未来的GDI：WPF技术纵览[zz]

现在，Windows Presentation Foundation(WPF)这个名词已经不再新鲜，至少对很多关注前沿技术的开始人员而是这样的。Windows Vista已经正式发布，新的开发平台.NET Framework 3.0也开始逐步进入到人们的视野之中，并得到了更多的焦点。

　 　作为下一代的图形系统，WPF所带来的新概念、新的技术也相当的庞大、复杂。现在，在.NET相关领域的开发中，用户界面主要由Windows Forms或者Web Forms实现。虽然Windows Forms已经出现了很多年，也提供了快速、高效的功能。但是，Windows Forms开发的UI界面相对比较单调，而且经过.NET Framework封装后的开发库在自定义和各种底层功能上缺少真正的支持。下面，我们将看看WPF是如何提供一种快速、高效、而且更加震撼的用户界面开 发技术的。

　　WPF与Win32、WinForms

　　GDI是当今Window桌面应用程序的主流图形库，GDI图 形系统已经形成了很多年。它提供了2D图形和文本功能，以及受限的图像处理功能。虽然在一些图形卡上支持部分GDI的加速，但是与当今主流的 Direct3D加速相比还是很弱小。GDI+开始出现是在2001年，它引入了2D图形的反走样，浮点数坐标，渐变以及单个象素的Alpha支持，还支持多种图像格式。但是，GDI+没有任何的加速功能(全部是用软件实现)。

　　熟悉Windows XP和Windows Forms技术的朋友可能都知道，在Windows Forms中也支持一种高级的合成，支持半透明的表单，但是，在Windows Forms中的半透明等技术是伪装实现。比如，显示半透明窗口时，父窗口的背景是通过子窗口实现的。

　　在WPF中，引入一种新的图形合成引擎。可以提供更高丰富的图形显示合成，而且不会有任何的窗口闪烁问题。这种新的显示提交引擎与传统的Win32、Windows Forms相比主要有两个优点：

　　1）每个窗口元素都可以任意的交替重叠；
　　2）所有的合成操作都是在Direct3D中的离屏表面(Off-screen Surface)中实现的；

 

在这种新的方式中，元素的背景变得不再是必须的。比如，我们希望在窗口中显示一个文字字符串，通常，在Win32或者Windows Forms中显示的效果如同一个静态文本标签一样：它具有系统默认的控件背景色。而在WPF中，文本字符串会直接画到目标位置，而不管目标区域的背景颜 色。

　　在Windows Vista中，GDI和GDI+仍然支持，但是基本上没有任何功能性的改进。对GDI和GDI+的改进主要集中在安全性和客户相关问题上。在 Windows Vista中，GDI、GDI+和WPF并行存在，WPF的所有提交都不依赖于GDI和GDI+，而是Direct3D。并且所有的Primitive都 是通过Direct3D的本地接口实现的。WPF系统中milcore组件，它以非托管代码的形式封装了与Direct3D交互的所有功能。由于WPF的 大部分代码都是以托管代码的形式存在的，所以WPF中有很多托管、非托管的交互。当然，在一些图形卡不支持WPF所需要的功能时，WPF也提供了稍微低效 的软件实现来支持在某些PC上运行WPF应用程序。

　　在WPF的实现中，每个画图对象都对应于一个离屏表面。显示窗口时不是直接地在屏幕显示区域进行的，而是利用显示卡提供的额外的离屏表面内存。当画图操作在离屏表面中完成了之后，合成提交引擎再把每个需要显示离屏表面合成为一个单独 的可显示表面。这种显示方式不再需要我们用传统的双缓冲绘图来避免窗口闪烁，这项功能已经有WPF默认实现了。

　　同时，离屏表面的使用也可以更加方便的利用显示卡GPU(图形处理单元，Graphics Processing Unit)来实现放缩、旋转、变换等等。这也就意味着这些普通的3D功能也能很方便的在WPF中实现了。

　 　关于离屏表面需要注意一点：不要错误的理解为WPF一定需要使用现代的图形显示卡(具有丰富功能的3D显示卡)。的确，在将来实现真正的3D用户界面是 可能的。但是，WPF做了很大的努力来充分的利用GPU，把3D的元素抽象、封装后，让人们用类似2D的编程来实现3D的功能。

　　当前版本的WPF中，对一些Win32功能还没有很好的支持，比如WMF/EMF文件，单个象素宽度的线条等等。对于这些需求还需要使用GDI/GDI+来实现。