Dpi缩放问题

作者: 赵海洋 | 来源:发表于2021-04-11 11:53 被阅读0次

在win10高分屏中，设置200%缩放时，我们的游戏程序（使用了cef）只显示游戏画面的四分之一。

参考资料：

DPI

什么DPI？全称是dots per inch (DPI)，也就是每英寸的点数，在显示器上就是每英寸的像素个数，Window上一般默认是96 dpi 作为100% 的缩放比率，但是要注意的是该值未必是真正的显示器物理值，只是Windows里我们的一个参考标准。

下面我们思考为什么DPI设置高了之后，我们看到的字体会变大？因为系统字体是是以固定大小（宋体10号字，物理尺寸为（10/72）英寸)设计的，当我们DPI设置高了之后，说明该字体要占有更多的像素，在屏幕分辨率不变的前提下，看起来也就大了。所以如果我们设置高DPI，通常也意味着我们的显示器是高分辨率，里面的字体看起来太小了，我们需要提高DPI来把内容放大。

那么我们的程序如何才能支持高DPI？对于高DPI的支持，不同操作系统有不同的方案。通常来说如果我们程序支持高DPI，意味着我们要对绘画的内容进行相应的放大，比如字体，图片和控件等。当然，如果我们用的是系统字体（比如GetStockObject(DEFAULT_GUI_FONT)）, 那么这种情况下我们不用操心，因为系统会对该字体在高DPI时进行相应的放大；如果我们是用CreateFont自己创建的字体，那就要我们自己对该字体进行放大了。

XP是如何对高DPI进行支持的？

XP对高DPI的支持比较差劲，大部分情况下就是字体的放大，当然我们程序也可以通过GetDeviceCaps(hDC, LOGPIXELSX)获取DPI后自己对绘画的内容进行缩放。

Vista/Win7/Win8是如何对高DPI进行支持的？

我们知道Vista/Win7我们可以禁止DWM（Desktop Window Manager），该模式我们称之为Basic模式，这种模式下的高DPI效果和XP一样。

对于DWM没有禁掉的情况， Vista/Win7/Win8 对高DPI的支持又分为2种情况：

一种XP风格的高DPi支持，这种方式我们上面讨论过了（字体放大）；
还有一种是通过 DWM 虚拟化支持的高DPI方式，下面我们讨论下该方式:

该种方式的高DPI支持是通过DWM的缩放实现的，具体过程是这样的，比如我们当前系统的DPI是200%，我们程序运行时，系统会告诉你当前DPI仍然是96（100%），所以我们程序会仍然按照100%的方式进行绘画，但是但是系统给我们的坐标是根据DPI缩小过后的（也就是我们对窗口调用GetWindowRect或是通过GetSystemMetrics(SM_CXSCREEN) 得到的大小会比实际大小减半），当我们画完之后， DWM再对整个窗口进行200% 放大后画到屏幕上，这样看起来我们的程序就自动支持高DPI了。

这种方式看起来很美妙，但是它也有缺点，主要是经过缩放后的内容看起来会变模糊，比如文字会有明显的锯齿。

既然DWM虚拟化用户效果有时不是那么好，那么我们很多时候可能会自己支持高DPI，如何让我们的程序禁用该效果？

事实上我们可以对每个进程对DWM虚拟化的支持进行设置和查询，系统给我们提供了2个APi： SetProcessDPIAware 和 IsProcessDPIAware ，通过调用 SetProcessDPIAware ，我们告诉系统不要对我们的程序进行DWM虚拟化。

这里还有特殊情况也提一下：我们在高DPI下通过窗口句柄取到的坐标信息是和目标程序是否支持DWM虚拟化相关联的，我们对其他支持DWM虚拟化的程序窗口调用GetWindowRect，取到的坐标也是经过DWM缩放后的坐标；对禁用DWM虚拟化程序的窗口调用GetWindowRect, 取到的坐标则是没有经过缩放的原始坐标。

最后我们再讨论下Win8.1 对高DPI的支持, WIn8.1对高DPi以3种方式支持 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;

下面我们依次讨论这3种方式：

第一种Unaware, 该种方式是告诉系统，我的程序不支持DPI aware, 请通过DWM虚拟化帮我们实现。该方式和上面Win7/Win8对高DPI的支持的实现基本一样，主要区别是它通过GetWindowRect取到的坐标都是经过DWM缩放后的，无论对方窗口是不是支持DWM虚拟化。

第二种方式是System DPI aware，该方式下告诉系统，我的程序会在启动的显示器上自己支持DPI aware, 所以不需要对我进行DWM 虚拟化。但是当我的程序被拖动到其他DPI不一样的显示器时，请对我们先进行system DWM虚拟化缩放。

第三种方式是Per Monitor DPI aware, 该方式是告诉系统，请永远不要对我进行DWM虚拟化，我会自己针对不同的Monitor的DPi缩放比率进行缩放。

再介绍下相关API：

SetProcessDpiAwareness ：设置当前进程对高DPi的支持方式
GetProcessDpiAwareness ：查询某个进程对高DPI的支持方式
GetDpiForMonitor ：获取某个Monitor的DPI
WM_DPICHANGED ：当某个程序窗口被拖到另外一个DPI的Monitor时收到

最后，简单总结下，从上面我们可以看到微软在不同操作系统上对高DPI支持的改进线路，很多方面也体现了他们对老程序兼容性上的考虑， DWM虚拟化虽然很简单，却丢失了用户体验。

PS，我在我机器上测试发现，桌面程序基本上只有微软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）也是通过DWM虚拟化实现的高DPI支持。当然现在WPF和Window store App基本上都是内置支持高DPI的。

Manifest控制

通过Manifest能避免调用SetProcessDpiAwareness 来设置。

<application xmlns="urn:schemas-microsoft-com:asm.v3">
<windowsSettings>
    <dpiAware xmlns="http://schemas.microsoft.com/SMI/2005/WindowsSettings">True/PM</dpiAware>
</windowsSettings>
</application>

dpiAware 节点即控制SetProcessDpiAwareness 的参数，使用以下值分别对应宏定义：

Process_DPI_Unaware : False
Process_System_DPI_Aware: True
Process_Per_Monitor_DPI_Aware: True/PM

一般使用 True/PM 即可保持程序的大小在不同显示器上都使用原像素大小（高分屏下窗口就显得小了）。

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