基于LayeredWindow的异形窗体局部刷新

魏振钢　张恩伟

摘 要：通过对现存界面库的分析，解释当前异形窗体的创建与刷新的难点，及刷新时CPU占用率高的问题，通过对updateLayeredwindow接口的深度剖析，阐述了利用双界面合成的方法来模拟局部刷新。采用先对局部窗体重绘，然后与原界面合成的方法，大量减小了刷新时的重绘量，从而大幅度减轻了CPU的占用率。

关键词：界面 异形窗体updateLayeredwindow 局部刷新

中图分类号：TP3011.11 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2014）02-0001-02

一、引言

随着计算机的发展，当今用户对应用软件不再仅仅满足于功能的完善，而且对用户界面友好性、美观性要求越来越高。所以，以往的桌面应用程序开发并不能满足这些界面开发要求，这就致使越来越多的界面库的涌现，而现今的界面库大都基于DirectUI的设计思想[1]，但由于原有窗体是规则的，所以根本无法实现异形窗体。随着微软分层窗体的设计思想及UpdateLayeredWindow函数的出现，异形窗体的实现才真正成为可能。但由于UpdateLayeredWindow本身的特性导致每次都必须全部重绘整个程序界面，所以即便是一个像素的改变，都将导致整个窗体的刷新，这对于CPU的占用是非常巨大的，尤其在大型软件中，这将是灾难性的。

本文在解析分层窗体和UpdateLayeredWindow的基础上，利用双界面合成的方法模拟实现异形界面的局部刷新，彻底解决了异形窗体的刷新问题，为DirectUI实现异形窗体扫除了一大障碍，为界面库的研究提供了新方法，新思路。

二、异形窗体与局部刷新技术

1.异形窗体简介

1.1分层窗体简介

在创建窗体时，拥有扩展属性WS_EX_LAYERED的窗体就是分层窗体了。通过分层窗体，我们可以实现异形、具有alpha值的窗体，另外还能为窗体实现动作，解决了以往的纯静态窗体的现实。对于分层窗体的绘图机制，可以有两种选择，其一是采用以往的WM_PAINT消息响应机制及局部刷新技术，但这种方法无法实现异形窗体。其二就是使用UpdateLayeredWindow函数，将绘图工作由系统托管，用户只需告诉系统需要绘制哪些图像；

1.2 UpdateLayeredWindow函数简介及现存问题

UpdateLayeredWindow函数是WIN32 API里功能非常强大的一个函数。通过在内存DC上作画，然后把该DC传递给UpdateLayeredWindow，系统就会托管后面的图像储存、压缩、渲染等工作，并且所有的绘图工作都由UpdateLayeredWindow来执行，也就是说你在内存DC上画了什么，就会显示出来什么[2]。

UpdateLayeredWindow改变了以往窗体绘制方式，由于每次绘图都要由UpdateLayeredWindow来操作，所以每次我们都要画出当前的整个应用程序界面，这就导致每次都要重新绘制整个窗体。这样就引起了我们引言中讲到的CPU占用高的问题。正是由于这个问题，当今的所有开源界面库全部都没有基于UpdateLayeredWindow来实现界面，当然也就无法实现异形，所以对于异形窗体，如何实现局部刷新是必须要解决的。

2.双界面合成方法模拟实现局部刷新

通过上节的讲解，全部刷新是由于UpdateLayeredWindow自身实现的问题，所以我们无法更改，所以我们只有采用模拟的方法来实现局部刷新。

如图一所示，原界面上有三个按钮控件，均为椭圆状，虚线框表示每个控件的大小，实际并不存在，这里要实现的效果是，当用户点击第一个控件时，将其改变成另一样式（菱形），双界面合成方法实现局部刷新的过程如下：

2.1首先，保存原界面；（步骤一）

众所周知，在WINDOWS程序中，绘图DC是与画布相关联的，只要我们的画布不销毁，界面就不会改变。所以，我们先保存上次的画布，为合成最新的画布做准备。

2.2创建一个临时画布，并在其上画出当前最新的控件样式及其背景；（步骤二）

2.4将最新绘制的控件及其背景根据更新区域大小进行裁剪；（步骤四）

2.5将裁剪后的图像与原图像抠图进行合成，形成最终的软件界面；（步骤五）

2.6将最终的软件界面传递给UpdateLayeredWindow显示出来即可；

三、结论

通过研究分层窗体，实现了局部刷新技术，解决了当前所有的界面库都无法创建异形的问题，另外在此基础上，在绘图时，可以使用GDI+绘画技术，而不会出现穿透性问题，同时解决了GDI+与异形窗体的融合性问题。当然对于界面库而言，兴起时间也不长，对于异形窗体的实现更是具有难度的，我相信对于异形窗体的研究会出现更多的成果，就要靠大家在实践中慢慢摸索了。

参考文献

[1]BjarkeViksoe.UI： Become windowless.[20011-9-16] .http：//www.viksoe.dk/code/windowless1.htm

[2] VadimGorokhovsky， Lou Amadio .MSDN—LayeredWindow.[2010-7] http：//msdn.microsoft.com/en-us/library/ms997507.aspx

摘 要：通过对现存界面库的分析，解释当前异形窗体的创建与刷新的难点，及刷新时CPU占用率高的问题，通过对updateLayeredwindow接口的深度剖析，阐述了利用双界面合成的方法来模拟局部刷新。采用先对局部窗体重绘，然后与原界面合成的方法，大量减小了刷新时的重绘量，从而大幅度减轻了CPU的占用率。

关键词：界面 异形窗体updateLayeredwindow 局部刷新

中图分类号：TP3011.11 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2014）02-0001-02

一、引言

随着计算机的发展，当今用户对应用软件不再仅仅满足于功能的完善，而且对用户界面友好性、美观性要求越来越高。所以，以往的桌面应用程序开发并不能满足这些界面开发要求，这就致使越来越多的界面库的涌现，而现今的界面库大都基于DirectUI的设计思想[1]，但由于原有窗体是规则的，所以根本无法实现异形窗体。随着微软分层窗体的设计思想及UpdateLayeredWindow函数的出现，异形窗体的实现才真正成为可能。但由于UpdateLayeredWindow本身的特性导致每次都必须全部重绘整个程序界面，所以即便是一个像素的改变，都将导致整个窗体的刷新，这对于CPU的占用是非常巨大的，尤其在大型软件中，这将是灾难性的。

本文在解析分层窗体和UpdateLayeredWindow的基础上，利用双界面合成的方法模拟实现异形界面的局部刷新，彻底解决了异形窗体的刷新问题，为DirectUI实现异形窗体扫除了一大障碍，为界面库的研究提供了新方法，新思路。

二、异形窗体与局部刷新技术

1.异形窗体简介

1.1分层窗体简介

在创建窗体时，拥有扩展属性WS_EX_LAYERED的窗体就是分层窗体了。通过分层窗体，我们可以实现异形、具有alpha值的窗体，另外还能为窗体实现动作，解决了以往的纯静态窗体的现实。对于分层窗体的绘图机制，可以有两种选择，其一是采用以往的WM_PAINT消息响应机制及局部刷新技术，但这种方法无法实现异形窗体。其二就是使用UpdateLayeredWindow函数，将绘图工作由系统托管，用户只需告诉系统需要绘制哪些图像；

1.2 UpdateLayeredWindow函数简介及现存问题

UpdateLayeredWindow函数是WIN32 API里功能非常强大的一个函数。通过在内存DC上作画，然后把该DC传递给UpdateLayeredWindow，系统就会托管后面的图像储存、压缩、渲染等工作，并且所有的绘图工作都由UpdateLayeredWindow来执行，也就是说你在内存DC上画了什么，就会显示出来什么[2]。

UpdateLayeredWindow改变了以往窗体绘制方式，由于每次绘图都要由UpdateLayeredWindow来操作，所以每次我们都要画出当前的整个应用程序界面，这就导致每次都要重新绘制整个窗体。这样就引起了我们引言中讲到的CPU占用高的问题。正是由于这个问题，当今的所有开源界面库全部都没有基于UpdateLayeredWindow来实现界面，当然也就无法实现异形，所以对于异形窗体，如何实现局部刷新是必须要解决的。

2.双界面合成方法模拟实现局部刷新

通过上节的讲解，全部刷新是由于UpdateLayeredWindow自身实现的问题，所以我们无法更改，所以我们只有采用模拟的方法来实现局部刷新。

如图一所示，原界面上有三个按钮控件，均为椭圆状，虚线框表示每个控件的大小，实际并不存在，这里要实现的效果是，当用户点击第一个控件时，将其改变成另一样式（菱形），双界面合成方法实现局部刷新的过程如下：

2.1首先，保存原界面；（步骤一）

众所周知，在WINDOWS程序中，绘图DC是与画布相关联的，只要我们的画布不销毁，界面就不会改变。所以，我们先保存上次的画布，为合成最新的画布做准备。

2.2创建一个临时画布，并在其上画出当前最新的控件样式及其背景；（步骤二）

2.4将最新绘制的控件及其背景根据更新区域大小进行裁剪；（步骤四）

2.5将裁剪后的图像与原图像抠图进行合成，形成最终的软件界面；（步骤五）

2.6将最终的软件界面传递给UpdateLayeredWindow显示出来即可；

三、结论

通过研究分层窗体，实现了局部刷新技术，解决了当前所有的界面库都无法创建异形的问题，另外在此基础上，在绘图时，可以使用GDI+绘画技术，而不会出现穿透性问题，同时解决了GDI+与异形窗体的融合性问题。当然对于界面库而言，兴起时间也不长，对于异形窗体的实现更是具有难度的，我相信对于异形窗体的研究会出现更多的成果，就要靠大家在实践中慢慢摸索了。

参考文献

[1]BjarkeViksoe.UI： Become windowless.[20011-9-16] .http：//www.viksoe.dk/code/windowless1.htm

[2] VadimGorokhovsky， Lou Amadio .MSDN—LayeredWindow.[2010-7] http：//msdn.microsoft.com/en-us/library/ms997507.aspx

摘 要：通过对现存界面库的分析，解释当前异形窗体的创建与刷新的难点，及刷新时CPU占用率高的问题，通过对updateLayeredwindow接口的深度剖析，阐述了利用双界面合成的方法来模拟局部刷新。采用先对局部窗体重绘，然后与原界面合成的方法，大量减小了刷新时的重绘量，从而大幅度减轻了CPU的占用率。

关键词：界面 异形窗体updateLayeredwindow 局部刷新

中图分类号：TP3011.11 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2014）02-0001-02

一、引言

随着计算机的发展，当今用户对应用软件不再仅仅满足于功能的完善，而且对用户界面友好性、美观性要求越来越高。所以，以往的桌面应用程序开发并不能满足这些界面开发要求，这就致使越来越多的界面库的涌现，而现今的界面库大都基于DirectUI的设计思想[1]，但由于原有窗体是规则的，所以根本无法实现异形窗体。随着微软分层窗体的设计思想及UpdateLayeredWindow函数的出现，异形窗体的实现才真正成为可能。但由于UpdateLayeredWindow本身的特性导致每次都必须全部重绘整个程序界面，所以即便是一个像素的改变，都将导致整个窗体的刷新，这对于CPU的占用是非常巨大的，尤其在大型软件中，这将是灾难性的。

本文在解析分层窗体和UpdateLayeredWindow的基础上，利用双界面合成的方法模拟实现异形界面的局部刷新，彻底解决了异形窗体的刷新问题，为DirectUI实现异形窗体扫除了一大障碍，为界面库的研究提供了新方法，新思路。

二、异形窗体与局部刷新技术

1.异形窗体简介

1.1分层窗体简介

在创建窗体时，拥有扩展属性WS_EX_LAYERED的窗体就是分层窗体了。通过分层窗体，我们可以实现异形、具有alpha值的窗体，另外还能为窗体实现动作，解决了以往的纯静态窗体的现实。对于分层窗体的绘图机制，可以有两种选择，其一是采用以往的WM_PAINT消息响应机制及局部刷新技术，但这种方法无法实现异形窗体。其二就是使用UpdateLayeredWindow函数，将绘图工作由系统托管，用户只需告诉系统需要绘制哪些图像；

1.2 UpdateLayeredWindow函数简介及现存问题

UpdateLayeredWindow函数是WIN32 API里功能非常强大的一个函数。通过在内存DC上作画，然后把该DC传递给UpdateLayeredWindow，系统就会托管后面的图像储存、压缩、渲染等工作，并且所有的绘图工作都由UpdateLayeredWindow来执行，也就是说你在内存DC上画了什么，就会显示出来什么[2]。

UpdateLayeredWindow改变了以往窗体绘制方式，由于每次绘图都要由UpdateLayeredWindow来操作，所以每次我们都要画出当前的整个应用程序界面，这就导致每次都要重新绘制整个窗体。这样就引起了我们引言中讲到的CPU占用高的问题。正是由于这个问题，当今的所有开源界面库全部都没有基于UpdateLayeredWindow来实现界面，当然也就无法实现异形，所以对于异形窗体，如何实现局部刷新是必须要解决的。

2.双界面合成方法模拟实现局部刷新

通过上节的讲解，全部刷新是由于UpdateLayeredWindow自身实现的问题，所以我们无法更改，所以我们只有采用模拟的方法来实现局部刷新。

如图一所示，原界面上有三个按钮控件，均为椭圆状，虚线框表示每个控件的大小，实际并不存在，这里要实现的效果是，当用户点击第一个控件时，将其改变成另一样式（菱形），双界面合成方法实现局部刷新的过程如下：

2.1首先，保存原界面；（步骤一）

众所周知，在WINDOWS程序中，绘图DC是与画布相关联的，只要我们的画布不销毁，界面就不会改变。所以，我们先保存上次的画布，为合成最新的画布做准备。

2.2创建一个临时画布，并在其上画出当前最新的控件样式及其背景；（步骤二）

2.4将最新绘制的控件及其背景根据更新区域大小进行裁剪；（步骤四）

2.5将裁剪后的图像与原图像抠图进行合成，形成最终的软件界面；（步骤五）

2.6将最终的软件界面传递给UpdateLayeredWindow显示出来即可；

三、结论

通过研究分层窗体，实现了局部刷新技术，解决了当前所有的界面库都无法创建异形的问题，另外在此基础上，在绘图时，可以使用GDI+绘画技术，而不会出现穿透性问题，同时解决了GDI+与异形窗体的融合性问题。当然对于界面库而言，兴起时间也不长，对于异形窗体的实现更是具有难度的，我相信对于异形窗体的研究会出现更多的成果，就要靠大家在实践中慢慢摸索了。

参考文献

[1]BjarkeViksoe.UI： Become windowless.[20011-9-16] .http：//www.viksoe.dk/code/windowless1.htm

[2] VadimGorokhovsky， Lou Amadio .MSDN—LayeredWindow.[2010-7] http：//msdn.microsoft.com/en-us/library/ms997507.aspx