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Windows Presentation Foundation

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Windows Presentation FoundationWPF)是美國微軟公司推出.NET Framework 3.0及以后版本的组成部分之一,它是一套基于XML.NET Framework向量绘图技术的展示層开发框架,微软视其为下一代使用者介面技术,广泛被用于Windows Vista的界面开发。其早期开发阶段的代号为“Avalon[1]

WPF使用一种新的XAML(eXtensible Application Markup Language)语言来开发界面。同时WPF自带MVVM(Model-ViewModel-View)框架,这种设计模式将把界面开发以及后台逻辑很好的分开,降低了耦合度,使用户界面设计师与程序开发者能更好的合作,降低维护和更新的成本。

WPF/E是WPF的子集合,全名是:Windows Presentation Foundation Everywhere。在基於XAML與JavaScript之下,可跨越各種平台,目前WPF/E已演化為Microsoft Silverlight,擔負微軟在丰富互联网应用程序領域,並正面與Adobe Flash競爭的產品。

特徵

WPF部份之特徵如下:

繪圖服務

  • 所有的圖形皆可由Direct3D產生。
    • 目標在於統一各種顯示圖形。
    • Windows可以透過Direct3D來減輕在繪圖任務上的負荷,這項技術乃基於電腦顯示卡繪圖處理單元(Graphics Processing Unit)。
    • 支援向量繪圖(vector graphic)。
    • 支援3D透視圖並且影響2D應用程式。

佈署

  • WPF不僅僅是建立傳統的獨立程式(standalone applications)。其部署方式可分成兩類:standalone與XAML Browser Applications(XBAP)觀點。這些佈署方式在程式的撰寫上大致類似。
    • 獨立程式之安裝方式可以借由ClickOnce微軟安裝器(MSI)完成。獨立程式可被視為完全信任(full trust)具有完全存取系統資源的優點。
    • XAML Browser Application(XBAPs)是一種寄宿於網頁瀏覽器上的程式,像是Internet Explorer。寄宿的程式可取得部份信任(partial trust)的沙箱(sandbox)環境之下,且無法取得完整的系統資源,WPF的功能亦無法完全發揮。寄宿的環境必須有意地防衛惡意的程式碼。從網頁上執行XBAP(讀音"ex-bap")必須是毫無破綻的(沒有安全性或安裝提示)。雖然這樣的寄宿程式在感觀上與傳統微軟的DLL(out of process)有相異處。

互操作性

  • WPF可與Win32互相操作:經由主導(hosting)機制,可以在Win32碼之下使用Windows Presentation Foundation,或是在Windows Presentation Foundation環境下使用Win32程式碼[2]
  • Windows Forms的互操作性亦可利用ElementHost(繼承自System.Windows.Forms.ContainerControl)以及WindowsFormsHost(繼承自System.Windows.Forms.Integration)等類別達成,同時提供了Host Avalon Element的能力。

媒體播放

  • WPF針對2D圖形提供形狀基元(shape primitives),內建筆刷(brushes)、畫筆(pens)、幾何(geometries),與變形(transforms)。
  • WPF以Direct3D提供完整的3D功能。但是,WPF提供更完整的整合性在於使用者介面上(UI)、文件(documents),與媒體(media)。這使得儘可以實現3D UI, 3D文件,和3D媒體。
  • 支援了大量的圖片格式(image formats)。
  • WPF支援大量影音格式,如:WMVMPEG以及某些AVI檔。
  • WPF支援以時間為基礎的動畫效果,不同於以影格為基礎的處理方式。如此動畫的速度與系統效能就不會有所關連。
  • 文件的呈現支援ClearType,這提供一種次像素(sub-pixel)定位功能,強化其自然風格。WPF同時支援OpenType字型樣式。

数据绑定

数据绑定是在应用 UI 与其显示的数据之间建立连接的过程。 如果绑定具有正确的设置,并且数据提供适当的通知,则在数据更改其值时,绑定到该数据的元素会自动反映更改。 数据绑定还意味着,如果元素中数据的外部表示形式发生更改,则基础数据可以自动进行更新以反映更改。 例如,如果用户编辑 TextBox 元素中的值,则基础数据值会自动更新以反映该更改。

数据绑定的典型用法是将服务器或本地配置数据放置到窗体或其他 UI 控件中。 此概念在 WPF 中得到扩展,包括将大量属性绑定到不同类型的数据源。 在 WPF 中,元素的依赖属性可以绑定到 .NET 对象(包括 ADO.NET 对象或与 Web 服务和 Web 属性关联的对象)和 XML 数据。数据绑定的方式一共有四种:

  • 通过 OneWay 绑定,对源属性的更改会自动更新目标属性,但对目标属性的更改不会传播回源属性。 如果绑定的控件为隐式只读,则此类型的绑定适用。 例如,可能会绑定到股票行情自动收录器这样的源,也可能目标属性没有用于进行更改的控件接口(例如表的数据绑定背景色)。 如果无需监视目标属性的更改,则使用 OneWay 绑定模式可避免 TwoWay 绑定模式的系统开销。
  • 通过 TwoWay 绑定,更改源属性或目标属性时会自动更新另一方。 此类型的绑定适用于可编辑窗体或其他完全交互式 UI 方案。 大多数属性默认为 OneWay 绑定,但某些依赖属性(通常为用户可编辑控件的属性,例如 TextBox.Text 和 CheckBox.IsChecked)默认为 TwoWay 绑定。 用于确定依赖属性绑定在默认情况下是单向还是双向的编程方法是:使用 DependencyProperty.GetMetadata 获取属性元数据,然后检查 FrameworkPropertyMetadata.BindsTwoWayByDefault 属性的布尔值。
  • OneWayToSource 绑定与 OneWay 绑定相反;当目标属性更改时,它会更新源属性。 一个示例方案是只需要从 UI 重新计算源值的情况。
  • OneTime 绑定未在图中显示,该绑定会使源属性初始化目标属性,但不传播后续更改。 如果数据上下文发生更改,或者数据上下文中的对象发生更改,则更改不会在目标属性中反映。 如果适合使用当前状态的快照或数据实际为静态数据,则此类型的绑定适合。 如果你想使用源属性中的某个值来初始化目标属性,且提前不知道数据上下文,则此类型的绑定也有用。 此模式实质上是 OneWay 绑定的一种简化形式,它在源值不更改的情况下提供更好的性能

数据绑定在展示層並無太大負擔。WPF提供有数据模板(data templates)來控制這些数据。

使用者介面

  • WPF提供了內建元件控制項集合,包括有按鈕(button)、選單(menu)、列表盒(list box)等。
  • WPF的邏輯層與外觀展示層已形成強力的分離模式。
    • 元件的外貌樣品可以被完全改寫。

文件

對OpenType的支援包括:

工具

在以往Win32應用程式發展時,絕大多數的工作都由開發人員(Developer)來處理,美術設計人員(Designer)可以涉入的相當有限,而且在Win32 API時代,要在使用者介面中實作特效的話,都需要撰寫大量的程式碼才可以做到。

在WPF中,因為大多數的使用者介面元素都可以利用XAML來宣告,因此微軟試著要將Designer和Developer結合在一起,如此可以讓Designer可以充份發揮,並且Developer也不用傷腦筋在外觀設計上,微軟的Designer工具為Microsoft Expression產品集,其中的Expression Blend即為設計WPF應用程式的設計工具,它也可以用來設計Silverlight程式。

開發人員仍然可以使用Visual Studio來開發WPF應用程式,在Visual Studio中內含WPF Designer可供開發人員使用。

WPF/E

WPF/E發展初期為微軟計畫將WPF推向各平台的計畫,目前此計畫已經被發展成為Silverlight技術。

WPF應用程式

WPF是下一代圖形API在桌面上的延伸。以WPF撰寫應用程式,具有更高的視覺品質。下表列出微軟自家的產品或是第三協力廠商的主力產品:

發行歷史

系列 版本 發佈日期 重要變更/事項 一同發佈的產品
3 3.0 2006年11月 - -
3.5 2007年11月 - -
3.5 SP1 2008年8月 - -
4 4.0 2010年4月 - -
4.5 2012年8月 - -
4.5.1 2013年10月 - -
4.52 2014年5月 - -
4.6 2015年7月 高解析度 (High Dots Per Inch; HDPI) 改善;觸控行為焦點 (Touch) 改善;程式子視窗透明 (Transparent child window) 支援 Visual Studio 2015


参考資料

  1. ^ Gharighi, A. WPF ("Avalon") Demo 1. CodeProject.com. CodeProject. 2006-05-02 [2013-08-22]. (原始内容存档于2021-07-16). 
  2. ^ WPF and Win32 Interoperation Overview. [2007-04-03]. (原始内容存档于2008-02-06). 
  3. ^ QQ实验室. [2012-06-16]. (原始内容存档于2022-04-18). 

外部链接