用C++品尝Vista美味:界面的毛玻璃效果

  简介
  本文将演示在基于Windows Vista的普通Windows应用程序及对话框程序中,如何利用C++来生成Aero毛玻璃效果,此处使用的是Beta 2版本的Vista及Windows SDK,也许在后续的版本中,一些API在细节上会有所变化。另外,文中没有使用MFC,全部例子用WTL 7.5生成,其可在http://wtl.sourceforge.net/下载得到,虽然此处使用的是Visual C++ 2003,但Visual C++ 2005也类似。
  Aero主题及毛玻璃效果,是随同Vista"桌面窗口治理(DWM)"而来的新特性,也是微软市场推广的一个重心,在应用程序中集成毛玻璃效果,当打开Aero主题时,程序看上去会显得非常与众不同--很酷,对吧。
  Aero主题中的毛玻璃效果
  当以Aero为主题时,Vista会根据计算机显卡进行判定是否开启毛玻璃效果,此时桌面由DWM进行绘制,而DWM使用一个composition进程来渲染桌面,其会在顶层窗口的非客户区自动使用Aero主题元素(有点类似于Windows xp)。话又说回来,也不是总会添加这些毛玻璃效果的,假如计算机运行于"电池模式",或用户决定关闭透明效果,那么非客户区就不会有毛玻璃效果了,如下图所示。
  
用C++品尝Vista美味:界面的毛玻璃效果

  假如在控制面板的可视效果中打开了透明玻璃效果,那非客户区看上去就像下图这样:
  
用C++品尝Vista美味:界面的毛玻璃效果

  请留意,记事本的边框呈现绿色调,这是墙纸透过来的颜色,并且也可以透过标题栏看到桌面的一些图标。
  我们在编写代码的时候,要害只须留意composition是否打开,而不是设置了什么毛玻璃效果,因为DWM会处理毛玻璃效果绘制的部分。
  项目开始
  第一个示例程序是不带视窗口、工具条、状态条的SDI应用程序,在运行完WTL AppWizard之后,第一件事就是设置stdafx.h中的#define,以便利用Vista的新特性。Vista的Windows版本为6,且Vista中IE的版本为7,设置完成后应像下面这样:
  #define WINVER 0x0600
  #define _WIN32_WINNT 0x0600
  #define _WIN32_IE 0x0700
  接下来包含ATL与WTL的头文件:
  #define _WTL_NO_WTYPES // 不要在WTL头文件中定义CRect/CPoint/CSize
  #include <atlbase.h>
  #include <atltypes.h>//共享的CRect/CPoint/CSize
  #include <atlapp.h>
  extern CAppModule _Module;
  #include <atlwin.h>
  #include <atlframe.h>
  #include <atlmisc.h>
  #include <atlcrack.h>
  #include <atltheme.h>// XP/Vista主题支持
  #include <dwmapi.h>// DWM API
  假如修改完成之后就编译,将会从atltheme.h中得到4个错误。例如,以下是不会编译通过的CTheme::GetThemeTextMetrics()代码:
  HRESULT GetThemeTextMetrics(..., PTEXTMETRICW pTextMetric)
  {
  ATLASSERT(m_hTheme != NULL);
  //注重:因为uxtheme.h头文件,所以转换为PTEXTMETRIC。
  //替换掉PTEXTMETRICW是不对的
  return ::GetThemeTextMetrics(m_hTheme, ..., (PTEXTMETRIC) pTextMetric);
  }
  在GetThemeTextMetrics() API中的转换,是对Platform SDK的uxtheme.h中错误的修正,然而,Windows SDK却没有这个错误,所以这个转换导致了一个错误,可删除函数中的这个转换,其他三个也同样。 添加边框的毛玻璃效果
  通过把毛玻璃效果从非客户区扩展到客户区,就可完成添加程序的毛玻璃效果,这个API是DwmExtendFrameIntoClientArea()。DwmExtendFrameIntoClientArea()接受两个参数:我们框架窗口的HWND和一个用于说明毛玻璃效果扩展到窗口四面多远的MARGINS结构。可在OnCreate()中调用这个API:
  LRESULT CMainFrame::OnCreate(LPCREATESTRUCT lpcs)
  {
  //在底部添加玻璃效果
  MARGINS mar = {0};
  mar.cyBottomHeight = 100;
  DwmExtendFrameIntoClientArea ( m_hWnd, &mar );
  return 0;
  }
  但假如运行程序,看不到有任何变化:
  
用C++品尝Vista美味:界面的毛玻璃效果

  
  
   这是因为毛玻璃效果依靠于窗口的透明度,为显示出玻璃效果,区域中像素(在本例中为客户区底部的100像素)的alpha值必须设置为0。最简单的方法是用一个黑画刷来绘制这个区域,它会把像素的颜色值(红、绿、蓝和alpha)设为0,可在OnEraseBkgnd()中完成:
  BOOL CMainFrame::OnEraseBkgnd ( HDC hdc )
  {
  CDCHandle dc = hdc;
  CRect rcClient;
  GetClientRect(rcClient);
  dc.FillSolidRect(rcClient, RGB(0,0,0));
  return true;
  }
  修改之后,框架窗口看起来像这样:
  
用C++品尝Vista美味:界面的毛玻璃效果

  底部的100像素现在是毛玻璃效果了。
  在毛玻璃区域添加文本
  在窗口中添加毛玻璃效果是比较简单的部分,但要把自己的界面元素(UI)添加到毛玻璃之上,就有点难度了。因为必须一直保持像素的alpha值,所以就要用到那些可以理解并适当设置alpha的绘图API。坏消息是,GDI函数差不多全部不理会alpha--唯一剩下的API则为带有SRCCOPY光栅操作的BilBlt()函数了,因此,程序必须使用GDI+或主题API来进行绘图,这些API都是时刻不忘alpha的。
  在Vista中,有关毛玻璃的效果一般用在表示程序状态的区域(取代了通用控件中的状态栏),例如,Windows Media Player 11就在窗口底部的毛玻璃区域显示播放控制与当前歌曲信息:
  
用C++品尝Vista美味:界面的毛玻璃效果

  以下,将演示怎样在毛玻璃区域上绘制文本,并怎样在文本上添加发光效果,以便文本在任何背景上都方便阅读。 使用正确的字体
  Vista已经彻底放弃使用MS Sans Serif与Tahoma字体,转而把Segoe UI作为默认的UI字体。我们的程序也应该使用Segoe UI字体,所以,将会在基于当前主题的情况下创建一个字体。假如主题被禁用(如用户正在使用Windows经典颜色方案),那我们就使用SystemParametersInfo() API。
  首先,需要在CMainFrame中添加主题支持,这一点非常简单,因为WTL已经有一个用于处理主题的类:CThemeImpl。我们可把CThemeImpl添加到继续列表,并把消息链接至CThemeImpl,以便在当前主题改变时,程序可以得到相应的通知。
  class CMainFrame :
  public CFrameWindowImpl<CMainFrame>,
  public CMessageFilter,
  public CThemeImpl<CMainFrame>
  {
  // ...
  BEGIN_MSG_MAP(CMainFrame)
  CHAIN_MSG_MAP(CThemeImpl<CMainFrame>)
  // ...
  END_MSG_MAP()
  PRotected:
  CFont m_font; //用于绘制文本的字体
  };
  在CMainFrame的构造函数中,我们调用了CThemeImpl::SetThemeClassList(),其指定了我们正在使用哪一个主题的窗口类。对一般窗口来说(即不是普通控件的窗口),名称为"globals"。
  CMainFrame::CMainFrame()
  {
  SetThemeClassList ( L"globals" );
  }
  最后,在OnCreate()中,从主题中读取字体信息,并创建一个字体自用:
  LRESULT CMainFrame::OnCreate ( LPCREATESTRUCT lpcs )
  {
  // ...
  //决定在文本中使用哪一种字体
  LOGFONT lf = {0};
  if ( !IsThemeNull() )
  GetThemeSysFont ( TMT_MSGBOXFONT, &lf );
  else
  {
  NONCLIENTMETRICS ncm = { sizeof(NONCLIENTMETRICS) };
  SystemParametersInfo (SPI_GETNONCLIENTMETRICS, sizeof(NONCLIENTMETRICS),&ncm, false );
  lf = ncm.lfMessageFont;
  }
  m_font.CreateFontIndirect ( &lf );
  return 0;
  }
  绘制文本
  在毛玻璃效果上绘制文本涉及以下步骤:
  ·创建一个用于双缓冲绘制的内存DC。
  ·创建一个32位色深的DIB,并选入DC。
  ·用DrawThemeTextEx()把文本绘制在内存中的DIB上。
  ·用BitBit()把文本复制到屏幕。
  因为我们的绘制代码将会因为composition是否打开而有所不同,所以需要在绘制期间检查composition状态。检查状态的API为DwmIsCompositionEnabled(),假如API执行失败,在返回值中就不会指示出打开状态,但CMainFrame中有一个包装好的函数IsCompositionEnabled(),非常易于使用:
  bool CMainFrame::IsCompositionEnabled() const
  {
  HRESULT hr;
  BOOL bEnabled;
  hr = DwmIsCompositionEnabled(&bEnabled);
  return SUCCEEDED(hr) && bEnabled;
  
  
   }
  现在,让我们再检查一遍OnEraseBkgnd(),看看每个步骤是否都完成了。这个程序是一个时钟程序,所以先用GetTimeFormat()获取当前时间:
  BOOL CMainFrame::OnEraseBkgnd(HDC hdc)
  {
  CDCHandle dc = hdc;
  CRect rcClient, rcText;
  GetClientRect ( rcClient );
  dc.FillSolidRect ( rcClient, RGB(0,0,0) );
  rcText = rcClient;
  rcText.top = rcText.bottom - 100;
  //获取当前时间
  TCHAR szTime[64];
  GetTimeFormat(LOCALE_USER_DEFAULT,0,NULL,NULL,szTime,_countof(szTime));
  ……
  }
  假如composition打开,我们就进行合成绘制步骤,先设置好一个内存DC:
  if ( IsCompositionEnabled() )
  {
  //设置一个我们将绘制的内存DC和位图
  CDC dcMem;
  CBitmap bmp;
  BITMAPINFO dib = {0};
  dcMem.CreateCompatibleDC ( dc );
  接下来,填充BITMAPINFO结构以得到一个32位色深位图,且与毛玻璃区域的高宽相同。此处需重点留意的是,位图高度(即BITMAPINFOHEADER的biHeight成员)为负数,这是因为通常情况下BMP是按照从下至上的顺序存储在内存中的,但DrawThemeTextEx()需要的位图顺序是从上至下,所以要把高度设为负数。
  dib.bmiHeader.biSize = sizeof(BITMAPINFOHEADER);
  dib.bmiHeader.biWidth = rcText.Width();
  dib.bmiHeader.biHeight = -rcText.Height();
  dib.bmiHeader.biplanes = 1;
  dib.bmiHeader.biBitCount = 32;
  dib.bmiHeader.biCompression = BI_RGB;
  bmp.CreateDIBSection (dc,&dib,DIB_RGB_COLORS,NULL,NULL,0);
  现在,我们的图形对象就创建好了,可以开始绘制文本了。
  //设置好DC
  dcMem.SelectBitmap ( bmp );
  dcMem.SelectFont ( m_font );
  //绘制文本
  DTTOPTS dto = { sizeof(DTTOPTS) };
  const UINT uFormat = DT_SINGLELINEDT_CENTERDT_VCENTERDT_NOPREFIX;
  CRect rcText2 = rcText;
  dto.dwFlags = DTT_COMPOSITEDDTT_GLOWSIZE;
  dto.iGlowSize = 10;
  rcText2 -= rcText2.TopLeft(); //相同的rect,但左上角为(0,0)
  DrawThemeTextEx ( m_hTheme, dcMem, 0, 0, CT2CW(szTime), -1,
  uFormat, rcText2, &dto );
  DTTOPTS结构控制了文本怎样被绘制,在标志中我们指明了要绘制"合成文本",并让文本有一个发光效果。最后,把内存中的位图贴到屏幕上:
  //将文本绘制到屏幕上。
  BitBlt ( dc, rcText.left, rcText.top, rcText.Width(), rcText.Height(), dcMem, 0, 0, SRCCOPY );
  } // end if (IsCompositionEnabled())
  假如composition未打开,我们用GDI函数绘制文本:
  else
  {
  const UINT uFormat = DT_SINGLELINEDT_CENTERDT_VCENTERDT_NOPREFIX;
  //设置好DC
  dc.SetTextColor ( RGB(255,255,255) );
  dc.SelectFont ( m_font );
  dc.SetBkMode ( TRANSPARENT );
  //绘制文本
  dc.DrawText ( szTime, -1, rcText, uFormat );
  }
  return true; //我们绘制了整个背景
  }
  下面就是"合成文本"的模样:
  
用C++品尝Vista美味:界面的毛玻璃效果

  为演示发光效果,下面是同一背景上的一段文本,但没有发光效果:
  
用C++品尝Vista美味:界面的毛玻璃效果

  处理composition相关的通知
  当DWM的composition状态打开或关闭时,系统会向所有顶层窗口广播一个WM_DWMCOMPOSITIONCHANGED消息;假如composition为打开,需要再次调用DwmExtendFrameIntoClientArea()以告之DWM,我们窗口的哪一部分应为毛玻璃效果:
  LRESULT CMainFrame::OnCompositionChanged(...)
  {
  if ( IsCompositionEnabled() )
  {
  MARGINS mar = {0};
  mar.cyBottomHeight = 100;
  
  
   DwmExtendFrameIntoClientArea ( m_hWnd, &mar );
  }
  return 0;
  }
  在对话框程序中应用毛玻璃效果
  在对话框程序中添加毛玻璃效果的过程,与上面框架窗口的例子非常相似,但需要对代码作一些稍微的改动。在示例对话框程序中为顶层窗口添加了毛玻璃效果,下面,相对前一例子作了修改或添加的代码,将以黑体字标出。
  设置对话框
  如之前一样,要告之CThemeImpl我们要使用哪个窗口类主题,并调用DwmExtendFrameIntoClientArea()为窗口边框添加毛玻璃效果。
  CMainDlg::CMainDlg()
  {
  SetThemeClassList ( L"globals" );
  }
  BOOL CMainDlg::OnInitDialog ( HWND hwndFocus, LPARAM lParam )
  {
  //删除了向导生成的某些初始化代码
  //为顶层窗口添加毛玻璃效果
  if ( IsCompositionEnabled() )
  {
  MARGINS mar = {0};
  mar.cyTopHeight = 150;
  DwmExtendFrameIntoClientArea ( m_hWnd, &mar );
  }
  接下来,构建文本字体。注重,我们需要显式调用OpenThemeData(),而为什么在前面的框架窗口例子中不需要调用呢,因为CThemeImpl在它的WM_CREATE处理程序中已调用了。反观对话框取而代之接收WM_INITDIALOG,而CThemeImpl未处理WM_INITDIALOG,所以就需要我们自己调用OpenThemeData()了。另外,在代码中也把字体设置得更大,只是为了演示更大字体的发光效果。
  //决定使用哪一种字体
  LOGFONT lf = {0};
  OpenThemeData();
  if ( !IsThemeNull() )
  GetThemeSysFont ( TMT_MSGBOXFONT, &lf );
  else
  {
  NONCLIENTMETRICS ncm = { sizeof(NONCLIENTMETRICS) };
  SystemParametersInfo (SPI_GETNONCLIENTMETRICS, sizeof(NONCLIENTMETRICS),&ncm, false );
  lf = ncm.lfMessageFont;
  }
  lf.lfHeight *= 3;
  m_font.CreateFontIndirect ( &lf );
  对话框的顶层窗口上有一个大的静态文本控件,也就是我们要绘制时间的地方。代码设置了控件的owner-draw风格,因此,我们可把所有的文本绘制代码都放在OnDrawItem()中:
  //设置静态文本控件的owner-draw
  m_wndTimeLabel.Attach ( GetDlgItem(IDC_CLOCK) );
  m_wndTimeLabel.ModifyStyle ( SS_TYPEMASK, SS_OWNERDRAW );
  最后,调用EnableThemeDialogTexture()以便对话框背景使用当前主题来绘制。
  //其他初始化代码
  EnableThemeDialogTexture ( ETDT_ENABLE );
  //设置计时器的时间间隔为1秒,以在每个秒钟内都能更新时钟
  SetTimer ( 1, 1000 );
  return TRUE;
  }
  打开毛玻璃效果
  如前面一样,我们需要用黑色画刷来填充毛玻璃区域,以便营造一种透视效果。因为内置的对话框窗口处理过程会响应WM_ERASEBKGND消息,来处理诸如非矩形或半透明控件,所以,我们需要在OnPaint()而不是OnEraseBkgnd()中做绘图。
  void CMainDlg::OnPaint ( HDC hdc )
  {
  CPaintDC dc(m_hWnd);
  CRect rcGlassArea;
  if ( IsCompositionEnabled() )
  {
  GetClientRect ( rcGlassArea );
  rcGlassArea.bottom = 150;
  dc.FillSolidRect(rcGlassArea, RGB(0,0,0));
  }
  }
  绘制文本
  在OnTimer()中,获取当前时间,并以此设置静态控件的文本:
  void CMainDlg::OnTimer ( UINT uID, TIMERPROC pProc )
  {
  //获取当前时间
  TCHAR szTime[64];
  GetTimeFormat ( LOCALE_USER_DEFAULT, 0, NULL, NULL,szTime, _countof(szTime) );
  m_wndTimeLabel.SetWindowText ( szTime )
  }
  SetWindowText()函数会使静态控件重绘,导致OnDrawItem()函数的调用。OnDrawItem()函数中的代码与前面框架窗口例子中的类似,在此不再赘述,以下是程序外观:
  
用C++品尝Vista美味:界面的毛玻璃效果

  在毛玻璃效果上绘制图形
  先前已提到,在毛玻璃区域中进行绘图需要用到可识别alpha的API,如GDI+函数。下面的例子用到GDI+中的Image类在对话框的左上角绘制了一个Logo,如图示:
  
用C++品尝Vista美味:界面的毛玻璃效果

  这个Logo是从与exe文件在同一目录的mylogo.png文件中读取的,请注重,因为使用了GDI+绘制Logo,所以Logo四周的透明度已被保留,并且看上去显示得很正确。
  
  
  
  使整个窗口毛玻璃化
  我们还可以让整个窗口看上去都像块毛玻璃,以下有一段简短代码,只需把MARGINS结构的第一个成员设为 -1就行了:
  MARGINS mar = {-1};
  DwmExtendFrameIntoClientArea ( m_hWnd, &mar );
  假如在我们的对话框程序中加入这段代码,那么程序最终将看上去像这样:
  
用C++品尝Vista美味:界面的毛玻璃效果

  留意观察,4个按钮上的文本颜色显示不正确,并且每个按钮外围都有一个不透明的矩形。通常来说,透明性与子窗口不会配合得非常好,假如想要一个全为毛玻璃效果的对话框,那么控件部分就需要以一个不透明的背景来绘制,如"Windows Mobility Center"程序:
  
用C++品尝Vista美味:界面的毛玻璃效果

  结论
  在程序中添加毛玻璃效果可使程序在视觉上显得非常与众不同,而且能提供一个比通用控件中状态栏更好的状态显示区域,本文主要是起到一个抛砖引玉的作用,也有助于大家在使用本地C++添加毛玻璃效果时,对DWM API有一个初步的了解。