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Windows Presentation Foundation

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Windows Presentation Foundation（WPF）是美国微软公司推出.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层开发框架，微软视其为下一代用户界面技术，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。在基于XAML与JavaScript之下，可跨越各种平台，目前WPF/E已演化为Microsoft Silverlight，担负微软在丰富互联网应用程序领域，并正面与Adobe Flash竞争的产品。

特征

WPF部分之特征如下：

绘图服务

  • 所有的图形皆可由Direct3D产生。
    • 目标在于统一各种显示图形。
    • Windows可以透过Direct3D来减轻在绘图任务上的负荷，这项技术乃基于电脑显卡的绘图处理单元（Graphics Processing Unit）。
    • 支持向量绘图（vector graphic）。
    • 支持3D透视图并且影响2D应用程式。

布署

  • WPF不仅仅是建立传统的独立程序（standalone applications）。其部署方式可分成两类：standalone与XAML Browser Applications（XBAP）观点。这些布署方式在程序的撰写上大致类似。
    • 独立程序之安装方式可以借由ClickOnce或微软安装器（MSI）完成。独立程序可被视为完全信任（full trust）具有完全存取系统资源的优点。
    • XAML Browser Application（XBAPs）是一种寄宿于网页浏览器上的程序，像是Internet Explorer。寄宿的程序可获取部分信任（partial trust）的沙箱（sandbox）环境之下，且无法获取完整的系统资源，WPF的功能亦无法完全发挥。寄宿的环境必须有意地防卫恶意的代码。从网页上执行XBAP（读音"ex-bap"）必须是毫无破绽的（没有安全性或安装提示）。虽然这样的寄宿程序在感观上与传统微软的DLL（out of process）有相异处。

互操作性

  • WPF可与Win32互相操作：经由主导（hosting）机制，可以在Win32码之下使用Windows Presentation Foundation，或是在Windows Presentation Foundation环境下使用Win32代码[2]。
  • Windows Forms的互操作性亦可利用ElementHost（继承自System.Windows.Forms.ContainerControl）以及WindowsFormsHost（继承自System.Windows.Forms.Integration）等类别达成，同时提供了Host Avalon Element的能力。

媒体播放

  • WPF针对2D图形提供形状基元（shape primitives），内建笔刷（brushes）、画笔（pens）、几何（geometries），与变形（transforms）。
  • WPF以Direct3D提供完整的3D功能。但是，WPF提供更完整的集成性在于用户界面上（UI）、文件（documents），与媒体（media）。这使得尽可以实现3D UI, 3D文件，和3D媒体。
  • 支持了大量的图帧式（image formats）。
  • WPF支持大量影音格式，如：WMV，MPEG以及某些AVI档。
  • WPF支持以时间为基础的动画效果，不同于以帧为基础的处理方式。如此动画的速度与系统性能就不会有所关连。
  • 文件的呈现支持ClearType，这提供一种次像素（sub-pixel）定位功能，强化其自然风格。WPF同时支持OpenType字体样式。

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伺服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

数据绑定在展示层并无太大负担。WPF提供有数据模板（data templates）来控制这些数据。

用户界面

  • WPF提供了内建组件控件集合，包括有按钮（button）、菜单（menu）、列表盒（list box）等。
  • WPF的逻辑层与外观展示层已形成强力的分离模式。
    • 组件的外貌样品可以被完全改写。

文件

对OpenType的支持包括：

工具

在以往Win32应用程式发展时，绝大多数的工作都由开发人员（Developer）来处理，美术设计人员（Designer）可以涉入的相当有限，而且在Win32 API时代，要在用户界面中实现特效的话，都需要撰写大量的代码才可以做到。

在WPF中，因为大多数的用户界面元素都可以利用XAML来宣告，因此微软试着要将Designer和Developer结合在一起，如此可以让Designer可以充份发挥，并且Developer也不用伤脑筋在外观设计上，微软的Designer工具为Microsoft Expression产品集，其中的Expression Blend即为设计WPF应用程式的设计工具，它也可以用来设计Silverlight程序。

开发人员仍然可以使用Visual Studio来开发WPF应用程式，在Visual Studio中内含WPF Designer可供开发人员使用。

WPF/E

主条目：Silverlight

WPF/E发展初期为微软计划将WPF推向各平台的计划，目前此计划已经被发展成为Silverlight技术。

WPF应用程式

WPF是下一代图形API在桌面上的延伸。以WPF撰写应用程式，具有更高的视觉质量。下表列出微软自家的产品或是第三协力厂商的主力产品：

主条目：List of WPF applications

发行历史

系列 版本 发布日期 重要变更／事项 一同发布的产品
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 高清晰度 (High Dots Per Inch; HDPI) 改善；触控行为焦点 (Touch) 改善；程序子视窗透明 (Transparent child window) 支持 Visual Studio 2015


参考资料

  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

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