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Windows用戶界面編程中的界面閃爍問題 在Windows圖形化用戶界面編程中,若程序自己繪制用戶界面時,會經(jīng)常碰到界面閃爍,比如其他窗口在上面移動，用戶界面滾動，這些都有可能導致閃爍。在一個容器中繪制特定的文檔,需要相應作為繪圖容器的控件的OnPaint事件,需要在OnPaint事件處理中重新繪制文檔，而Windows操作系統(tǒng)一般會在兩種情況下觸發(fā)OnPaint事件：容器控件被其他窗體覆蓋后又顯示，還有就是容器控件的滾動處理。在這些情況下，Windows操作系統(tǒng)會頻繁的觸發(fā)OnPaint事件，而應用程序會頻繁的在繪圖容器中重新繪制圖形，若應用程序沒有進行很好的優(yōu)化，則很有可能導致用戶界面閃爍。 用戶界面出現(xiàn)閃爍自然害處多多，首先它使得你的程序看起來不專業(yè)，甚至有不穩(wěn)定的嫌疑，對于追求完美的你這么會容許它的存在呢；其次閃爍會損害用戶的視力，容易讓用戶產(chǎn)生視覺疲勞。 好了，廢話我不多說了，我們就來發(fā)現(xiàn)問題，分析問題，解決問題。 首先說說閃爍的本質，說到本質，就不得不提一些計算機系統(tǒng)結構和Windows圖形用戶子系統(tǒng)的一些知識。我們知道，在計算機內(nèi)存中有一個區(qū)域叫做顯存，而顯卡則每過一些毫秒就從掃描顯存，然后根據(jù)操作顯示器來繪制一個個象素，因此每過一些毫秒顯示器顯示的內(nèi)容就會重新設置一遍，由于這是硬件操作，非?？欤舢嬅鎯?nèi)容沒有變化，則人類肉眼是看不到這個刷新的，此時用戶界面是沒有任何閃爍。
某個時刻，應用程序需要繪制用戶界面，首先需要清空繪制容器，因此將顯存一大片區(qū)域設置為白色，應用程序剛完成了清空操作，還每來得及繪制內(nèi)容時，顯卡就刷新了，很快顯示器上顯示了一大片白色。同時，應用程序開始繪制內(nèi)容，應用程序運行緩慢，它化了20毫秒繪制了文檔的上半身，文檔上半身主要為紅色，剛繪制了上半身，顯卡就好不留情的進行刷新，很快顯示器上顯示了一半的文檔，剛才一半的白色大半變成了紅色，此時用戶看來，顯示器一下變成一片白，然后很快一半變成紅色，此時顯示器內(nèi)容產(chǎn)生了兩次大面積的內(nèi)容變幻，然后應用程序又化了20毫秒顯示了文檔的下半身，文檔下半身主要為綠色，此時顯卡進行刷新，顯示器上另一半還殘存的白色又變成綠色。由于應用程序繪制文檔完畢，因此不再修改顯存，此時顯示器的顯示的內(nèi)容不再發(fā)生改變。 在上面的描述中，顯示器首先從花花綠綠變成一片白，20毫秒后一半變成紅色，又20毫秒后另一半變成綠色，如此大面積的顯示內(nèi)容短期的改變就是所謂的閃爍，此時計算機顯示器就是在折磨用戶的眼睛。 其實從廣義上說，計算機顯示器顯示的內(nèi)容頻繁的發(fā)生大面積的改變都是考驗人類的眼睛。有些人玩一些激烈的3D游戲，比如雷神CS之類的，若玩的時間長點眼睛就受不了。就是因為這些游戲程序導致顯示器顯示的內(nèi)容頻繁的發(fā)生大面積的改變。因此游戲程序也算導致用戶界面閃爍。只不過這種閃爍不算難受。 通過上面的討論，知道了閃爍的根源，于是我們發(fā)現(xiàn)了問題，并分析了問題，現(xiàn)在解決問題。在目前的計算機結構中，我們的應用程序只能通過填充顯存來繪制用戶界面，在這種情況下，對付閃爍的不二法則就是快，應用程序要非?？斓男薷娘@存。對于每20毫秒進行刷新操作的顯卡，若我們的應用程序能在20毫秒內(nèi)修改顯存完畢，則在很多情況下顯卡就只會導致顯示器顯示的內(nèi)容發(fā)生改變，減少閃爍，應用程序填充顯存前后顯存的數(shù)據(jù)進行對比，若數(shù)據(jù)前后不一致的字節(jié)數(shù)越少，顯示器中刷新操作前后顏色發(fā)生改變的象素數(shù)就越少，這用戶界面的閃爍就越小。 提高應用程序修改顯存的速度的方法有很多中，而且Windows操作系統(tǒng)為我們做了許多底層的操作。我們知道若一個窗體被覆蓋后又顯示了，則Windows操作系統(tǒng)就會向該窗體發(fā)送重繪消息，而且還會傳一個矩形數(shù)據(jù)，該矩形表示窗體中需要刷新的區(qū)域，應用程序可以根據(jù)這個矩形來重新繪制文檔的某個部分，這樣就不必要繪制所有的內(nèi)容，提高繪制速度，減少繪制時間，這就需要進行繪圖代碼的優(yōu)化。 在某些情況下，繪圖速度很難優(yōu)化起來，此時可以采用所謂“雙緩沖”的技術來減少閃爍，應用程序可以在內(nèi)存中創(chuàng)建一個和屏幕相兼容的圖形設備上下文。該上下文實際上處理一個保存在內(nèi)存中的BMP圖片對象，這樣就容許應用程序緩慢地在這個BMP上繪制圖形。應用程序繪制完畢，就用WIN32API函數(shù)BitBlt來將BMP圖片填充到顯存中，BitBlt函數(shù)速度非?？?，足以在屏幕的刷新周期內(nèi)完成繪圖，這樣能基本上避免閃爍。但雙緩沖也有缺點，首先增加程序復雜度，其次要消耗一些內(nèi)存，還有它讓整個繪圖時間變長，導致用戶進行滾動時會產(chǎn)生“界面沉重感”，有“慣性”，此外還讓人偷懶而不注意繪圖操作的優(yōu)化。 俗話說，說得容量做到難，編程也一樣，本文中對付閃爍的說的輕巧，但在實際編程中，閃爍一直是圖形化用戶界面編程的老大難問題，需要精心的設計程序結構，優(yōu)化代碼，提高速度。這需要靠很多的理論知識和深厚的編程功底，這些需要長期的編程實踐。 |
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右圖就是應用程序繪制用戶界面的原理，應用程序在CPU的支持下向顯存填充數(shù)據(jù)，而以此同時顯卡也從顯存加載數(shù)據(jù)操作顯示器繪制圖形，（筆者想若應用程序能直接訪問顯示器則繪制速度不要太快哦），而用戶界面閃爍也就根源于這種顯示結構。前面提到，顯卡每過一些毫秒就會掃描顯存，刷新顯示器的顯示。假設有個顯示卡，設置其刷新頻率為50赫茲，則它每20毫秒就掃描顯存刷新顯示器，而顯卡的操作和應用程序的操作之間沒有任何關系，顯卡是自帶處理器的，于是應用程序和顯卡這兩個對象同時操作顯存，顯卡只讀取顯存，而應用程序則修改顯存，這就導致了類似多線程程序的數(shù)據(jù)同步的問題了。但這時硬件結構決定此時沒有什么鎖定機制可使用。顯卡每20毫秒就進行刷新操作，連操作系統(tǒng)也擋不住，而且應用程序根本不知道顯卡會何時進行刷新操作。 
