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使用 SetWindowCompositionAttribute 来控制程序的窗口边框和背景(可以做 Acrylic 亚克力效果、模糊效果、主题色效果等) #16

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suhao opened this issue Aug 10, 2022 · 0 comments

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@suhao
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suhao commented Aug 10, 2022

Windows 系统中有一个没什么文档的 API,SetWindowCompositionAttribute,可以允许应用的开发者将自己窗口中的内容渲染与窗口进行组合。这可以实现很多系统中预设的窗口特效,比如 Windows 7 的毛玻璃特效,Windows 8/10 的前景色特效,Windows 10 的模糊特效,以及 Windows 10 1709 的亚克力(Acrylic)特效。而且这些组合都发生在 dwm 进程中,不会额外占用应用程序的渲染性能。

本文介绍 SetWindowCompositionAttribute 可以实现的所有效果。你可以通过阅读本文了解到与系统窗口可以组合渲染到哪些程度。

试验用的源代码

本文将创建一个简单的 WPF 程序来验证 SetWindowCompositionAttribute 能达到的各种效果。你也可以不使用 WPF,得到类似的效果。

简单的项目文件结构是这样的:

[项目] Walterlv.WindowComposition
App.xaml
App.xaml.cs
MainWindow.xaml
MainWindow.xaml.cs
WindowAccentCompositor
其中,App.xaml 和 App.xaml.cs 保持默认生成的不动。

为了验证此 API 的效果,我需要将 WPF 主窗口的背景色设置为纯透明或者 null,而设置 ControlTemplate 才能彻彻底底确保所有的样式一定是受我们自己控制的,我们在 ControlTemplate 中没有指定任何可以显示的内容。MainWindow.xaml 的全部代码如下:

<Window x:Class="Walterlv.WindowComposition.MainWindow"
        xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"
        xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml"
        Title="欢迎访问吕毅的博客:blog.walterlv.com" Height="450" Width="800">
    <Window.Template>
        <ControlTemplate TargetType="Window">
            <AdornerDecorator>
                <ContentPresenter />
            </AdornerDecorator>
        </ControlTemplate>
    </Window.Template>
    <!-- 我们注释掉 WindowChrome,是因为即将验证 WindowChrome 带来的影响。 -->
    <!--<WindowChrome.WindowChrome>
        <WindowChrome GlassFrameThickness="-1" />
    </WindowChrome.WindowChrome>-->
    <Grid>
    </Grid>
</Window>

而 MainWindow.xaml.cs 中,我们简单调用一下我们即将写的调用 SetWindowCompositionAttribute 的类型。

using System.Windows;
using System.Windows.Media;
using Walterlv.Windows.Effects;

namespace Walterlv.WindowComposition
{
    public partial class MainWindow : Window
    {
        public MainWindow()
        {
            InitializeComponent();
            var compositor = new WindowAccentCompositor(this);
            compositor.Composite(Color.FromRgb(0x18, 0xa0, 0x5e));
        }
    }
}

还剩下一个 WindowAccentCompositor.cs 文件,因为比较长放到博客里影响阅读,所以建议前往这里查看:Walterlv.Packages/WindowAccentCompositor.cs at master · walterlv/Walterlv.Packages

而其中对我们最终渲染效果有影响的就是 AccentPolicy 类型的几个属性。其中 AccentState 属性是下面这个枚举,而 GradientColor 将决定窗口渲染时叠加的颜色。

private enum AccentState
{
    ACCENT_DISABLED = 0,
    ACCENT_ENABLE_GRADIENT = 1,
    ACCENT_ENABLE_TRANSPARENTGRADIENT = 2,
    ACCENT_ENABLE_BLURBEHIND = 3,
    ACCENT_ENABLE_ACRYLICBLURBEHIND = 4,
    ACCENT_INVALID_STATE = 5,
}

影响因素

经过试验,对最终显示效果有影响的有这些:

  • 选择的 AccentState 枚举值
  • 使用的 GradientColor 叠加色
  • 是否使用 WindowChrome 让客户区覆盖非客户区
  • 目标操作系统(Windows 7/8/8.1/10)

使用 WindowChrome,你可以用你自己的 UI 覆盖掉系统的 UI 窗口样式。关于 WindowChrome 让客户区覆盖非客户区的知识,可以阅读:

[WPF 自定义控件] Window(窗体)的 UI 元素及行为 - dino.c - 博客园

需要注意的是,WindowChrome 的 GlassFrameThickness 属性可以设置窗口边框的粗细,设置为 0 将导致窗口没有阴影,设置为负数将使得整个窗口都是边框。

排列组合

AccentState=ACCENT_DISABLED
使用 ACCENT_DISABLED 时,GradientColor 叠加色没有任何影响,唯一影响渲染的是 WindowChrome 和操作系统。

总结

由于 Windows 7 上所有的值都是同样的效果,所以下表仅适用于 Windows 10。

image

在以上的特效之下,WindowChrome 可以让客户区覆盖非客户区,或者让整个窗口都获得特效,而不只是标题栏。

附源代码

请参见 GitHub 地址以获得最新代码。如果不方便访问,那么就看下面的吧。

Walterlv.Packages/WindowAccentCompositor.cs at master · walterlv/Walterlv.Packages

using System;
using System.Runtime.InteropServices;
using System.Windows;
using System.Windows.Interop;
using System.Windows.Media;

namespace Walterlv.Windows.Effects
{
    /// <summary>
    /// 为窗口提供模糊特效。
    /// </summary>
    public class WindowAccentCompositor
    {
        private readonly Window _window;

        /// <summary>
        /// 创建 <see cref="WindowAccentCompositor"/> 的一个新实例。
        /// </summary>
        /// <param name="window">要创建模糊特效的窗口实例。</param>
        public WindowAccentCompositor(Window window) => _window = window ?? throw new ArgumentNullException(nameof(window));

        public void Composite(Color color)
        {
            Window window = _window;
            var handle = new WindowInteropHelper(window).EnsureHandle();

            var gradientColor =
                // 组装红色分量。
                color.R << 0 |
                // 组装绿色分量。
                color.G << 8 |
                // 组装蓝色分量。
                color.B << 16 |
                // 组装透明分量。
                color.A << 24;

            Composite(handle, gradientColor);
        }

        private void Composite(IntPtr handle, int color)
        {
            // 创建 AccentPolicy 对象。
            var accent = new AccentPolicy
            {
                AccentState = AccentState.ACCENT_ENABLE_ACRYLICBLURBEHIND,
                GradientColor = 0,
            };

            // 将托管结构转换为非托管对象。
            var accentPolicySize = Marshal.SizeOf(accent);
            var accentPtr = Marshal.AllocHGlobal(accentPolicySize);
            Marshal.StructureToPtr(accent, accentPtr, false);

            // 设置窗口组合特性。
            try
            {
                // 设置模糊特效。
                var data = new WindowCompositionAttributeData
                {
                    Attribute = WindowCompositionAttribute.WCA_ACCENT_POLICY,
                    SizeOfData = accentPolicySize,
                    Data = accentPtr,
                };
                SetWindowCompositionAttribute(handle, ref data);
            }
            finally
            {
                // 释放非托管对象。
                Marshal.FreeHGlobal(accentPtr);
            }
        }

        [DllImport("user32.dll")]
        private static extern int SetWindowCompositionAttribute(IntPtr hwnd, ref WindowCompositionAttributeData data);

        private enum AccentState
        {
            ACCENT_DISABLED = 0,
            ACCENT_ENABLE_GRADIENT = 1,
            ACCENT_ENABLE_TRANSPARENTGRADIENT = 2,
            ACCENT_ENABLE_BLURBEHIND = 3,
            ACCENT_ENABLE_ACRYLICBLURBEHIND = 4,
            ACCENT_INVALID_STATE = 5,
        }

        [StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
        private struct AccentPolicy
        {
            public AccentState AccentState;
            public int AccentFlags;
            public int GradientColor;
            public int AnimationId;
        }

        [StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
        private struct WindowCompositionAttributeData
        {
            public WindowCompositionAttribute Attribute;
            public IntPtr Data;
            public int SizeOfData;
        }

        private enum WindowCompositionAttribute
        {
            // 省略其他未使用的字段
            WCA_ACCENT_POLICY = 19,
            // 省略其他未使用的字段
        }
    }
}
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