Winform 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