關於Windows高DPI的一些簡單總結

咱們知道，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， 可是從Vista/Win7 到如今Win8 /Win8.1， Windows關於高DPI的支持已經發生了很大的變化， 下面咱們依次簡單介紹下。

若是說之前XP時代咱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， 咱們就沒有理由不關注高DPI了， 好比Surface Pro的分辨率是1920x1080， 這種狀況下若是系統咱們不設置高DPI， 基本上就無法觸摸和操做了，因此如今普通程序對高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上通常默認是96 dpi 做爲100% 的縮放比率， 可是要注意的是該值未必是真正的顯示器物理值， 只是Windows裏咱們的一個參考標準。

下面咱們思考爲何DPI設置高了以後， 咱們看到的字體會變大？ 由於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， 當咱們DPI設置高了以後 ，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。因此若是咱們設置高DPI，一般也意味着咱們的顯示器是高分辨率， 裏面的字體看起來過小了， 咱們須要提升DPI來把內容放大。

那麼咱們的程序如何才能支持高DPI？ 對於高DPI的支持， 不一樣操做系統有不一樣的方案。一般來講若是咱們程序支持高DPI， 意味着咱們要對繪畫的內容進行相應的放大， 好比字體，圖片和控件等。固然， 若是咱們用的是系統字體（好比GetStockObject(DEFAULT_GUI_FONT)）, 那麼這種狀況下咱們不用操心， 由於系統會對該字體在高DPI時進行相應的放大； 若是咱們是用CreateFont本身建立的字體， 那就要咱們本身對該字體進行放大了。

下面咱們看XP是如何對高DPI進行支持的？ 

XP對高DPI的支持比較差勁， 大部分狀況下就是字體的放大， 固然咱們程序也能夠經過GetDeviceCaps(hDC, LOGPIXELSX)獲取DPI後本身對繪畫的內容進行縮放。

下面咱們看Vista/Win7/Win8是如何對高DPI進行支持的？

咱們知道Vista/Win7咱們能夠禁止DWM（Desktop Window Manager）， 該模式咱們稱之爲Basic模式， 這種模式下的高DPI效果和XP同樣。

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

一種XP風格的高DPi支持， 這種方式咱們上面討論過了；

還有一種是經過 DWM 虛擬化支持的 高DPI方式， 下面咱們討論下該方式: 

該種方式的高DPI支持是經過DWM的縮放實現的， 具體過程是這樣的， 好比咱們當前系統的DPI是200%， 咱們程序運行時，系統會告訴你當前DPI仍然是96（100%）， 因此咱們程序會仍然按照100%的方式進行繪畫， 可是可是系統給咱們的座標是根據DPI縮小事後的（也就是咱們對窗口調用GetWindowRect或是經過GetSystemMetrics(SM_CXSCREEN)獲得的大小會比實際大小減半） ， 當咱們畫完以後， DWM再對整個窗口進行200% 放大後畫到屏幕上， 這樣看起來咱們的程序就自動支持高DPI了。

 這種方式看起來很美妙， 可是它也有缺點， 主要是通過縮放後的內容看起來會變模糊， 好比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， 那麼咱們不少時候可能會本身支持高DPI， 如何讓咱們的程序禁用該效果？

事實上咱們能夠對每一個進程對DWM虛擬化的支持進行設置和查詢， 系統給咱們提供了2個APi：   SetProcessDPIAware 和   IsProcessDPIAware ， 經過調用 SetProcessDPIAware ， 咱們告訴系統不要對咱們的程序進行DWM虛擬化。

這裏還有特殊狀況也提一下： 咱們在高DPI下經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， 咱們對其餘支持DWM虛擬化的程序窗口調用GetWindowRect， 取到的座標也是通過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通過縮放的原始座標。

 最後咱們再討論下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;

下面咱們依次討論這3種方式： 

 

第一種Unaware, 該種方式是告訴系統， 個人程序不支持DPI aware, 請經過DWM虛擬化幫咱們實現。 該方式和上面Win7/Win8對高DPI的支持的實現基本同樣，主要區別是它經過GetWindowRect取到的座標都是通過DWM縮放後的， 不管對方窗口是否是支持DWM虛擬化。

第二種方式是System DPI aware， 該方式下告訴系統， 個人程序會在啓動的顯示器上本身支持DPI aware, 因此不須要對我進行DWM 虛擬化。 可是當個人程序被拖動到其餘DPI不同的顯示器時， 請對咱們先進行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，我會本身針對不一樣的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一個DPI的Monitor時收到

最後，簡單總結下， 從上面咱們能夠看到微軟在不一樣操做系統上對高DPI支持的改進線路，不少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本身的程序能作到在高DPI下完美支持， 其餘大部分程序（即便如Chrome）也是經過DWM虛擬化實現的高DPI支持。固然如今WPF和Window store App基本上都是內置支持高DPI的。

統計下， 大家的程序支持高DPI嗎？ 

參考資料： Writing DPI-Aware Desktop and Win32 Applications

                   High DPI Settings in Windows