Direct2D 是微軟新的二維圖形 API，可為二維幾何圖形、位圖和文本提供高性能和高質量的呈現。Direct2D 支持硬件加速，無論是繪制速度還是繪制質量，Direct2D 都要比 GDI 和 GDI+ 好很多，不過系統要求 Windows 7 或 Windows Vista SP2 以上。
關於 Direct2D 的一些介紹可以參見微軟的幫助《關於 Direct2D》。
Direct2D 內置了很多特效(Effects)，包括高斯模糊(Gaussian Blur)、顏色轉換(Color Matrix)、陰影(Shadow)等，所有特效的列表可以在這裡（英文）看到。利用這些特效可以做出很多效果，組合起來的話，完全可以實現 PhotoShop 中濾鏡的功能。
本篇文章就介紹了如何通過組合多種特效，來實現斜角（Bevel）效果。具體的實現使用的是 SharpDX 類庫，因為它支持 Direct2D 的內置特效，而微軟自己的 WindowsAPICodePackage 至少在 1.1 版還沒有支持。SharpDX 使用的是目前最新的開發版 2.5.0，它自帶了支持 DirectX 11 和 DirectX 11.1 的兩組 DLL，其中前一組 DLL 不支持 Effects，因此要使用支持 DirectX 11.1 的 DLL 才可以。
斜角特效的主要原理來自於 How to Apply Effects to Primitives，這是一篇官方幫助文檔，它自帶的示例是 C++ 的，而且系統要求是 Windows 8.1 Preview + Microsoft Visual Studio 2013 Preview，因此我將其中核心的部分提取出來，自己編寫了一個示例，實現的效果如圖 1 所示。
圖 1 源位圖及其斜角效果對比
斜角效果的實現過程如圖 2 所示，利用四個特效進行組合，就可以實現一個比較不錯的斜角特效。
圖 2 效果實現流程及效果
首先將要應用斜角的圖像繪制（或者從外界加載）到一個 SharpDX.Direct2D1.Bitmap1 對象中。示例中的圖形是利用 Direct2D 的相關方法繪制的，實際使用中也可以從外界加載。需要注意的是背景必須是透明的，不透明的部分就會產生斜角，否則只會在圖片的邊緣產生斜角。這個位圖被稱為“源位圖”。
然後為源位圖添加一個 SharpDX.Direct2D1.Effects.GaussianBlur 特效，高斯模糊的半徑（StandardDeviation 屬性）就決定了斜角的尺寸。如圖 3 所示，上圖的半徑是 8，下圖的半徑是 12，可以明顯看到下圖的斜角尺寸更大。這裡使用高斯模糊特效主要是為了令源圖像產生透明度（Alpha）的漸變，以便於下一步進行處理。這裡還可以選用 SharpDX.Direct2D1.Effects.Shadow 陰影特效，它同樣可以產生透明度的漸變。
圖 3 不同高斯模糊半徑的對比
接下來，為 GaussianBlur 特效的結果應用 SharpDX.Direct2D1.Effects.PointSpecular 特效，這個特效是斜角效果的關鍵，這個特效實際上是將源圖像當作一個反射面，用源圖像的 Alpha 通道表示反射面的高度，然後用一個點光源照射到源圖像上，得到的反射結果就是特效的處理結果。這樣，上一步高斯模糊得到的 Alpha 漸變，就相當於令源圖像產生了一個“凸起”。
PointSpecular 特效有很多參數，包括光源位置、顏色、聚焦、表面縮放比例等等，不同的參數就會產生不同的“斜角”效果。LightPosition 屬性是光源的位置，它可以改變斜角的方向，如圖 4 所示，上圖的光源在上方，下圖的光源更加偏右，得到的效果也不同。
圖 4 不同光源位置的對比
SurfaceScale 屬性是表面的縮放比例，它可以改變斜角的高度，如圖 5 所示。
圖 5 不同斜角高度的對比
PointSpecular 特效的其它參數也可以對最終的斜角效果產生影響，這就需要自己去測試了。對 PointSpecular 特效的詳細解釋可進一步參見 Spot-specular lighting effect。
然後，用 SharpDX.Direct2D1.Effects.Composite 特效將源位圖和 PointSpecular 特效的結果組合起來。Composite 特效的組合原則很簡單，就是根據 Mode 屬性的不同，選擇輸出不同輸入的像素。關於該特效具體的組合原則，可以參見 Composite effect。
從圖 2 中可以看到，PointSpecular 特效的結果要比源位圖更大，而且其中存在一些不需要部分。這裡應用一個 Composite 特效，並將 Mode 屬性設置為 CompositeMode.SourceIn，這樣它的組合原則是 O = DA * S，即輸出的像素 = Destination 的 Alpha 值 * Source。其中 Destination 是第一個輸入（索引 0，即源位圖），Source 是第二個輸入（索引 1，即 PointSpecular 特效的結果）。這樣就可以將 PointSpecular 特效的結果中不需要的部分剔除掉了。
最後一步，利用 SharpDX.Direct2D1.Effects.ArithmeticComposite 特效將源位圖和 Composite 特效的結果組合起來。ArithmeticComposite 特效是“算術組合”特效，它采用公式 $Output_{rgba} = C_1 * Source_{rgba} * Destination_{rgba} + C_2 * Source_{rgba} + C_3 * Destination_{rgba} + C_4$ 來將兩個輸入位圖的像素組合起來，更多信息可以參考 Arithmetic composite effect。
這裡組合公式的四個值（由 Coefficients 屬性設置） $C_1,C_2,C_3$ 和 $C_4$ 會決定最終的輸出效果。這四個值的取值與之前 PointSpecular 特效的屬性是非常相關的，在這個例子中，一直采用的一組值是 Vector4(0.0f, 1.0f, 1.0f, 0.0f)，如果將這組值改成 Vector4(1.0f, 0.5f, 0.0f, 0.0f)，則會如圖 6 所示，下邊的新值產生的斜角效果明顯偏暗。
圖 6 不同 Coefficients 屬性的對比
如果更換一組 PointSpecular 特效的屬性，即除了 SurfaceScale 仍然設置為 5f 以外，其他屬性全部取默認值，上面兩組 Coefficients 屬性得到的結果如圖 7 所示，反而是舊值偏亮，新值顏色比較正，但斜角效果不是很明顯。
圖 7 新的光照條件下不同 Coefficients 屬性的對比
總的來說，斜角效果的實現步驟是基本固定的，就是上面的五個步驟。斜角的尺寸、高度和方向也可以很容易確定，尺寸對應於 GaussianBlur 特效的 StandardDeviation 屬性，高度對應於 PointSpecular 特效的 SurfaceScale 屬性，方向對應於 PointSpecular 特效的 LightPosition 屬性。但是斜角特效的顏色則會比較復雜，會由 PointSpecular 特效的 SpecularExponent 屬性、SpecularConstant 屬性和 ArithmeticComposite 特效的 Coefficients 屬性共同決定，而且 LightPosition 屬性也會一定程度上影響斜角特效的顏色，這個就需要經驗和試驗了。
所有源代碼和用到的類庫都可以在這裡下載。
