In den letzten Tagen hatte ich wieder Zeit, an der 3D-Engine SeeingSharp 2 weiterzuarbeiten. Diesmal ging es darum, allgemein das Arbeiten mit Texturen zu verbessern. Genauer geht es um das Texture sampling. Texture sampling bezeichnet den Prozess, wie Farbinformationen aus Texturen gelesen werden. Direct3D bietet hierbei eine lange Liste von Einstellungen. So kann etwa beeinflusst werden, nach welcher Logik Texturen auf einer Fläche gekachelt werden sollen. Auch die Art, wie die Farben zweier benachbarter Pixel auf einer Textur vermischt werden, kann konfiguriert werden. Letzteres ist dann relevant, wenn eine Textur am Monitor mehr oder weniger Pixel beansprucht, als in der Textur selbst zur Verfügung stehen. Insgesamt hat SeeingSharp 2 bis jetzt nur ein Standard-Set an Einstellungen mit Anisotroper Filterung [1] unterstützt. Passt dieses Standard-Set nicht, so hatte man bis dato keine Möglichkeit, das Texture sampling zu beeinflussen.
OpenSource
RingBuffer in C#
In .Net existiert eine Vielzahl von Klassen zur Auflistung von Objekten oder Strukturen. Ein einfaches und häufig verwendetes Beispiel ist die Array. Die List<T> ist ebenso stark verbreitet. Daneben gibt es eine Vielzahl von Klassen, welche diverse Spezialfälle abbilden. So etwa für parallelen Zugriff mit den Klassen aus dem Namespace System.Collections.Concurrent. Einen Spezialfall hätte ich allerdings schon häufiger vermisst: Den RingBuffer (oder auch Circular Buffer [1]). Ein RingBuffer dient dazu, eine fortlaufende Liste mit einer maximalen Länge abzubilden. Wenn über die maximale Länge hinaus geschrieben wird, so werden einfach die ältesten Elemente überschrieben. Gehen wir von der max. Länge von 100 aus. Wenn das 101. Element hinzugefügt wird, fliegt das erste Element raus. Dieses neue Element ist dann aber nicht der neue Start der Liste. Der Start der Liste ist immer das älteste Element. Wo benötigt man so ein Verhalten? Ein gutes Beispiel dazu habe ich in der 3D-Engine SeeingSharp. Zur Berechnung der durchschnittlichen FPS (Frames per Second bzw. Bilder pro Sekunde) wird der aktuelle FPS Wert je Sekunde berechnet und an einer Liste angehängt. Nachdem diese Liste eine bestimmte Länge erreicht hat, wird mit jedem neuen Wert der älteste Eintrag entfernt. Die durchschnittlichen FPS ergeben sich anschließend mittels des Durchschnittswerts aller Elemente in der Liste. Mit einer List<T> könnte man dieses Verhalten per Add und RemoveAt(0) relativ einfach abbilden, bei einem RingBuffer dagegen steckt dieses Verhalten bereits im Add. Dazu gibt es beim RingBuffer noch weitere Vorteile aus Sicht der Performance, doch dazu im Verlauf dieses Artikels mehr.
Testautomatisierung beim Parsing von Dokumenten
Als Entwickler steht man regelmäßig vor der Aufgabe, Dokumente mit einem bestimmten Format zu lesen und weiterzuverarbeiten. Ebenso kommt es immer wieder vor, dass es für das gewünschte Dokumentenformat noch keinen passenden Parser gibt. Daraus entsteht die Aufgabe, selbst einen kleinen Parser zu entwickeln. Gesagt, getan. Bei Xml- oder Json-Dokumenten etwa ist das i. d. R. auch relativ schnell erledigt. Nicht selten gibt es aber dennoch verschiedene Besonderheiten, die es zu beachten gilt. Etwa bestimmte Elemente in der Datei, die nicht immer enthalten sind. Nehmen wir als Beispiel ein Dokument, welches einen Kassenbon abbildet. Standardmäßig stehen alle Artikel drin, welche der Kunde gekauft hat. Es gibt allerdings weitere Fälle, wie Artikelrückgaben (Pfand), Stornierung einzelner Zeilen durch das Kassenpersonal, rabattierte Artikel etc. Schnell ergibt sich eine längere Liste von Fällen, die das Parsing und die anschließende Weiterverarbeitung beeinflussen. Aus diesem Grund kann es eine gute Idee sein, möglichst viele Teile davon per Testautomatisierung abzusichern.
Worklog SeeingSharp 2: Getting Started für WinUI 3
Bisher gab es in SeeingSharp 2 zwei GettingStarted Projekte: Einmal für Windows.Forms und einmal für WPF. WinUI 3 hat nun zusammen mit dem WindowsAppSdk 1.1 einen recht guten Entwicklungsstand erreicht. Somit wird es Zeit, ebenfalls für WinUI 3 ein GettingStarted Projekt bereitzustellen. Das Projekt zeigt, wie SeeingSharp 2 in ein WinUI 3 Projekt eingebunden und verwendet werden kann. Im Ergebnis wird ein dreidimensionaler Würfel erzeugt, welcher sich in einer endlosen Animation um seine eigene Y-Achse dreht. Unter [1] ist das Coding des Projekts verfügbar.
Überwachen von Coding Conventions per Roslyn Analyzer
Das Projekt RK GPXviewer ist ein Modulith in Form einer Desktop Applikation. Das heißt, dass das Programm in mehrere lose gekoppelte Module aufgeteilt ist. Jedes Modul hat hierbei eine öffentliche Schnittstelle und eine nur innerhalb des Moduls sichtbare Logik. Diese Trennung zwischen öffentlicher Schnittstelle und privaten Logikklassen ist hierbei eine strenge Regel. Sie soll sicherstellen, dass das Geflecht an Modulen auch in Zukunft sauber wartbar und erweiterbar bleibt. Nur wie lässt sich die Einhaltung einer solchen Regel am besten sicherstellen? Alle Module befinden sich in der gleichen Projektmappe, eine Regelverletzung wirkt geradezu einladend. Ist eine notwendige Methode oder Eigenschaft gerade nicht in der Schnittstelle enthalten, ist es relativ einfach, ohne Umwege direkt auf die Logik-Klassen zuzugreifen. Damit das nicht passiert, lassen sich für solche Regeln Roslyn Analyzer schreiben. Diese prüfen den Code während des Compile-Vorgangs und geben nach Wahl direkt Fehler oder Warnungen aus. In diesem Artikel möchte ich auf den Roslyn Analyzer eingehen, welchen ich für RK GPXviewer zur Einhaltung obiger Regel umgesetzt habe.
Markdown-Dokumente mit Avalonia rendern
Markdown ist eine sehr einfache und leicht erlernbare Auszeichnungssprache, welche heute von vielen Produkten unterstützt wird. Häufig dient Markdown dazu, Html-Dokumente zu generieren. Der große Vorteil für mich gegenüber Html oder andere Auszeichnungssprachen ist, dass das Markdown-Dokument selbst bereits gut durch einen Menschen lesbar und der Funktionsumfang auf das notwendige beschränkt ist. Der Einstieg ist entsprechend schnell und selbst ohne vorher die Syntax zu kennen, kann diese leicht verstanden werden. Unter [1] sind weitere Detailinfos über Markdown zu finden. Ein sehr gutes Beispiel zur Verwendung von Markdown ist GitHub. Markdown-Dokumente im Repository erscheinen im Browser direkt als daraus generierte Html-Seiten. In diesem Artikel beschreibe ich etwas ähnliches mithilfe des Cross-Plattform Frameworks Avalonia. Auch hiermit ist es möglich, ein Dokument in der Markdown-Syntax zu schreiben und in der Anwendung anzuzeigen. Sinnvoll ist das etwa bei der Anzeige von in der Anwendung integrierten Hilfeseiten. Der Entwickler schreibt damit innerhalb seiner Entwicklungsumgebung in der Markdown-Syntax und in der Oberfläche erscheint es als sauber formatierte Seite.
Custom Window Chrome mit Avalonia
Moderne Desktop-Applikationen bringen auch ihren eigenen Fenster-Rahmen mit. Das gehört zum guten Ton und lässt sich bei zahlreichen Beispielen beobachten. In den meisten GUI-Frameworks gibt es einen Weg, genau das zu erreichen. So kann bei WPF oder Windows.Forms der Standard-Rahmen komplett ausgeblendet und damit durch das eigene Programm selbst gerendert werden. Ähnliches gilt auch für Avalonia. Aufgrund des plattformübergreifenden Ansatzes von Avalonia müssen aber einige Kleinigkeiten beachtet werden. So wird hier nicht garantiert, dass es auf jeder Plattform funktioniert. Auch die Standard-Buttons für Maximieren, Minimieren etc. sind je nach Plattform wo anders (rechts bei Windows, links bei macOS). In diesem Artikel möchte ich mich somit genauer mit diesem Thema beschäftigen und zeigen, wie ich es dann bei der App MessageCommunicator gelöst habe.
Worklog SeeingSharp 2: Unterstützung für WinUI 3 Desktop
Im März 2021 wurde die erste stabile Version von WinUI 3 zusammen mit Project Reunion 0.5 veröffentlicht. Vorher gab es bereits mehrere Preview-Releases von WinUI 3, welche einen ersten Blick auf das Framework ermöglicht haben. Nun aber durch das erste stabile Release ist ein guter Zeitpunkt zur Umsetzung der WinUI 3 Desktop Unterstützung in SeeingSharp 2 erreicht. Mit WinUI allgemein beschäftige ich mich schon länger, so basiert die Beispielapplikation von SeeingSharp 2 für die Universal Windows Plattform (UWP) bereits auf Komponenten von WinUI 2 [1]. WinUI 2 ist allerdings noch auf die UWP beschränkt, mit WinUI 3 entfällt diese Abhängigkeit. Mit der neuen Version des Frameworks ist es nun möglich, WinUI Komponenten direkt in einer Desktop-Applikation zu verwenden.
Prism als Basis von modern strukturierten Applikationen
Auf Prism wurde ich zum ersten Mal bei einem Vortrag bei der .Net Usergroup Regensburg aufmerksam – vor locker 10 Jahren. Zunächst wusste ich gar nicht, um was es sich genau handelt. Nach dem Vortrag und weiterer Recherche hat Prism aber die Art und Weise, wie ich Desktop- und Mobile-Applikationen strukturiert habe, maßgeblich beeinflusst. Ein wichtiger Punkt für mich damals war die Aufteilung einer großen Applikation in mehrere, lose miteinander gekoppelte Module und die dafür bereitgestellten Best Practices. Prism folgt dabei den Grundsätzen des MVVM-Patterns und erweitert dieses um weitere Werkzeuge wie CompositeCommand, dem bereitgestellten EventAggregator oder eben Basisklassen für Module. Zusätzlich wird ein DI-Container integriert. Für die Desktop-Applikation RK GPXviewer [1], welche ich gerade für die Planungen meiner Wander- und Fahrrad-Touren im Sommer baue, verwende ich die aktuelle Version von Prism und möchte hier in diesem Artikel einige Erfahrungen damit teilen.
.Net 5 App Trimming am Beispiel MessageCommunicator
Das Tool MessageCommunicator (Siehe [1]) ist so konzipiert, dass es möglichst portabel sein soll. Idealerweise als schlichte Exe-Datei (bzw. ausführbare Datei auf Linux oder macOS). Mit dem Parameter PublishSingleFile ist das seit .Net Core 3.0 grundsätzlich möglich, einziges Problem ist lediglich die Größe der ausführbaren Datei. Man kann es sich aussuchen: Entweder man verteilt eine kleine Datei, setzt aber dann ein installiertes .Net am Zielsystem voraus, oder man hat eine größere Datei und bringt die Abhängigkeiten aus .Net direkt mit. Ich persönlich bevorzuge letzteres – es ist schlicht für alle Beteiligten einfacher, wenn eine Applikation möglichst wenig Voraussetzungen an das Zielsystem stellt. Mit den neuesten Funktionen rund um das App Trimming [2] kann an der Größe der zu verteilenden Dateien schrauben. In diesem Artikel möchte ich dazu meine Erfahrungen aus dem Projekt MessageCommunicator weitergeben.