.Clip = myEllipseGeometry;

' Create the image to clip.
Dim myImage As New Image()
Dim imageUri As New Uri("C:\\Documents and Settings\\All Users\\Documents\My Pictures\\Sample Pictures\\Water lilies.jpg", UriKind.Relative)
myImage.Source = New BitmapImage(imageUri)
myImage.Width = 200
myImage.Height = 150
myImage.HorizontalAlignment = HorizontalAlignment.Left

' Use an EllipseGeometry to define the clip region. 
Dim myEllipseGeometry As New EllipseGeometry()
myEllipseGeometry.Center = New Point(100, 75)
myEllipseGeometry.RadiusX = 100
myEllipseGeometry.RadiusY = 75
myImage.Clip = myEllipseGeometry

路径几何图形

类 PathGeometry 及其轻型等效 StreamGeometry 类提供了描述由弧线、曲线和线条组成的多个复杂图形的方法。

一个 PathGeometry 的核心是一个 PathFigure 对象的集合，之所以命名如此，是因为每个图形在 PathGeometry 中描述了一个离散的形状。 每个 PathFigure 对象本身都由一个或多个 PathSegment 对象组成，每个对象都描述该图的一段。

有许多类型的片段。

内 PathFigure 段合并为单个几何形状，每个线段的终点是下一段的起点。 StartPoint 的 PathFigure 属性指定绘制第一段的起点。 每个后续段从上一段的终点开始。 例如，可以通过将StartPoint属性设置为10,50，并创建一个LineSegment，其Point属性设置为10,150，来定义从10,50到10,150的垂直线。

以下示例创建一个由单个PathFigure和LineSegment元素组成的简单PathGeometry，并使用Path元素显示它。 PathFigure对象的StartPoint设置为10,20，并且定义了一个终点为100,130的LineSegment。 下图显示了此示例所创建的 PathGeometry。

包含单个直线段的路径几何体

<Path Stroke="Black" StrokeThickness="1">
  <Path.Data>
    <PathGeometry>
      <PathGeometry.Figures>
        <PathFigure StartPoint="10,20">
          <PathFigure.Segments>
            <LineSegment Point="100,130"/>
          </PathFigure.Segments>
        </PathFigure>
      </PathGeometry.Figures>
    </PathGeometry>
  </Path.Data>
</Path>

// Create a figure that describes a
// line from (10,20) to (100,130).
PathFigure myPathFigure = new PathFigure();
myPathFigure.StartPoint = new Point(10,20);
myPathFigure.Segments.Add(
    new LineSegment(new Point(100,130),
    true /* IsStroked */ ));

/// Create a PathGeometry to contain the figure.
PathGeometry myPathGeometry = new PathGeometry();
myPathGeometry.Figures.Add(myPathFigure);

// Display the PathGeometry.
Path myPath = new Path();
myPath.Stroke = Brushes.Black;
myPath.StrokeThickness = 1;
myPath.Data = myPathGeometry;

' Create a figure that describes a 
' line from (10,20) to (100,130).
Dim myPathFigure As New PathFigure()
myPathFigure.StartPoint = New Point(10,20)
myPathFigure.Segments.Add(New LineSegment(New Point(100,130), True)) ' IsStroked 

''' Create a PathGeometry to contain the figure.
Dim myPathGeometry As New PathGeometry()
myPathGeometry.Figures.Add(myPathFigure)

' Display the PathGeometry. 
Dim myPath As New Path()
myPath.Stroke = Brushes.Black
myPath.StrokeThickness = 1
myPath.Data = myPathGeometry

值得将此示例与前面的 LineGeometry 示例进行对比。 用于 PathGeometry 的语法比简单 LineGeometry 的语法更加详细，在这种情况下，更合理的选择可能是使用 LineGeometry 类，但 PathGeometry 的详细语法允许构建极其复杂和精细的几何区域。

可以使用对象组合 PathSegment 来创建更复杂的几何图形。

下一个示例使用一个 BezierSegment、一个 LineSegment和一个 ArcSegment 来创建形状。 第一个示例创建一个立方贝塞尔曲线是通过定义四个点：一个起点，即上一段的终点、一个终点（Point3）和两个控制点（Point1 和 Point2）。 立方贝塞尔曲线的两个控制点像磁铁一样，吸引原本应该是直线的一部分向它们靠拢，从而形成一条曲线。 第一个控制点，影响曲线的开始部分;第二个控制点 Point1， Point2影响曲线的结束部分。

然后，该示例添加一个 LineSegment，它从前一个 BezierSegment 的终点到 LineSegment 属性指定的点之间绘制。

然后，该示例会添加一个 ArcSegment，它将从前面的 LineSegment 的终点绘制到由其 Point 属性指定的点。 该示例还指定弧的 x-和 y 半径（）、旋转角度（SizeRotationAngle）、一个标志，指示生成的弧的角度应有多大（IsLargeArc），以及一个值，该值指示绘制弧的方向（SweepDirection）。 下图显示了此示例创建的形状。

路径几何

<Path Stroke="Black" StrokeThickness="1" >
  <Path.Data>
    <PathGeometry>
      <PathGeometry.Figures>
        <PathFigure StartPoint="10,50">
          <PathFigure.Segments>
            <BezierSegment
              Point1="100,0"
              Point2="200,200"
              Point3="300,100"/>
            <LineSegment Point="400,100" />
            <ArcSegment
              Size="50,50" RotationAngle="45"
              IsLargeArc="True" SweepDirection="Clockwise"
              Point="200,100"/>
          </PathFigure.Segments>
        </PathFigure>
      </PathGeometry.Figures>
    </PathGeometry>
  </Path.Data>
</Path>

// Create a figure.
PathFigure myPathFigure = new PathFigure();
myPathFigure.StartPoint = new Point(10,50);
myPathFigure.Segments.Add(
    new BezierSegment(
        new Point(100,0),
        new Point(200,200),
        new Point(300,100),
        true /* IsStroked */  ));
myPathFigure.Segments.Add(
    new LineSegment(
        new Point(400,100),
        true /* IsStroked */ ));
myPathFigure.Segments.Add(
    new ArcSegment(
        new Point(200,100),
        new Size(50,50),
        45,
        true, /* IsLargeArc */
        SweepDirection.Clockwise,
        true /* IsStroked */ ));

/// Create a PathGeometry to contain the figure.
PathGeometry myPathGeometry = new PathGeometry();
myPathGeometry.Figures.Add(myPathFigure);

// Display the PathGeometry.
Path myPath = new Path();
myPath.Stroke = Brushes.Black;
myPath.StrokeThickness = 1;
myPath.Data = myPathGeometry;

' Create a figure.
Dim myPathFigure As New PathFigure()
myPathFigure.StartPoint = New Point(10,50)
myPathFigure.Segments.Add(New BezierSegment(New Point(100,0), New Point(200,200), New Point(300,100), True)) ' IsStroked 
myPathFigure.Segments.Add(New LineSegment(New Point(400,100), True)) ' IsStroked 
myPathFigure.Segments.Add(New ArcSegment(New Point(200,100), New Size(50,50), 45, True, SweepDirection.Clockwise, True)) ' IsStroked  -  IsLargeArc 

''' Create a PathGeometry to contain the figure.
Dim myPathGeometry As New PathGeometry()
myPathGeometry.Figures.Add(myPathFigure)

' Display the PathGeometry. 
Dim myPath As New Path()
myPath.Stroke = Brushes.Black
myPath.StrokeThickness = 1
myPath.Data = myPathGeometry

通过使用一个PathGeometry中的多个PathFigure对象，可以创建更复杂的几何图形。

以下示例创建一个PathGeometry，其中包含两个PathFigure对象，每个PathFigure对象又包含多个PathSegment对象。 使用上面示例中的PathFigure以及带有PathFigure、PolyLineSegment和QuadraticBezierSegment的。 A PolyLineSegment 使用点数组进行定义，QuadraticBezierSegment 使用控制点和终点来定义。 下图显示了此示例创建的形状。

包含
包含多个图形的 PathGeometry

<Path Stroke="Black" StrokeThickness="1" >
  <Path.Data>
    <PathGeometry>
      <PathGeometry.Figures>
        <PathFigure StartPoint="10,50">
          <PathFigure.Segments>
            <BezierSegment
              Point1="100,0"
              Point2="200,200"
              Point3="300,100"/>
            <LineSegment Point="400,100" />
            <ArcSegment
              Size="50,50" RotationAngle="45"
              IsLargeArc="True" SweepDirection="Clockwise"
              Point="200,100"/>
          </PathFigure.Segments>
        </PathFigure>
        
        <PathFigure StartPoint="10,100">
          <PathFigure.Segments>
            <PolyLineSegment Points="50,100 50,150" />
            <QuadraticBezierSegment Point1="200,200" Point2="300,100"/>
          </PathFigure.Segments>
        </PathFigure>                
      </PathGeometry.Figures>
    </PathGeometry>
  </Path.Data>
</Path>

PathGeometry myPathGeometry = new PathGeometry();

// Create a figure.
PathFigure pathFigure1 = new PathFigure();
pathFigure1.StartPoint = new Point(10,50);
pathFigure1.Segments.Add(
    new BezierSegment(
        new Point(100,0),
        new Point(200,200),
        new Point(300,100),
        true /* IsStroked */ ));
pathFigure1.Segments.Add(
    new LineSegment(
        new Point(400,100),
        true /* IsStroked */ ));
pathFigure1.Segments.Add(
    new ArcSegment(
        new Point(200,100),
        new Size(50,50),
        45,
        true, /* IsLargeArc */
        SweepDirection.Clockwise,
        true /* IsStroked */ ));
myPathGeometry.Figures.Add(pathFigure1);

// Create another figure.
PathFigure pathFigure2 = new PathFigure();
pathFigure2.StartPoint = new Point(10,100);
Point[] polyLinePointArray =
    new Point[]{ new Point(50, 100), new Point(50, 150)};
PolyLineSegment myPolyLineSegment = new PolyLineSegment();
myPolyLineSegment.Points =
    new PointCollection(polyLinePointArray);
pathFigure2.Segments.Add(myPolyLineSegment);
pathFigure2.Segments.Add(
    new QuadraticBezierSegment(
        new Point(200,200),
        new Point(300,100),
        true /* IsStroked */ ));
myPathGeometry.Figures.Add(pathFigure2);

// Display the PathGeometry.
Path myPath = new Path();
myPath.Stroke = Brushes.Black;
myPath.StrokeThickness = 1;
myPath.Data = myPathGeometry;

Dim myPathGeometry As New PathGeometry()

' Create a figure.
Dim pathFigure1 As New PathFigure()
pathFigure1.StartPoint = New Point(10,50)
pathFigure1.Segments.Add(New BezierSegment(New Point(100,0), New Point(200,200), New Point(300,100), True)) ' IsStroked 
pathFigure1.Segments.Add(New LineSegment(New Point(400,100), True)) ' IsStroked 
pathFigure1.Segments.Add(New ArcSegment(New Point(200,100), New Size(50,50), 45, True, SweepDirection.Clockwise, True)) ' IsStroked  -  IsLargeArc 
myPathGeometry.Figures.Add(pathFigure1)

' Create another figure.
Dim pathFigure2 As New PathFigure()
pathFigure2.StartPoint = New Point(10,100)
Dim polyLinePointArray() As Point = { New Point(50, 100), New Point(50, 150)}
Dim myPolyLineSegment As New PolyLineSegment()
myPolyLineSegment.Points = New PointCollection(polyLinePointArray)
pathFigure2.Segments.Add(myPolyLineSegment)
pathFigure2.Segments.Add(New QuadraticBezierSegment(New Point(200,200), New Point(300,100), True)) ' IsStroked 
myPathGeometry.Figures.Add(pathFigure2)

' Display the PathGeometry. 
Dim myPath As New Path()
myPath.Stroke = Brushes.Black
myPath.StrokeThickness = 1
myPath.Data = myPathGeometry

StreamGeometry

与 PathGeometry 类相似，StreamGeometry 定义可能包含曲线、弧线和线条的复杂几何形状。 与 PathGeometry 不同，StreamGeometry 的内容不支持数据绑定、动画或修改。 如果需要描述复杂的几何图形，但不希望承担数据绑定、动画或修改相关的开销，请使用 StreamGeometry。 由于其效率，类 StreamGeometry 是描述装饰器的好选择。

有关示例，请参阅 使用 StreamGeometry 创建形状。

路径标记语法

这些 PathGeometry 和 StreamGeometry 类型支持使用特殊系列移动和绘制命令的可扩展应用程序标记语言（XAML）属性语法。 有关详细信息，请参阅 路径标记语法。

复合几何图形

可以使用GeometryGroup、CombinedGeometry或调用静态Geometry方法Combine来创建复合几何图形对象。

• 该 CombinedGeometry 对象和 Combine 方法执行布尔运算以合并由两个几何图形定义的区域。 Geometry 没有区域的对象将被丢弃。 只能组合两个 Geometry 对象（尽管这两个几何图形也可能是复合几何图形）。

• GeometryGroup 类会创建它所包含的 Geometry 对象的集合体，但不会合并它们的区域。 可以向GeometryGroup添加任意数量的Geometry对象。 有关示例，请参阅 “创建复合形状”。

由于它们不执行组合作，因此使用 GeometryGroup 对象比使用 CombinedGeometry 对象或 Combine 方法具有性能优势。

组合几何图形

前面的部分提到 CombinedGeometry 对象和 Combine 方法合并了它们所包含的几何图形定义的区域。 GeometryCombineMode枚举指定如何组合几何图形。 属性的可能值为GeometryCombineMode、Union、Intersect、Exclude和Xor。

在以下示例中，使用联合的组合模式定义 a CombinedGeometry 。 Geometry1 和 Geometry2 都定义为同一半径的圆圈，但中心偏移量为 50。

<Path Stroke="Black" StrokeThickness="1" Fill="#CCCCFF">
  <Path.Data>
    
    <!-- Combines two geometries using the union combine mode. -->
    <CombinedGeometry GeometryCombineMode="Union">
      <CombinedGeometry.Geometry1>
        <EllipseGeometry RadiusX="50" RadiusY="50" Center="75,75" />
      </CombinedGeometry.Geometry1>
      <CombinedGeometry.Geometry2>
        <EllipseGeometry RadiusX="50" RadiusY="50" Center="125,75" />
      </CombinedGeometry.Geometry2>
    </CombinedGeometry>
  </Path.Data>
</Path>

在下面的示例中，使用组合模式Xor定义 aCombinedGeometry。 Geometry1 和 Geometry2 都定义为同一半径的圆圈，但中心偏移量为 50。

<Path Stroke="Black" StrokeThickness="1" Fill="#CCCCFF">
  <Path.Data>
    
    <!-- Combines two geometries using the XOR combine mode. -->
    <CombinedGeometry GeometryCombineMode="Xor">
      <CombinedGeometry.Geometry1>
        <EllipseGeometry RadiusX="50" RadiusY="50" Center="75,75" />
      </CombinedGeometry.Geometry1>
      <CombinedGeometry.Geometry2>
        <EllipseGeometry RadiusX="50" RadiusY="50" Center="125,75" />
      </CombinedGeometry.Geometry2>
    </CombinedGeometry>
  </Path.Data>
</Path>

有关其他示例，请参阅 “创建复合形状 ”和 “创建组合几何图形”。

可冻结特性

由于它继承自 Freezable 类，因此该 Geometry 类提供了几个特殊功能： Geometry 对象可以声明为 XAML 资源，在多个对象之间共享，进行只读，以提高性能、克隆和使线程安全。 有关 Freezable 对象所提供的各种功能的更多信息，请参阅 Freezable 对象概述。

其他几何特征

该 Geometry 类还提供有用的实用工具方法，例如：

• GetArea - 获取Geometry的区域。

• FillContains - 确定几何图形是否包含另一个 Geometry。

• StrokeContains - 确定Geometry的路径是否包含指定的点。

请参阅Geometry类以获取其方法的完整列表。

另请参阅

• Geometry
• PathGeometry
• Path
• GeometryDrawing
• 2D 图形和图像处理
• 路径标记语法
• 操作说明主题
• 动画概述
• WPF 中的形状和基本绘图概述
• 绘图对象概述