關於Windows高DPI的一些簡單總結

文章來源:http://www.cnblogs.com/weiym/p/3555068.html

我們知道,關於高DPI的支持, Windows XP時代就開始有了, 那時關於高DPI的支持比較簡單, 但是從Vista/Win7 到現在Win8 /Win8.1, Windows關於高DPI的支持已經發生了很大的變化, 下面我們依次簡單介紹下。

如果說以前XP時代我們還有理由不關注高DPI,  那麼在移動設備時代和大顯示器的高分辨率時代, 我們就沒有理由不關注高DPI了, 比如Surface Pro的分辨率是1920x1080, 這種情況下如果系統我們不設置高DPI, 基本上就沒法觸摸和操作了,所以現在普通程序對高DPI的支持已經成爲趨勢了。 

什麼DPI? 全稱是dots per inch (DPI), 也就是每英寸的點數,在顯示器上就是每英寸的像素個數,Window上一般默認是96 dpi 作爲100% 的縮放比率, 但是要注意的是該值未必是真正的顯示器物理值, 只是Windows裏我們的一個參考標準。

下面我們思考爲什麼DPI設置高了之後, 我們看到的字體會變大? 因爲系統字體是是以固定大小(宋體10號字,物理尺寸爲(10/72)英寸)設計的, 當我們DPI設置高了之後 ,說明該字體要佔有更多的像素, 在屏幕分辨率不變的前提下, 看起來也就大了。所以如果我們設置高DPI,通常也意味着我們的顯示器是高分辨率, 裏面的字體看起來太小了, 我們需要提高DPI來把內容放大。

那麼我們的程序如何才能支持高DPI? 對於高DPI的支持, 不同操作系統有不同的方案。通常來說如果我們程序支持高DPI, 意味着我們要對繪畫的內容進行相應的放大, 比如字體,圖片和控件等。當然, 如果我們用的是系統字體(比如GetStockObject(DEFAULT_GUI_FONT)), 那麼這種情況下我們不用操心, 因爲系統會對該字體在高DPI時進行相應的放大; 如果我們是用CreateFont自己創建的字體, 那就要我們自己對該字體進行放大了。

下面我們看XP是如何對高DPI進行支持的? 

XP對高DPI的支持比較差勁, 大部分情況下就是字體的放大, 當然我們程序也可以通過GetDeviceCaps(hDC, LOGPIXELSX)獲取DPI後自己對繪畫的內容進行縮放。

下面我們看Vista/Win7/Win8是如何對高DPI進行支持的?

我們知道Vista/Win7我們可以禁止DWM(Desktop Window Manager), 該模式我們稱之爲Basic模式, 這種模式下的高DPI效果和XP一樣。

對於DWM沒有禁掉的情況, Vista/Win7/Win8 對高DPI的支持又分爲2種情況, 具體看下圖: 

一種XP風格的高DPi支持, 這種方式我們上面討論過了;
還有一種是通過 DWM 虛擬化支持的 高DPI方式, 下面我們討論下該方式: 

該種方式的高DPI支持是通過DWM的縮放實現的, 具體過程是這樣的, 比如我們當前系統的DPI是200%, 我們程序運行時,系統會告訴你當前DPI仍然是96(100%), 所以我們程序會仍然按照100%的方式進行繪畫, 但是但是系統給我們的座標是根據DPI縮小過後的(也就是我們對窗口調用GetWindowRect或是通過GetSystemMetrics(SM_CXSCREEN)得到的大小會比實際大小減半) , 當我們畫完之後, DWM再對整個窗口進行200% 放大後畫到屏幕上, 這樣看起來我們的程序就自動支持高DPI了。

 這種方式看起來很美妙, 但是它也有缺點, 主要是經過縮放後的內容看起來會變模糊, 比如文字會有明顯的鋸齒。

既然DWM虛擬化用戶效果有時不是那麼好, 那麼我們很多時候可能會自己支持高DPI, 如何讓我們的程序禁用該效果?
事實上我們可以對每個進程對DWM虛擬化的支持進行設置和查詢, 系統給我們提供了2個APi: SetProcessDPIAware 和 IsProcessDPIAware , 通過調用SetProcessDPIAware , 我們告訴系統不要對我們的程序進行DWM虛擬化。

這裏還有特殊情況也提一下: 我們在高DPI下通過窗口句柄取到的座標信息是和目標程序是否支持DWM虛擬化相關聯的, 我們對其他支持DWM虛擬化的程序窗口調用GetWindowRect, 取到的座標也是經過DWM縮放後的座標; 對禁用DWM虛擬化程序的窗口調用GetWindowRect, 取到的座標則是沒有經過縮放的原始座標。

 最後我們再討論下Win8.1 對高DPI的支持, WIn8.1對高DPi以3種方式支持 Process_DPI_Awareness : 
 
typedef enum _Process_DPI_Awareness { 
  Process_DPI_Unaware            = 0,
  Process_System_DPI_Aware       = 1,
  Process_Per_Monitor_DPI_Aware  = 2
} Process_DPI_Awareness;
 
下面我們依次討論這3種方式: 
 
第一種Unaware, 該種方式是告訴系統, 我的程序不支持DPI aware, 請通過DWM虛擬化幫我們實現。 該方式和上面Win7/Win8對高DPI的支持的實現基本一樣,主要區別是它通過GetWindowRect取到的座標都是經過DWM縮放後的, 無論對方窗口是不是支持DWM虛擬化。

第二種方式是System DPI aware, 該方式下告訴系統, 我的程序會在啓動的顯示器上自己支持DPI aware, 所以不需要對我進行DWM 虛擬化。 但是當我的程序被拖動到其他DPI不一樣的顯示器時, 請對我們先進行system DWM虛擬化縮放。

第三種方式是Per Monitor DPI aware, 該方式是告訴系統, 請永遠不要對我進行DWM虛擬化,我會自己針對不同的Monitor的DPi縮放比率進行縮放。

再介紹下相關API:
SetProcessDpiAwareness :設置當前進程對高DPi的支持方式
GetProcessDpiAwareness :查詢某個進程對高DPI的支持方式
GetDpiForMonitor : 獲取某個Monitor的DPI
WM_DPICHANGED :當某個程序窗口被拖到另外一個DPI的Monitor時收到

最後,簡單總結下, 從上面我們可以看到微軟在不同操作系統上對高DPI支持的改進線路,很多方面也體現了他們對老程序兼容性上的考慮, DWM虛擬化雖然很簡單, 卻丟失了用戶體驗。  

PS, 我在我機器上測試發現,桌面程序基本上只有微軟自己的程序能做到在高DPI下完美支持, 其他大部分程序(即使如Chrome)也是通過DWM虛擬化實現的高DPI支持。當然現在WPF和Window store App基本上都是內置支持高DPI的。

統計下, 你們的程序支持高DPI嗎? 

                  High DPI Settings in Windows

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