dotnet OpenXML 轉換 PathFillModeValues 為顏色特效

2021 年 11 月 3 日
筆記
OpenXml

在 OpenXml 預設形狀，有一些形狀設置了 PathFillModeValues 枚舉，此枚舉提供了亮暗的蒙層特效。具體的特效是讓形狀選擇一個畫刷，在畫刷上加上特效。如立體幾何 Cube 形狀，在 Cube 不同的面有不同的顏色，顏色的亮度不同

接下來通過 OpenXML SDK 實現讀取 PPTX 文件，解析 Cube 預設形狀，在界面繪製，讓填充和 PowerPoint 的相同。如下圖，下圖沒有繪製線條，因此看起來和 PowerPoint 顯示的有一點不同

通過 ECMA 376 文檔可以了解到 Cube 由 4 個 Path 組成，公式代碼如下

    <pathLst xmlns="//schemas.openxmlformats.org/drawingml/2006/main">
      <path stroke="false" extrusionOk="false">
        <moveTo>
          <pt x="l" y="y1" />
        </moveTo>
        <lnTo>
          <pt x="x4" y="y1" />
        </lnTo>
        <lnTo>
          <pt x="x4" y="b" />
        </lnTo>
        <lnTo>
          <pt x="l" y="b" />
        </lnTo>
        <close />
      </path>
      <path stroke="false" fill="darkenLess" extrusionOk="false">
        <moveTo>
          <pt x="x4" y="y1" />
        </moveTo>
        <lnTo>
          <pt x="r" y="t" />
        </lnTo>
        <lnTo>
          <pt x="r" y="y4" />
        </lnTo>
        <lnTo>
          <pt x="x4" y="b" />
        </lnTo>
        <close />
      </path>
      <path stroke="false" fill="lightenLess" extrusionOk="false">
        <moveTo>
          <pt x="l" y="y1" />
        </moveTo>
        <lnTo>
          <pt x="y1" y="t" />
        </lnTo>
        <lnTo>
          <pt x="r" y="t" />
        </lnTo>
        <lnTo>
          <pt x="x4" y="y1" />
        </lnTo>
        <close />
      </path>
      <path fill="none" extrusionOk="false">
        <moveTo>
          <pt x="l" y="y1" />
        </moveTo>
        <lnTo>
          <pt x="y1" y="t" />
        </lnTo>
        <lnTo>
          <pt x="r" y="t" />
        </lnTo>
        <lnTo>
          <pt x="r" y="y4" />
        </lnTo>
        <lnTo>
          <pt x="x4" y="b" />
        </lnTo>
        <lnTo>
          <pt x="l" y="b" />
        </lnTo>
        <close />
        <moveTo>
          <pt x="l" y="y1" />
        </moveTo>
        <lnTo>
          <pt x="x4" y="y1" />
        </lnTo>
        <lnTo>
          <pt x="r" y="t" />
        </lnTo>
        <moveTo>
          <pt x="x4" y="y1" />
        </moveTo>
        <lnTo>
          <pt x="x4" y="b" />
        </lnTo>
      </path>
    </pathLst>

可以看到在 Path 元素上，有 Fill 屬性，分別設置了 darkenLess 和 lightenLess 的值，對應到 OpenXML SDK 的 PathFillModeValues 類型

    public enum PathFillModeValues
    {
        [EnumString("none")]
        None,

        [EnumString("norm")]
        Norm,

        [EnumString("lighten")]
        Lighten,

        [EnumString("lightenLess")]
        LightenLess,

        [EnumString("darken")]
        Darken,

        [EnumString("darkenLess")]
        DarkenLess
    }

在 WPF 裏面繪製的邏輯是先獲取所有的 Path 內容，接着將所有的 Path 繪製作為底色。底色繪製採用填充，接着按照 PathFillModeValues 的值，再次畫上 Geometry 覆蓋底色

通過 WPF 多媒體提供的默認的顏色混合功能，通過顏色的 Alpha 通道讓覆蓋底色的部分修改亮度

新建一個空的 WPF 應用，在應用裏面放入一個創建了默認的 Cube 形狀的 PPTX 文件，在窗口 Loaded 事件裏面讀取這份測試的文件

        public MainWindow()
        {
            InitializeComponent();

            Loaded += MainWindow_Loaded;
        }

        private void MainWindow_Loaded(object sender, RoutedEventArgs e)
        {
            OpenPptxFile(new FileInfo("Test.pptx"));
        }

以上的 Test.pptx 可以通過本文末尾拿到下載地址

在開始之前，期望大家已了解如何在 dotnet 應用裏面讀取 PPT 文件，如果還不了解讀取方法，請參閱 C# dotnet 使用 OpenXml 解析 PPT 文件

在 OpenPptxFile 執行具體的邏輯，讀取文件，獲取到頁面，從頁面讀取出形狀

        private void OpenPptxFile(FileInfo file)
        {
            using var presentationDocument = PresentationDocument.Open(file.FullName, false);
            var slide = presentationDocument.PresentationPart!.SlideParts.First().Slide;
            // 這是對測試文件有要求的，要求一定傳入的是立方體。請在具體的項目代碼裏面，替換為你需要的邏輯
            var shape = slide.Descendants<Shape>().First();
            var shapeProperties = shape.ShapeProperties;
            var presetGeometry = shapeProperties!.GetFirstChild<PresetGeometry>();
        }

上面的代碼只是作為測試使用，因此要求測試文件一定傳入的是立方體。如果你想在自己的項目使用本文的方法，還請自行處理細節。在我的其他博客裏面包含了詳細的各個細節處理的邏輯，為了讓本文清晰，這裡就不加上太多細節邏輯

如獲取元素的尺寸的代碼，這裡固定默認的大小。以下代碼的 EmuSize 和 Emu 都是採用 OpenXML 單位庫，詳細請看 Office Open XML 的測量單位

            var elementSize = new EmuSize(new Emu(1216152), new Emu(1216152));

通過傳入的預設形狀和元素的大小，可以計算出幾何信息。幾何信息包含 Path 定義的內容，使用如下定義

    /// <summary>
    /// 對應PPT的Shape Path
    /// </summary>
    public readonly struct ShapePath
    {
        /// <summary>
        /// 創建PPT的Geometry Path
        /// </summary>
        /// <param name="path">OpenXml Path字符串</param>
        /// <param name="fillMode">OpenXml的Path Fill Mode  </param>
        /// <param name="isStroke">是否有輪廓</param>
        /// <param name="isExtrusionOk">指定使用 3D 拉伸可能在此路徑</param>
        /// <param name="eumWidth">指定的寬度或在路徑坐標系統中應在使用的最大的 x 坐標</param>
        /// <param name="eumHeight">指定框架的高度或在路徑坐標系統中應在使用的最大的 y 坐標</param>
        public ShapePath(string path, PathFillModeValues fillMode = PathFillModeValues.Norm, bool isStroke = true, bool isExtrusionOk = false, double eumWidth = 0, double eumHeight = 0)
        {
            Path = path;
            IsStroke = isStroke;
            FillMode = fillMode;
            IsFilled = fillMode is not PathFillModeValues.None;
            IsExtrusionOk = isExtrusionOk;
            Width = new Emu(eumWidth);
            Height = new Emu(eumHeight);
        }

        /// <summary>
        /// 創建PPT的Geometry Path
        /// </summary>
        /// <param name="path">OpenXml Path字符串</param>
        /// <param name="eumWidth">指定的寬度或在路徑坐標系統中應在使用的最大的 x 坐標</param>
        /// <param name="eumHeight">指定框架的高度或在路徑坐標系統中應在使用的最大的 y 坐標</param>
        public ShapePath(string path, double eumWidth, double eumHeight) : this(path, PathFillModeValues.Norm, eumWidth: eumWidth, eumHeight: eumHeight)
        {

        }

        /// <summary>
        /// 是否填充
        /// </summary>
        public bool IsFilled { get; }

        /// <summary>
        /// OpenXml 的 Path Stroke, 默認true
        /// </summary>
        public bool IsStroke { get; }

        /// <summary>
        /// OpenXml的Path Fill Mode  
        /// </summary>
        public PathFillModeValues FillMode { get; }

        /// <summary>
        ///OpenXml  Path字符串
        /// </summary>
        public string Path { get; }

        /// <summary>
        /// 指定使用 3D 拉伸可能在此路徑，默認false或0
        /// </summary>
        public bool IsExtrusionOk { get; }

        /// <summary>
        /// 指定的寬度或在路徑坐標系統中應在使用的最大的 x 坐標
        /// </summary>
        public Emu Width { get; }

        /// <summary>
        /// 指定框架的高度或在路徑坐標系統中應在使用的最大的 y 坐標
        /// </summary>
        public Emu Height { get; }
    }

我寫了預設形狀公式引擎，可以從 PresetShapeDefinitions.xml 文件轉換為 WPF 的 PathGeometry 可以使用的字符串，當前還沒有開源此庫。不過通過編寫代碼的形式也是可以的，詳細請看 dotnet OpenXML SDK 形狀幾何 Geometry 的計算公式含義

為了簡化代碼，在 GetPresetGeometryPath 方法裏面使用的是我用公式引擎計算的輸出字符串

        private ShapePath[] GetPresetGeometryPath(ShapeTypeValues presetValue, EmuSize elementSize)
        {
            if (presetValue != ShapeTypeValues.Cube)
            {
                throw new ArgumentException($"本代碼僅支持立方體");
            }

            var shapePathList = new ShapePath[4];

            // 沒有想着使用 elementSize 哈，假設都是固定的大小

            // M 0.000,31.920 L 95.760,31.920 L 95.760,127.680 L 0.000,127.680 z
            // FillMode	Norm
            shapePathList[0] = new ShapePath("M 0.000,31.920 L 95.760,31.920 L 95.760,127.680 L 0.000,127.680 z",
                isStroke: false);

            // M 95.760,31.920 L 127.680,0.000 L 127.680,95.760 L 95.760,127.680 z
            // FillMode	DarkenLess
            shapePathList[1] = new ShapePath("M 95.760,31.920 L 127.680,0.000 L 127.680,95.760 L 95.760,127.680 z", PathFillModeValues.DarkenLess, false);

            // M 0.000,31.920 L 31.920,0.000 L 127.680,0.000 L 95.760,31.920 z
            // FillMode	LightenLess
            shapePathList[2] = new ShapePath("M 0.000,31.920 L 31.920,0.000 L 127.680,0.000 L 95.760,31.920 z", PathFillModeValues.LightenLess, false);

            // M 0.000,31.920 L 31.920,0.000 L 127.680,0.000 L 127.680,95.760 L 95.760,127.680 L 0.000,127.680 z M 0.000,31.920 L 95.760,31.920 L 127.680,0.000 M 95.760,31.920 L 95.760,127.680
            // FillMode	None
            shapePathList[3] = new ShapePath("M 0.000,31.920 L 31.920,0.000 L 127.680,0.000 L 127.680,95.760 L 95.760,127.680 L 0.000,127.680 z M 0.000,31.920 L 95.760,31.920 L 127.680,0.000 M 95.760,31.920 L 95.760,127.680", PathFillModeValues.None);
            return shapePathList;
        }

通過以下代碼獲取 ShapePath 列表

            var shapePathList = GetPresetGeometryPath(presetGeometry!.Preset!.Value, elementSize);

接下來是本文的核心邏輯，準備繪製不同的亮度的顏色。在開始之前，新建 DrawingGroup 用於拿到 DrawingContext 進行繪製

            var drawingVisual = new DrawingGroup();
            var drawingContext = drawingVisual.Open();

默認的 Cube 填充色是 #FF4472C4 可以通過主題的以下代碼拿到

  <!-- Slide1.xml -->
          <a:fillRef idx="1">
            <a:schemeClr val="accent1" />
          </a:fillRef>

  <!-- Theme1.xml -->
  <a:themeElements>
    <a:clrScheme name="Office">
      <a:accent1>
        <a:srgbClr val="4472C4" />
      </a:accent1>
    </a:clrScheme>
  </a:themeElements>

本文這裡就寫固定的值，如果大家想測試不同的課件的顏色效果，還請自己更改

            var fillBrush = new SolidColorBrush((Color) ColorConverter.ConvertFromString("#4472C4"));

通過此畫刷繪製幾何底色。繪製之前需要拿到底色繪製用的 PathGeometry 對象，如下面代碼

            // 創建底色幾何
            var pathGeometry = BuildShapePathGeometry(shapePathList);

        private PathGeometry BuildShapePathGeometry(ShapePath[] shapePathList)
        {
            PathGeometry? result = null;
            foreach (var shapePath in shapePathList)
            {
                if (shapePath.FillMode is PathFillModeValues.None && !shapePath.IsStroke)
                {
                    // 不是可填充的，而且不是線條的，啥都不做
                    continue;
                }

                var geometry = Geometry.Parse(shapePath.Path);
                if (result is null)
                {
                    result = PathGeometry.CreateFromGeometry(geometry);
                }
                else
                {
                    result = Geometry.Combine(result, geometry, GeometryCombineMode.Union, Transform.Identity);
                }
            }

            return result!;
        }

有很多形狀不是多路徑的，只有如 Cube 這樣有多個 Path 的多路徑的才需要繪製底色，繪製底色的代碼如下

            // 只有多路徑下才先繪製底色
            drawingContext.DrawGeometry(fillBrush, null, pathGeometry);

接下來就是將各個 Path 進行繪製，代碼如下

            foreach (var shapePath in shapePathList)
            {
                if (!shapePath.IsFilled && !shapePath.IsStroke) continue;

                var geometry = GetPathGeometry(shapePath);
                if (geometry == null)
                {
                    continue;
                }

                var brush = GetShapeFillBrush(shapePath, fillBrush);
                // 忽略線條
                Pen? pen = null;
                drawingContext.DrawGeometry(brush, pen, geometry);
            }

從 ShapePath 轉換為 Geometry 的代碼如下，需要考慮在一個 ShapePath 的字符串裏面包含多個 M 起點

        private PathGeometry? GetPathGeometry(ShapePath shapePath)
        {
            var pathGeometry = new PathGeometry();
            var pathFigureCollection = new PathFigureCollection();
            var path = shapePath.Path;
            if (!string.IsNullOrEmpty(path))
            {
                var pathFigures = PathFigureCollection.Parse(path);
                if (!pathFigures.Any())
                {
                    return null;
                }
                foreach (var pathFigure in pathFigures)
                {
                    pathFigure.IsFilled = shapePath.IsFilled;
                    pathFigureCollection.Add(pathFigure);
                }
            }
            pathGeometry.Figures = pathFigureCollection;
            return pathGeometry;
        }

獲取各段的 Geometry 的畫刷，通過 GetShapeFillBrush 方法，此方法是本文的核心邏輯，代碼如下

        private SolidColorBrush? GetShapeFillBrush(ShapePath shapePath, SolidColorBrush fillBrush, bool isMultiPath = true)
        {
            if (shapePath.IsFilled is false)
            {
                return null;
            }

            switch (shapePath.FillMode)
            {
                case PathFillModeValues.Norm:
                {
                    if (isMultiPath)
                    {
                        // 多路徑下，不需要重複繪製，繪製內容和底色相同。但是底色已繪製，因此啥都不用做
                        return null;
                    }
                    else
                    {
                        return fillBrush;
                    }
                }
                case PathFillModeValues.None:
                    return null;
                case PathFillModeValues.Darken:
                    return GetOrCreate("#64000000");
                case PathFillModeValues.DarkenLess:
                    return GetOrCreate("#32000000");
                case PathFillModeValues.Lighten:
                    return GetOrCreate("#64FFFFFF");
                case PathFillModeValues.LightenLess:
                    return GetOrCreate("#32FFFFFF");
                default:
                    throw new ArgumentOutOfRangeException();
            }

            static SolidColorBrush GetOrCreate(string color)
            {
                return new SolidColorBrush((Color) ColorConverter.ConvertFromString(color));
            }
        }

通過覆蓋幾何加上半透明的畫刷，可以讓 WPF 自動給底色修改亮度。感謝曉嗔戈提供的算法

接着就是將上面畫的放在界面上

            var element = new Border()
            {
                Width = elementSize.Width.ToPixel().Value,
                Height = elementSize.Height.ToPixel().Value,

                Margin = new Thickness(10, 10, 10, 10),
                Background = new DrawingBrush(drawingVisual)
            };
            AddElement(element);

        private void AddElement(UIElement element)
        {
            Grid.Children.Clear();
            Grid.Background = null;
            Grid.Children.Add(element);
        }

以上就是本文的代碼，運行代碼可以看到上圖的效果

本文所有代碼和測試文件放在 github 和 gitee 歡迎訪問

可以通過如下方式獲取本文代碼

先創建一個空文件夾，接着使用命令行 cd 命令進入此空文件夾，在命令行裏面輸入以下代碼，即可獲取到本文的代碼

git init
git remote add origin //gitee.com/lindexi/lindexi_gd.git
git pull origin ae81fba8dca44fcdd944e75a3ff04e913d451ed3

以上使用的是 gitee 的源，如果 gitee 不能訪問，請替換為 github 的源

git remote remove origin
git remote add origin //github.com/lindexi/lindexi_gd.git

獲取代碼之後，打開 Pptx.sln 文件

本文的屬性是依靠 dotnet OpenXML 解壓縮文檔為文件夾工具工具協助測試的，這個工具是開源免費的工具，歡迎小夥伴使用

更多請看 Office 使用 OpenXML SDK 解析文檔博客目錄

後續解析引擎也許會開源，歡迎關注我所在團隊的開源組織 //github.com/dotnet-campus 裏面有很多開源項目

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