用C++品尝Vista美味大餐：界面中的毛玻璃效果

 

用C++品尝Vista美味大餐：界面中的毛玻璃效果

 

 

         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（可在http://www.microsoft.com/downloads/details.aspx?FamilyId=13F8E273-F5EA-4B7B-B022-97755838DB94&displaylang=en处下载最新的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“桌面窗口管理（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断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，如果计算机运行于“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。

 

 

         如果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：

 

 

         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，关键只须留意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

 

         如果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);

 

 

 //注意：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周多远的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;

}

 

         但如果运行程序，看不到有任何变化：

 

 

         这是因为毛玻璃效果依赖于窗口的透明度，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：

 

 

         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：

 

 

         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。如果主题被禁用（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添加到继承列表，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：

 

Ø 创建一个用于双缓冲绘制的内存DC。

Ø 创建一个32位色深的DIB，并选入DC。

Ø 用DrawThemeTextEx()把文本绘制在内存中的DIB上。

Ø 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()，如果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));

……

}

 

         如果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_SINGLELINE|DT_CENTER|DT_VCENTER|DT_NOPREFIX;

    CRect  rcText2 = rcText;

    dto.dwFlags = DTT_COMPOSITED|DTT_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())

 

         如果composition未打开，我们用GDI函数绘制文本：

 

 else

    {

 

    const UINT uFormat = DT_SINGLELINE|DT_CENTER|DT_VCENTER|DT_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：

 

 

         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：

 

 

 

         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；如果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轻微的改动。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。注意，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：

 

 

 

         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：

 

 

         这个Logo是从与exe文件在同一目录的mylogo.png文件中读取的，请注意，因为使用了GDI+绘制Logo，所以Logo周围的透明度已被保留，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 );

 

         如果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：

 

 

         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，如果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：

 

 

 

         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。