Winform 控件优化LayeredWindow无锯齿圆角窗体
作者：代码迷途 发布时间：2021-12-07 22:54:17
标签：Window,控件优化,LayeredWindow,无锯齿,圆角窗体
前言
在一般能搜到的所有实现圆角窗体的示例中，都是通过绘制圆角的路径，并创建对应的窗体Region区域实现。
目前所知，重新创建Region的所有方法，产生的Region都是有锯齿的【估计要通过消除锯齿的算法额外处理才可能解决】，也就是说，几乎所有圆角窗体的示例都是有锯齿的，其效果几乎不能看，惨不忍睹。
后面看到Creating Smooth Rounded Corners in WinForm Applications介绍了绘制无锯齿的光滑圆角窗体的实现。了解了下，总体非常不错，因此对其进行借鉴并进行了修改。
根据后续的了解，其实现原理是通过LayeredWindow进行绘制（CreateParams样式要添加CreateParams.ExStyle |= 0x00080000），而其理论上，可以在Layered Window上绘制更复杂的(任意形状)图形，并且没有闪烁、边界锯齿的问题。
关于Layered Windows（分层窗体）
Layered Windows：使用一个分层窗口可以显著提高复杂形状、动画特效、透明通道混合效果等类型的窗体的性能和视觉效果。
系统自动构造和绘制分层的窗口以及基础应用的窗体，分层窗体光滑流畅的渲染、没有复杂窗体区域的典型闪烁，同时支持半透明。
在窗体创建后通过调用CreateWindowEx或SetWindowLong函数指定WS_EX_LAYERED额外窗口样式，然后通过调用 SetLayeredWindowAttributes 或 UpdateLayeredWindow 使分层窗口可见。
几个关于LayeredWindow的资料：
用UpdateLayeredWindow实现任意异形窗口
UpdateLayeredWindowIndirect function
这就是引用的stackoverflow中无锯齿圆角窗体的实现的基本原理。
关于同样的实现使用Layered Windows与使用透明窗体的区别
不使用Layered Windows时，如果在设置窗体Form透明的情况下，在OnPaint中绘制，无论执行或不执行SetBitmap()设置透明通道，在圆角边缘处都会有白边出现。
// 设置窗体透明
this.BackColor = Color.Empty;
this.TransparencyKey = BackColor;
注意：继承窗体，在设计器中
Control.DrawToBitmap()将控件绘制到Bitmap
启用分层窗体后，原本的窗体将会隐藏，因此需要在Layered Windows上进行新形状(如圆角)窗体的绘制，才会显示看到，结合透明混合通道的处理，实现正确显示绘制的图形窗体和无锯齿的效果。
显示绘制的分层窗体后，会同样覆盖原窗体上控件，导致只有一个窗体，不会显示内部的控件。
因此，除了绘制分层窗体图形，还需要将原窗体的控件绘制上去。
Control的DrawToBitmap方法：Control.DrawToBitmap(bitmap, Rectangle targetBounds)，用于将控件的targetBounds范围绘制到bitmap，通常指定控件的ClientRectangle，将控件整体绘制到bitmap。
然后，绘图对象将控件的bitmap绘制到图像的指定位置（对应于原空间位置）。
ctrl.DrawToBitmap(bmp, ctrl.ClientRectangle);
graphics.DrawImage(bmp, ctrl.Location);
这样可以实现控件绘制到图像上，其显示的渲染效果和使用，与正常控件没有任何区别。
注意在OnPaint方法中，对背景色进行与分层窗体相同的绘制。
最终效果
下面是稍微修改后，通过继承窗体，在设计器和生成结果中，不同的显示效果
public class RoundedFormTest : RoundedForm
{
// 其他相关代码
}
几个小问题
StartPosition设置窗体初始位置设置无效
不知为何，设置窗体初始位置无效StartPosition，具体原因未知。
比如，直接使用StartPosition = FormStartPosition.CenterScreen并不能设置窗体居中
public RoundedForm()
{
this.FormBorderStyle = FormBorderStyle.None;
// 居中无效
//StartPosition = FormStartPosition.CenterScreen;
}
构造函数中设置Location位置无效
Location位置的设置应该放在窗体的Load事件方法中，提前设置并无效果。
public RoundedForm()
{
this.FormBorderStyle = FormBorderStyle.None;
// 构造函数中设置Location无效
// StartPosition = FormStartPosition.Manual;
// Location = new Point(200, 200);
// 无效
//Left = 200;
//Top = 200;
}
继承窗体RoundedFormTest的Load事件处理程序：
private void RoundedFormTest_Load(object sender, EventArgs e)
{
// 有效
Location = new Point(300, 300);
}
在设计器中，右键窗体无法显示菜单
这也是一个很奇怪的问题，原因不知。只能右键窗体以外的部分来显示菜单，查看属性或代码等。
代码实现
修改部分
添加了设置背景颜色的属性、背景渐变方向的属性、是否可以调整窗体大小的属性
[Category("高级"), DefaultValue(true), Description("窗体是否固定大小，为true时，无法拖动边角调整窗体大小，默认true")]
public bool FixedSize { get; set; } = true;
[Category("高级"), DefaultValue(typeof(Color), "DarkSlateBlue"), Description("渐变背景开始的颜色，如果BgStartColor和BgEndColor颜色一样，则无渐变")]
public Color BgStartColor
{
get => bgStartColor; set
{
bgStartColor = value;
Validate();
}
}
[Category("高级"), DefaultValue(typeof(Color), "MediumPurple"), Description("渐变背景结束的颜色，如果BgStartColor和BgEndColor颜色一样，则无渐变")]
public Color BgEndColor
{
get => bgEndColor; set
{
bgEndColor = value;
Validate();
}
}
[Category("高级"), DefaultValue(0f), Description("背景颜色的渐变方向，默认0度，水平方向渐变")]
public float LinearGradient
{
get => linearGradient; set
{
linearGradient = value;
Validate();
}
}
去除了原本通过计时器定时执行Layered Windows绘制的实现，改为在OnResize、OnShown方法中绘制
原本的代码在Load加载后，通过定时器定时执行Layered Windows的绘制，感觉这样实现太费性能，且不高效。改为将其绘制放在需要绘制的OnResize、OnShown方法中。
添加拖动窗体、创拽调整窗体大小的代码
正常的窗体都应该支持拖动窗体，拖拽调整窗体大小、标题栏等基本功能，此处只添加之前介绍过的拖动和拖拽。其他可根据需要再行修改。
添加
RoundRadius属性，圆角半径可以根据需要指定和修改。默认圆角大小为35。
[CategoryAttribute("高级"), DefaultValue(35), Description("圆角半径的大小")]
public int RoundRadius
{
set
{
roundRadius = value;
this.Invalidate();
}
get
{
return roundRadius;
}
}
全部代码
全部的代码200多行，可根据需要进行精简。
public class RoundedForm : Form
{
private Color bgStartColor = Color.DarkSlateBlue;
private Color bgEndColor = Color.MediumPurple;
private float linearGradient;
private int roundRadius;//圆角半径
// 上面文章列出的属性代码，此处不再重复
public RoundedForm()
{
this.FormBorderStyle = FormBorderStyle.None;
roundRadius = 35;
}
// OnResize、OnShown后绘制Layered Windows
protected override void OnResize(EventArgs e)
{
DrawRoundForm();
base.OnResize(e);
}
protected override void OnShown(EventArgs e)
{
DrawRoundForm();
base.OnShown(e);
}
private void DrawRoundForm()
{
if (DesignMode) return;
if (ClientRectangle.Width == 0 || ClientRectangle.Height == 0)
{
return;
}
using (Bitmap backImage = new Bitmap(this.Width, this.Height))
{
using (Graphics graphics = Graphics.FromImage(backImage))
{
Rectangle gradientRectangle = ClientRectangle;
using (Brush b = new LinearGradientBrush(gradientRectangle, BgStartColor, BgEndColor, LinearGradient))
{
graphics.FillRoundRectangle(gradientRectangle, b, 35);
foreach (Control ctrl in this.Controls)
{
using (Bitmap bmp = new Bitmap(ctrl.Width, ctrl.Height, PixelFormat.Format32bppArgb))
{
ctrl.DrawToBitmap(bmp, ctrl.ClientRectangle); // 结合OnPaint中的绘制，能完美实现ctrl圆角的边角透明底层，原因（猜测可能是）Bitmap没有指定颜色，控件之外的部分透明
graphics.DrawImage(bmp, ctrl.Location);
}
}
PerPixelAlphaBlend.SetBitmap(backImage, Left, Top, Handle);//不执行将无法显示窗体
}
}
}
}
protected override void OnPaint(PaintEventArgs e)
{
base.OnPaint(e);
if (ClientRectangle.Width == 0 || ClientRectangle.Height == 0)
{
return;
}
using (Graphics graphics = e.Graphics)
{
//Rectangle gradientRectangle = new Rectangle(0, 0, this.Width - 1, this.Height - 1);
Rectangle gradientRectangle = ClientRectangle;
using (Brush b = new LinearGradientBrush(gradientRectangle, BgStartColor, BgEndColor, LinearGradient))
{
graphics.FillRoundRectangle(gradientRectangle, b, 35);
};
}
}
protected override CreateParams CreateParams
{
get
{
CreateParams cp = base.CreateParams;
if (!DesignMode)
cp.ExStyle |= 0x00080000; // Form 添加 WS_EX_LAYERED 扩展样式
return cp;
}
}
// 通过重写 WndProc 实现拖拽调整窗体大小、拖拽移动窗体
const int HTLEFT = 10;
const int HTRIGHT = 11;
const int HTTOP = 12;
const int HTTOPLEFT = 13;
const int HTTOPRIGHT = 14;
const int HTBOTTOM = 15;
const int HTBOTTOMLEFT = 0x10;
const int HTBOTTOMRIGHT = 17;
protected override void WndProc(ref Message m)
{
base.WndProc(ref m);
if (m.Msg == 0x84)
{
if (!FixedSize)
{
// 拖拽调整窗体大小
Point vPoint = new Point((int)m.LParam & 0xFFFF, (int)m.LParam >> 16 & 0xFFFF);
vPoint = PointToClient(vPoint);
if (vPoint.X <= 5)
if (vPoint.Y <= 5)
m.Result = (IntPtr)HTTOPLEFT;
else if (vPoint.Y >= ClientSize.Height - 5)
m.Result = (IntPtr)HTBOTTOMLEFT;
else m.Result = (IntPtr)HTLEFT;
else if (vPoint.X >= ClientSize.Width - 5)
if (vPoint.Y <= 5)
m.Result = (IntPtr)HTTOPRIGHT;
else if (vPoint.Y >= ClientSize.Height - 5)
m.Result = (IntPtr)HTBOTTOMRIGHT;
else m.Result = (IntPtr)HTRIGHT;
else if (vPoint.Y <= 5)
m.Result = (IntPtr)HTTOP;
else if (vPoint.Y >= ClientSize.Height - 5)
m.Result = (IntPtr)HTBOTTOM;
}
// 鼠标左键按下实现拖动窗口功能
if (m.Result.ToInt32() == 1)
{
m.Result = new IntPtr(2);
}
}
}
}
public static class PerPixelAlphaBlend
{
public static void SetBitmap(Bitmap bitmap, int left, int top, IntPtr handle)
{
SetBitmap(bitmap, 255, left, top, handle);
}
public static void SetBitmap(Bitmap bitmap, byte opacity, int left, int top, IntPtr handle)
{
if (bitmap.PixelFormat != PixelFormat.Format32bppArgb)
throw new ApplicationException("The bitmap must be 32ppp with alpha-channel.");
IntPtr screenDc = Win32.GetDC(IntPtr.Zero);
IntPtr memDc = Win32.CreateCompatibleDC(screenDc);
IntPtr hBitmap = IntPtr.Zero;
IntPtr oldBitmap = IntPtr.Zero;
try
{
hBitmap = bitmap.GetHbitmap(Color.FromArgb(0));
oldBitmap = Win32.SelectObject(memDc, hBitmap);
Win32.Size size = new Win32.Size(bitmap.Width, bitmap.Height);
Win32.Point pointSource = new Win32.Point(0, 0);
Win32.Point topPos = new Win32.Point(left, top);
Win32.BLENDFUNCTION blend = new Win32.BLENDFUNCTION();
blend.BlendOp = Win32.AC_SRC_OVER;
blend.BlendFlags = 0;
blend.SourceConstantAlpha = opacity;
blend.AlphaFormat = Win32.AC_SRC_ALPHA;
Win32.UpdateLayeredWindow(handle, screenDc, ref topPos, ref size, memDc, ref pointSource, 0, ref blend, Win32.ULW_ALPHA);
}
finally
{
Win32.ReleaseDC(IntPtr.Zero, screenDc);
if (hBitmap != IntPtr.Zero)
{
Win32.SelectObject(memDc, oldBitmap);
Win32.DeleteObject(hBitmap);
}
Win32.DeleteDC(memDc);
}
}
}
internal class Win32
{
public enum Bool
{
False = 0,
True
};
[StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
public struct Point
{
public Int32 x;
public Int32 y;
public Point(Int32 x, Int32 y) { this.x = x; this.y = y; }
}
[StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
public struct Size
{
public Int32 cx;
public Int32 cy;
public Size(Int32 cx, Int32 cy) { this.cx = cx; this.cy = cy; }
}
[StructLayout(LayoutKind.Sequential, Pack = 1)]
struct ARGB
{
public byte Blue;
public byte Green;
public byte Red;
public byte Alpha;
}
[StructLayout(LayoutKind.Sequential, Pack = 1)]
public struct BLENDFUNCTION
{
public byte BlendOp;
public byte BlendFlags;
public byte SourceConstantAlpha;
public byte AlphaFormat;
}
public const Int32 ULW_COLORKEY = 0x00000001;
public const Int32 ULW_ALPHA = 0x00000002;
public const Int32 ULW_OPAQUE = 0x00000004;
public const byte AC_SRC_OVER = 0x00;
public const byte AC_SRC_ALPHA = 0x01;
[DllImport("user32.dll", ExactSpelling = true, SetLastError = true)]
public static extern Bool UpdateLayeredWindow(IntPtr hwnd, IntPtr hdcDst, ref Point pptDst, ref Size psize, IntPtr hdcSrc, ref Point pprSrc, Int32 crKey, ref BLENDFUNCTION pblend, Int32 dwFlags);
[DllImport("user32.dll", ExactSpelling = true, SetLastError = true)]
public static extern IntPtr GetDC(IntPtr hWnd);
[DllImport("user32.dll", ExactSpelling = true)]
public static extern int ReleaseDC(IntPtr hWnd, IntPtr hDC);
[DllImport("gdi32.dll", ExactSpelling = true, SetLastError = true)]
public static extern IntPtr CreateCompatibleDC(IntPtr hDC);
[DllImport("gdi32.dll", ExactSpelling = true, SetLastError = true)]
public static extern Bool DeleteDC(IntPtr hdc);
[DllImport("gdi32.dll", ExactSpelling = true)]
public static extern IntPtr SelectObject(IntPtr hDC, IntPtr hObject);
[DllImport("gdi32.dll", ExactSpelling = true, SetLastError = true)]
public static extern Bool DeleteObject(IntPtr hObject);
}
来源：https://juejin.cn/post/7138060957980295175
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