用C++品嘗Vista美味:界面的毛玻璃效果

  簡介
  本文將演示在基于Windows Vista的普通Windows應用程序及對話框程序中,如何利用C++來生成Aero毛玻璃效果,此處使用的是Beta 2版本的Vista及Windows SDK,也許在後續的版本中,一些API在細節上會有所變化。另外,文中沒有使用MFC,全部例子用WTL 7.5生成,其可在http://wtl.sourceforge.net/下載得到,雖然此處使用的是Visual C++ 2003,但Visual C++ 2005也類似。
  Aero主題及毛玻璃效果,是隨同Vista"桌面窗口治理(DWM)"而來的新特性,也是微軟市場推廣的一個重心,在應用程序中集成毛玻璃效果,當打開Aero主題時,程序看上去會顯得非常與衆不同--很酷,對吧。
  Aero主題中的毛玻璃效果
  當以Aero爲主題時,Vista會根據計算機顯卡進行判定是否開啓毛玻璃效果,此時桌面由DWM進行繪制,而DWM使用一個composition進程來渲染桌面,其會在頂層窗口的非客戶區自動使用Aero主題元素(有點類似于Windows xp)。話又說回來,也不是總會添加這些毛玻璃效果的,假如計算機運行于"電池模式",或用戶決定關閉透明效果,那麽非客戶區就不會有毛玻璃效果了,如下圖所示。
  
用C++品嘗Vista美味:界面的毛玻璃效果

  假如在控制面板的可視效果中打開了透明玻璃效果,那非客戶區看上去就像下圖這樣:
  
用C++品嘗Vista美味:界面的毛玻璃效果

  請留意,記事本的邊框呈現綠色調,這是牆紙透過來的顔色,並且也可以透過標題欄看到桌面的一些圖標。
  我們在編寫代碼的時候,要害只須留意composition是否打開,而不是設置了什麽毛玻璃效果,因爲DWM會處理毛玻璃效果繪制的部分。
  項目開始
  第一個示例程序是不帶視窗口、工具條、狀態條的SDI應用程序,在運行完WTL AppWizard之後,第一件事就是設置stdafx.h中的#define,以便利用Vista的新特性。Vista的Windows版本爲6,且Vista中IE的版本爲7,設置完成後應像下面這樣:
  #define WINVER 0x0600
  #define _WIN32_WINNT 0x0600
  #define _WIN32_IE 0x0700
  接下來包含ATL與WTL的頭文件:
  #define _WTL_NO_WTYPES // 不要在WTL頭文件中定義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主題支持
  #include <dwmapi.h>// DWM API
  假如修改完成之後就編譯,將會從atltheme.h中得到4個錯誤。例如,以下是不會編譯通過的CTheme::GetThemeTextMetrics()代碼:
  HRESULT GetThemeTextMetrics(..., PTEXTMETRICW pTextMetric)
  {
  ATLASSERT(m_hTheme != NULL);
  //注重:因爲uxtheme.h頭文件,所以轉換爲PTEXTMETRIC。
  //替換掉PTEXTMETRICW是不對的
  return ::GetThemeTextMetrics(m_hTheme, ..., (PTEXTMETRIC) pTextMetric);
  }
  在GetThemeTextMetrics() API中的轉換,是對Platform SDK的uxtheme.h中錯誤的修正,然而,Windows SDK卻沒有這個錯誤,所以這個轉換導致了一個錯誤,可刪除函數中的這個轉換,其他三個也同樣。 添加邊框的毛玻璃效果
  通過把毛玻璃效果從非客戶區擴展到客戶區,就可完成添加程序的毛玻璃效果,這個API是DwmExtendFrameIntoClientArea()。DwmExtendFrameIntoClientArea()接受兩個參數:我們框架窗口的HWND和一個用于說明毛玻璃效果擴展到窗口四面多遠的MARGINS結構。可在OnCreate()中調用這個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;
  }
  但假如運行程序,看不到有任何變化:
  
用C++品嘗Vista美味:界面的毛玻璃效果

  
  
   這是因爲毛玻璃效果依靠于窗口的透明度,爲顯示出玻璃效果,區域中像素(在本例中爲客戶區底部的100像素)的alpha值必須設置爲0。最簡單的方法是用一個黑畫刷來繪制這個區域,它會把像素的顔色值(紅、綠、藍和alpha)設爲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;
  }
  修改之後,框架窗口看起來像這樣:
  
用C++品嘗Vista美味:界面的毛玻璃效果

  底部的100像素現在是毛玻璃效果了。
  在毛玻璃區域添加文本
  在窗口中添加毛玻璃效果是比較簡單的部分,但要把自己的界面元素(UI)添加到毛玻璃之上,就有點難度了。因爲必須一直保持像素的alpha值,所以就要用到那些可以理解並適當設置alpha的繪圖API。壞消息是,GDI函數差不多全部不理會alpha--唯一剩下的API則爲帶有SRCCOPY光柵操作的BilBlt()函數了,因此,程序必須使用GDI+或主題API來進行繪圖,這些API都是時刻不忘alpha的。
  在Vista中,有關毛玻璃的效果一般用在表示程序狀態的區域(取代了通用控件中的狀態欄),例如,Windows Media Player 11就在窗口底部的毛玻璃區域顯示播放控制與當前歌曲信息:
  
用C++品嘗Vista美味:界面的毛玻璃效果

  以下,將演示怎樣在毛玻璃區域上繪制文本,並怎樣在文本上添加發光效果,以便文本在任何背景上都方便閱讀。 使用正確的字體
  Vista已經徹底放棄使用MS Sans Serif與Tahoma字體,轉而把Segoe UI作爲默認的UI字體。我們的程序也應該使用Segoe UI字體,所以,將會在基于當前主題的情況下創建一個字體。假如主題被禁用(如用戶正在使用Windows經典顔色方案),那我們就使用SystemParametersInfo() API。
  首先,需要在CMainFrame中添加主題支持,這一點非常簡單,因爲WTL已經有一個用于處理主題的類:CThemeImpl。我們可把CThemeImpl添加到繼續列表,並把消息鏈接至CThemeImpl,以便在當前主題改變時,程序可以得到相應的通知。
  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; //用于繪制文本的字體
  };
  在CMainFrame的構造函數中,我們調用了CThemeImpl::SetThemeClassList(),其指定了我們正在使用哪一個主題的窗口類。對一般窗口來說(即不是普通控件的窗口),名稱爲"globals"。
  CMainFrame::CMainFrame()
  {
  SetThemeClassList ( L"globals" );
  }
  最後,在OnCreate()中,從主題中讀取字體信息,並創建一個字體自用:
  LRESULT CMainFrame::OnCreate ( LPCREATESTRUCT lpcs )
  {
  // ...
  //決定在文本中使用哪一種字體
  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;
  }
  繪制文本
  在毛玻璃效果上繪制文本涉及以下步驟:
  ·創建一個用于雙緩沖繪制的內存DC。
  ·創建一個32位色深的DIB,並選入DC。
  ·用DrawThemeTextEx()把文本繪制在內存中的DIB上。
  ·用BitBit()把文本複制到屏幕。
  因爲我們的繪制代碼將會因爲composition是否打開而有所不同,所以需要在繪制期間檢查composition狀態。檢查狀態的API爲DwmIsCompositionEnabled(),假如API執行失敗,在返回值中就不會指示出打開狀態,但CMainFrame中有一個包裝好的函數IsCompositionEnabled(),非常易于使用:
  bool CMainFrame::IsCompositionEnabled() const
  {
  HRESULT hr;
  BOOL bEnabled;
  hr = DwmIsCompositionEnabled(&bEnabled);
  return SUCCEEDED(hr) && bEnabled;
  
  
   }
  現在,讓我們再檢查一遍OnEraseBkgnd(),看看每個步驟是否都完成了。這個程序是一個時鍾程序,所以先用GetTimeFormat()獲取當前時間:
  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;
  //獲取當前時間
  TCHAR szTime[64];
  GetTimeFormat(LOCALE_USER_DEFAULT,0,NULL,NULL,szTime,_countof(szTime));
  ……
  }
  假如composition打開,我們就進行合成繪制步驟,先設置好一個內存DC:
  if ( IsCompositionEnabled() )
  {
  //設置一個我們將繪制的內存DC和位圖
  CDC dcMem;
  CBitmap bmp;
  BITMAPINFO dib = {0};
  dcMem.CreateCompatibleDC ( dc );
  接下來,填充BITMAPINFO結構以得到一個32位色深位圖,且與毛玻璃區域的高寬相同。此處需重點留意的是,位圖高度(即BITMAPINFOHEADER的biHeight成員)爲負數,這是因爲通常情況下BMP是按照從下至上的順序存儲在內存中的,但DrawThemeTextEx()需要的位圖順序是從上至下,所以要把高度設爲負數。
  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);
  現在,我們的圖形對象就創建好了,可以開始繪制文本了。
  //設置好DC
  dcMem.SelectBitmap ( bmp );
  dcMem.SelectFont ( m_font );
  //繪制文本
  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,但左上角爲(0,0)
  DrawThemeTextEx ( m_hTheme, dcMem, 0, 0, CT2CW(szTime), -1,
  uFormat, rcText2, &dto );
  DTTOPTS結構控制了文本怎樣被繪制,在標志中我們指明了要繪制"合成文本",並讓文本有一個發光效果。最後,把內存中的位圖貼到屏幕上:
  //將文本繪制到屏幕上。
  BitBlt ( dc, rcText.left, rcText.top, rcText.Width(), rcText.Height(), dcMem, 0, 0, SRCCOPY );
  } // end if (IsCompositionEnabled())
  假如composition未打開,我們用GDI函數繪制文本:
  else
  {
  const UINT uFormat = DT_SINGLELINEDT_CENTERDT_VCENTERDT_NOPREFIX;
  //設置好DC
  dc.SetTextColor ( RGB(255,255,255) );
  dc.SelectFont ( m_font );
  dc.SetBkMode ( TRANSPARENT );
  //繪制文本
  dc.DrawText ( szTime, -1, rcText, uFormat );
  }
  return true; //我們繪制了整個背景
  }
  下面就是"合成文本"的模樣:
  
用C++品嘗Vista美味:界面的毛玻璃效果

  爲演示發光效果,下面是同一背景上的一段文本,但沒有發光效果:
  
用C++品嘗Vista美味:界面的毛玻璃效果

  處理composition相關的通知
  當DWM的composition狀態打開或關閉時,系統會向所有頂層窗口廣播一個WM_DWMCOMPOSITIONCHANGED消息;假如composition爲打開,需要再次調用DwmExtendFrameIntoClientArea()以告之DWM,我們窗口的哪一部分應爲毛玻璃效果:
  LRESULT CMainFrame::OnCompositionChanged(...)
  {
  if ( IsCompositionEnabled() )
  {
  MARGINS mar = {0};
  mar.cyBottomHeight = 100;
  
  
   DwmExtendFrameIntoClientArea ( m_hWnd, &mar );
  }
  return 0;
  }
  在對話框程序中應用毛玻璃效果
  在對話框程序中添加毛玻璃效果的過程,與上面框架窗口的例子非常相似,但需要對代碼作一些稍微的改動。在示例對話框程序中爲頂層窗口添加了毛玻璃效果,下面,相對前一例子作了修改或添加的代碼,將以黑體字標出。
  設置對話框
  如之前一樣,要告之CThemeImpl我們要使用哪個窗口類主題,並調用DwmExtendFrameIntoClientArea()爲窗口邊框添加毛玻璃效果。
  CMainDlg::CMainDlg()
  {
  SetThemeClassList ( L"globals" );
  }
  BOOL CMainDlg::OnInitDialog ( HWND hwndFocus, LPARAM lParam )
  {
  //刪除了向導生成的某些初始化代碼
  //爲頂層窗口添加毛玻璃效果
  if ( IsCompositionEnabled() )
  {
  MARGINS mar = {0};
  mar.cyTopHeight = 150;
  DwmExtendFrameIntoClientArea ( m_hWnd, &mar );
  }
  接下來,構建文本字體。注重,我們需要顯式調用OpenThemeData(),而爲什麽在前面的框架窗口例子中不需要調用呢,因爲CThemeImpl在它的WM_CREATE處理程序中已調用了。反觀對話框取而代之接收WM_INITDIALOG,而CThemeImpl未處理WM_INITDIALOG,所以就需要我們自己調用OpenThemeData()了。另外,在代碼中也把字體設置得更大,只是爲了演示更大字體的發光效果。
  //決定使用哪一種字體
  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 );
  對話框的頂層窗口上有一個大的靜態文本控件,也就是我們要繪制時間的地方。代碼設置了控件的owner-draw風格,因此,我們可把所有的文本繪制代碼都放在OnDrawItem()中:
  //設置靜態文本控件的owner-draw
  m_wndTimeLabel.Attach ( GetDlgItem(IDC_CLOCK) );
  m_wndTimeLabel.ModifyStyle ( SS_TYPEMASK, SS_OWNERDRAW );
  最後,調用EnableThemeDialogTexture()以便對話框背景使用當前主題來繪制。
  //其他初始化代碼
  EnableThemeDialogTexture ( ETDT_ENABLE );
  //設置計時器的時間間隔爲1秒,以在每個秒鍾內都能更新時鍾
  SetTimer ( 1, 1000 );
  return TRUE;
  }
  打開毛玻璃效果
  如前面一樣,我們需要用黑色畫刷來填充毛玻璃區域,以便營造一種透視效果。因爲內置的對話框窗口處理過程會響應WM_ERASEBKGND消息,來處理諸如非矩形或半透明控件,所以,我們需要在OnPaint()而不是OnEraseBkgnd()中做繪圖。
  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));
  }
  }
  繪制文本
  在OnTimer()中,獲取當前時間,並以此設置靜態控件的文本:
  void CMainDlg::OnTimer ( UINT uID, TIMERPROC pProc )
  {
  //獲取當前時間
  TCHAR szTime[64];
  GetTimeFormat ( LOCALE_USER_DEFAULT, 0, NULL, NULL,szTime, _countof(szTime) );
  m_wndTimeLabel.SetWindowText ( szTime )
  }
  SetWindowText()函數會使靜態控件重繪,導致OnDrawItem()函數的調用。OnDrawItem()函數中的代碼與前面框架窗口例子中的類似,在此不再贅述,以下是程序外觀:
  
用C++品嘗Vista美味:界面的毛玻璃效果

  在毛玻璃效果上繪制圖形
  先前已提到,在毛玻璃區域中進行繪圖需要用到可識別alpha的API,如GDI+函數。下面的例子用到GDI+中的Image類在對話框的左上角繪制了一個Logo,如圖示:
  
用C++品嘗Vista美味:界面的毛玻璃效果

  這個Logo是從與exe文件在同一目錄的mylogo.png文件中讀取的,請注重,因爲使用了GDI+繪制Logo,所以Logo四周的透明度已被保留,並且看上去顯示得很正確。
  
  
  
  使整個窗口毛玻璃化
  我們還可以讓整個窗口看上去都像塊毛玻璃,以下有一段簡短代碼,只需把MARGINS結構的第一個成員設爲 -1就行了:
  MARGINS mar = {-1};
  DwmExtendFrameIntoClientArea ( m_hWnd, &mar );
  假如在我們的對話框程序中加入這段代碼,那麽程序最終將看上去像這樣:
  
用C++品嘗Vista美味:界面的毛玻璃效果

  留意觀察,4個按鈕上的文本顔色顯示不正確,並且每個按鈕外圍都有一個不透明的矩形。通常來說,透明性與子窗口不會配合得非常好,假如想要一個全爲毛玻璃效果的對話框,那麽控件部分就需要以一個不透明的背景來繪制,如"Windows Mobility Center"程序:
  
用C++品嘗Vista美味:界面的毛玻璃效果

  結論
  在程序中添加毛玻璃效果可使程序在視覺上顯得非常與衆不同,而且能提供一個比通用控件中狀態欄更好的狀態顯示區域,本文主要是起到一個抛磚引玉的作用,也有助于大家在使用本地C++添加毛玻璃效果時,對DWM API有一個初步的了解。