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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及以後版本的組成部分之一,它是一套基於XML.NET Framework向量繪圖技術的展示層開發框架,微軟視其為下一代使用者介面技術,廣泛被用於Windows Vista的界面開發。其早期開發階段的代號為「Avalon[1]

WPF使用一種新的XAML(eXtensible Application Markup Language)語言來開發界面。同時WPF自帶MVVM(Model-ViewModel-View)框架,這種設計模式將把界面開發以及後台邏輯很好的分開,降低了耦合度,使用戶界面設計師與程序開發者能更好的合作,降低維護和更新的成本。

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,擔負微軟在豐富互聯網應用程序領域,並正面與Adobe Flash競爭的產品。

特徵

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WPF部份之特徵如下:

繪圖服務

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  • 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

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  • 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藉由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

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  • 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

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  • 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。

數據綁定

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數據綁定是在應用 UI 與其顯示的數據之間建立連接的過程。 如果綁定具有正確的設置,並且數據提供適當的通知,則在數據更改其值時,綁定到該數據的元素會自動反映更改。 數據綁定還意味着,如果元素中數據的外部表示形式發生更改,則基礎數據可以自動進行更新以反映更改。 例如,如果用戶編輯 TextBox 元素中的值,則基礎數據值會自動更新以反映該更改。

數據綁定的典型用法是將服務器或本地配置數據放置到窗體或其他 UI 控件中。 此概念在 WPF 中得到擴展,包括將大量屬性綁定到不同類型的數據源。 在 WPF 中,元素的依賴屬性可以綁定到 .NET 對象(包括 ADO.NET 對象或與 Web 服務和 Web 屬性關聯的對象)和 XML 數據。數據綁定的方式一共有四種:

  • 通過 OneWay 綁定,對源屬性的更改會自動更新目標屬性,但對目標屬性的更改不會傳播回源屬性。 如果綁定的控件為隱式只讀,則此類型的綁定適用。 例如,可能會綁定到股票行情自動收錄器這樣的源,也可能目標屬性沒有用於進行更改的控件接口(例如表的數據綁定背景色)。 如果無需監視目標屬性的更改,則使用 OneWay 綁定模式可避免 TwoWay 綁定模式的系統開銷。
  • 通過 TwoWay 綁定,更改源屬性或目標屬性時會自動更新另一方。 此類型的綁定適用於可編輯窗體或其他完全交互式 UI 方案。 大多數屬性默認為 OneWay 綁定,但某些依賴屬性(通常為用戶可編輯控件的屬性,例如 TextBox.Text 和 CheckBox.IsChecked)默認為 TwoWay 綁定。 用於確定依賴屬性綁定在默認情況下是單向還是雙向的編程方法是:使用 DependencyProperty.GetMetadata 獲取屬性元數據,然後檢查 FrameworkPropertyMetadata.BindsTwoWayByDefault 屬性的布爾值。
  • OneWayToSource 綁定與 OneWay 綁定相反;當目標屬性更改時,它會更新源屬性。 一個示例方案是只需要從 UI 重新計算源值的情況。
  • OneTime 綁定未在圖中顯示,該綁定會使源屬性初始化目標屬性,但不傳播後續更改。 如果數據上下文發生更改,或者數據上下文中的對象發生更改,則更改不會在目標屬性中反映。 如果適合使用當前狀態的快照或數據實際為靜態數據,則此類型的綁定適合。 如果你想使用源屬性中的某個值來初始化目標屬性,且提前不知道數據上下文,則此類型的綁定也有用。 此模式實質上是 OneWay 綁定的一種簡化形式,它在源值不更改的情況下提供更好的性能

數據綁定在展示層並無太大負擔。WPF提供有數據模板(data templates)來控制這些數據。

使用者介面

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  • 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

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對OpenType的支援包括:

工具

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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

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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

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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

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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


參考資料

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

外部連結

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