为框架窗口添加阴影

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引言

在即将推出的 Windows Vista 中，每个框架窗口默认都有一个炫酷的阴影。微软最近发布的 Windows Live Messenger，其中有一个选项可以使它的框架窗口带有阴影。这强烈表明，在 Windows Vista 以外的操作系统上，有一种方法可以为应用程序窗口添加阴影。在本文中，我们将尝试用一种类似于 WLM 的方法来实现这一点。

背景

当我遇到这个问题时，我首先想到的是在网上搜索，看看是否有人已经做过。不幸的是，我找到的几乎所有内容——其中一些也在 CodeProject 上——都是关于如何为子窗口（如控件）添加阴影的。主要思想是在父窗口上绘制阴影。然而，关键在于，如果你想为一个最顶层窗口添加阴影，阴影应该绘制在不属于你的应用程序的区域。绘制在其他应用程序的窗口上可能会弄乱它们的屏幕显示。更糟糕的是，如果那些窗口被改变或移动了呢？

然后我找到了这篇用中文写的 文章，它提出了一个解决绘制问题的绝妙方法。作者为框架窗口创建了三个小的子窗口：分别在右侧、底部和右下角，用于绘制阴影。阴影是通过对底层窗口图像进行 alpha 混合绘制的。当框架窗口移动或调整大小时，子阴影窗口也会相应地移动、调整大小并重绘。

然而，这个解决方案有两个主要缺点：

• 如果你点击阴影，得到焦点的是阴影窗口而不是底层窗口。通常人们期望这些区域实际上属于底层窗口，只是上面叠加了阴影。
• 当底层窗口移动或改变时，阴影看起来会出错。作者设置了一个定时器，让阴影周期性地用底层窗口的最新图像重绘，这使得它看起来更好，但问题并没有解决。

然后，幸运的是，我发现从 Windows 2000 开始支持的层叠窗口（layered windows）可以解决上述两个问题。层叠窗口可以“透明”地响应鼠标操作，并且可以自动与底层窗口的实际图像进行 alpha 混合。这比上面提到的方法更容易，因为你实际上不必担心如何进行 alpha 混合绘制。你只需要为每个像素设置颜色——当然是预乘的——以及 alpha 值。

有了这些启发，我用 Spy++ 观察了 WLM 窗口。我发现 WLM 用这种方法来使其窗口带阴影。每个 WLM 带阴影的窗口都有一个类名为 SysShadow 的层叠窗口。SysShadow 实际上由 Windows 系统提供，用于为某些窗口（如菜单）添加阴影。通过为窗口类添加 CS_DROPSHADOW 类样式，可以轻松地为你的框架窗口添加 SysShadow 阴影窗口。然而，这个解决方案仍然有两个缺点：

• 该阴影的外观不可控，或者至少我没有找到任何方法可以做到。
• 该阴影由系统选项控制。尝试在系统属性的“视觉效果”中取消选中“显示菜单下方的阴影”选项；然后 WLM 的阴影就会消失！

因此，我决定编写自己的代码。

使用代码

使用我的代码，为框架窗口添加阴影很容易。CWndShadow 可以用于 MFC/ATL 和非 MFC/ATL 应用程序。

1. 将 WndShadow.h 和 WndShadow.cpp 添加到你的项目中。在任何使用 CWndShadow 的地方，添加：

   #include "WndShadow.h"

2. 在创建任何阴影之前调用 CWndShadow::Initialize()。此函数需要应用程序实例的句柄作为参数。这通过 `WinMain()` 的参数传递给应用程序。如果使用 MFC，可以通过调用 AfxGetInstanceHandle() 来获取。MFC 的示例代码如下：

   BOOL CYourApp::InitInstance()
   {
       // CWndShadow::Initialize() could be also called anywhere else, just
       // before any call to CWndShadow::Create().
       // Here is only an example
       CWndShadow::Initialize(AfxGetInstanceHandle());
       
       // Other codes...
   }

3. 为你想要添加阴影的每个框架窗口声明一个 CWndShadow 实例。

   CWndShadow WndShadow;
   

   请记住，在框架窗口被销毁之前，这个对象不应该被销毁。例如，你可以将其设为全局变量，或者，如果使用 MFC，可以将其设为该窗口对应 MFC 类的成员。

4. 通过传入框架窗口的句柄调用 CWndShadow 对象的 Create() 来创建阴影。如果使用 MFC，请记住 Create() 必须在框架窗口实际创建之后调用。例如，对于常规窗口，在 OnCreate() 中；对于对话框，在 OnInitDialog() 中。MFC 的代码可能如下所示：

   int CMainFrame::OnCreate(LPCREATESTRUCT lpCreateStruct)
   {
       // Other code of CMainFrame::OnCreate()
       
       // assume CWndShadow CMainFrame::m_Shadow;
       m_Shadow.Create(GetSafeHwnd());
       
       return 0;
   }

现在你的框架窗口应该有阴影了。尽情享受吧。

Vista Aero 感知

在 Windows Vista 上，当启用 Aero 时，或者更准确地说，当 桌面合成 启用时，框架窗口应该已经有了下拉阴影。桌面合成负责 Vista 的多项视觉效果。这包括但不限于：玻璃窗口框架——无论是半透明还是不透明——以及下拉阴影。当已经存在阴影时，我的阴影应该被隐藏。因此，我借助 DwmIsCompositionEnabled() API 和 WM_DWMCOMPOSITIONCHANGED 窗口消息，使我的阴影支持 Aero 感知。当 Vista Aero 启用时，我的代码生成的阴影将自动禁用。

阴影的高级控制

可以设置一些参数来控制阴影的外观。以下是这些参数的完整列表。我必须强调，这些参数的范围未经严格测试。如果这些参数没有设置在“常规”值附近，阴影可能无法正常工作。

• bool CWndShadow::SetColor(COLORREF NewColor); 设置阴影的颜色。
• bool CWndShadow::SetSize(int NewSize); 设置阴影窗口的相对大小。该大小相对于父窗口，而不是绝对值。大小值会添加到父窗口的四个边。也就是说，如果父窗口的大小为 100*100，并且调用 SetSize() 并传入值 2，那么阴影窗口的大小将为 104*104。此参数可以设置为负值。
• bool CWndShadow::SetSharpness(unsigned int NewSharpness);，锐度值控制阴影边框周围的渐变半透明区域的宽度。如果此值设置为 0，则阴影将具有最锐利的边框。
• bool CWndShadow::SetHardness(unsigned int NewHardness); 设置阴影的黑暗度。此值越大，阴影越暗。
• bool CWndShadow::SetPosition(int NewXOffset, int NewYOffset); 设置阴影窗口的相对位置。原点是父窗口的中心和阴影窗口的中心。如果 XOffset 设置为正值，则阴影会向右移动。如果 YOffset 设置为正值，则阴影会向下移动。

关注点

我的代码最初是用 Visual C++ 2005 编写的。当我尝试在 Visual C++ 6.0 中测试它时，遇到了几个问题。其中大部分是由于 VC++ 6 附带的旧版 Platform SDK，有些是因为它与 C++ 标准不兼容。由于我从微软下载的最新 SDK 版本不支持 VC++ 6，我决定修改原始代码，使其能在 VC6 中工作。两个要点如下：

1. UpdateLayeredWindow() Windows API 和一些相关的常量在旧版 SDK 中没有定义。在这里，我使用了类似于 Quick and Dirty Window Transparency 中描述的技巧。
2. 我将阴影参数变量声明为 INT8 和 UINT8，它们与 char 和 unsigned char 相同，但看起来更像整数值。不幸的是，它们在旧版 SDK 中也没有定义。所以最后，我不得不将它们声明为 char 和 unsigned char，这有时可能看起来令人困惑。

我的代码还涉及一些 Vista 特有的 API 和窗口消息，以使我的代码支持 Aero。这不幸地需要安装 Vista SDK 才能编译。更糟糕的是，如果这些 API 硬编码在代码中，应用程序将在 Vista 之前的 Windows 版本上崩溃。因此，我也使用了与第 1 点类似的技巧将这些 Vista 特有内容集成到我的代码中。

未来工作

使用当前的 CWndShadow，在 Windows Vista 中模拟窗口阴影似乎很困难。主要有两个原因：

1. Windows Vista——以及 WLM——在阴影边框周围使用非线性渐变函数。
2. Windows Vista 使用不同的模型来生成阴影，而我的模型类似于 WLM。并且由 Vista 模型生成的阴影似乎必须比父窗口大。

我正在考虑在 CWndShadow 的未来版本中添加对非渐变边框函数以及这两种阴影模型（Vista 模型和 WLM 模型）的支持。

已知问题

• 我的 CWndShadow 使用父窗口区域来计算阴影的形状。似乎在某些窗口大小调整的情况下，父窗口区域可能没有正确更新，因此直到大小调整完成（即鼠标按钮抬起），阴影的某些部分才可能看起来不正确。
• 如果使用 VC++ 6 编译，我的代码将因为使用 std::map 而收到几个 C4786 警告。这是 VC++ 6 编译器的一个已知问题，不应对代码的执行造成任何影响。

历史

• 版本 0.3, 2007-06-14
  • 阴影已实现 Windows Vista Aero 感知。
  • 修复了一个导致阴影在 Windows Vista 上显示异常的 bug。
  • 修复了一个导致父窗口初始最小化或最大化时阴影显示异常的 bug。
• 版本 0.2, 2006-11-23
  • 修复了一个关键问题，该问题可能导致阴影在某些条件下无法工作，例如，在 Win2K 上，在没有启用视觉主题的 Win XP/2003 上，或者当框架窗口没有标题栏时。
• 版本 0.1, 2006-11-10
  • 首次发布。