C# wpf 使用GDI+实现截屏

wpf截屏系列
第一章 使用GDI+实现截屏（本章）
第二章 使用DockPanel制作截屏框
第三章 实现截屏框实时截屏
第四章 使用ffmpeg命令行实现录屏

文章目录
wpf截屏系列
前言
一、引用System.Drawing
方法一、引用系统程序集
方法二、NuGet获取跨平台Drawing
二、实现截屏
1.简单截屏
2.绘制鼠标
3.转换成wpf对象
4.屏幕采集
三、完整代码
四、使用示例
1.截屏
2.屏幕采集
示例一、显示桌面
示例二、动态调整参数
总结
前言
wpf做屏幕录制或者屏幕广播之类的功能时需要实现截屏，在C#中比较容易实现的截屏方法是使用GDI+，本文将展示使用GDI+截屏的具体实现方案，包括如何绘制鼠标，按帧率采集屏幕、将GDI+对象转成wpf对象等。

一、引用System.Drawing
在wpf中使用GDI+功能需要引入System.Drawing库，有2种方式：在.net framework中直接引用系统库即可。在.net core中可以引用mono实现的跨平台的System.Drawing，提供接口与系统程序集是一模一样的，而且性能略好一些。

方法一、引用系统程序集
1、右键引用

2、搜索drawing，勾选后确定即可。

方法二、NuGet获取跨平台Drawing
在.net core中无法引用系统的Drawing，只能通过Nuget获取跨平台Drawing。
1、右键引用打开NuGet界面

2、搜索drawing并安装

二、实现截屏
1.简单截屏
简单的截屏只需几行代码即可实现：

/// <summary>
/// 截取一帧图片
/// </summary>
/// <param name="x">x坐标</param>
/// <param name="y">y坐标</param>
/// <param name="width">宽</param>
/// <param name="height">高</param>
/// <returns>截屏后的位图对象，需要调用Dispose手动释放资源。</returns>
public static System.Drawing.Bitmap Snapshot(int x, int y, int width, int height)
{
System.Drawing.Bitmap bitmap = new System.Drawing.Bitmap(width, height, System.Drawing.Imaging.PixelFormat.Format32bppArgb);
using (System.Drawing.Graphics graphics = System.Drawing.Graphics.FromImage(bitmap))
{
graphics.CopyFromScreen(x, y, 0, 0, new System.Drawing.Size(width, height), System.Drawing.CopyPixelOperation.SourceCopy);
}
return bitmap;
}

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2.绘制鼠标
上述方式实现的截屏是没有鼠标的，如果要显示鼠标则需要我们手动绘制，通过获取鼠标的icon绘制到背景图像中。绘制鼠标需要用到win32Api以及gdi的rop。大致步骤如下（示例）：

CURSORINFO ci;
ICONINFO info = new ICONINFO();
ci.cbSize = Marshal.SizeOf(typeof(CURSORINFO));
if (GetCursorInfo(out ci))
{
if (GetIconInfo(ci.hCursor, info))
{
if (异或光标)
{
使用gdi的rop绘制
}
else
{
using (var icon = System.Drawing.Icon.FromHandle(ci.hCursor))
{
graphics.DrawIcon(icon, mouseX, mouseY);
}
}
}
}

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3.转换成wpf对象
参考我的另一篇文章《C# wpf Bitmap转换成WriteableBitmap（BitmapSource）的方法》

4.屏幕采集
基于上面的实现加上开线程及循环截屏就可以做到屏幕采集了。示例代码如下：

System.Drawing.Bitmap bitmap = new System.Drawing.Bitmap(width, height, System.Drawing.Imaging.PixelFormat.Format32bppArgb);
using (System.Drawing.Graphics graphics = System.Drawing.Graphics.FromImage(bitmap))
{
while (!_exitFlag)
{
graphics.CopyFromScreen(x, y, 0, 0, new System.Drawing.Size(width, height), System.Drawing.CopyPixelOperation.SourceCopy);
//绘制鼠标
...
//绘制鼠标--end
//将位图数据写入wpf对象、编码推流等
...
//将位图数据写入wpf对象、编码推流等--end
Thread.Sleep(帧率延时);
}
}
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三、完整代码
通过上述方法得到的接口设计如下（不含具体实现）：

/// <summary>
/// 截屏事件参数
/// </summary>
public class ScreenCaptureEventArgs : EventArgs
{
/// <summary>
/// 像素格式
/// </summary>
public System.Drawing.Imaging.PixelFormat PixelFormat { set; get; }
/// <summary>
/// 图像宽
/// </summary>
public int Width { set; get; }
/// <summary>
/// 图像高
/// </summary>
public int Height { set; get; }
}
/// <summary>
/// 截屏数据事件参数
/// </summary>
public class ScreenCaptureDataEventArgs : ScreenCaptureEventArgs
{
/// <summary>
/// 图像数据
/// </summary>
public IntPtr Data { set; get; }
/// <summary>
/// 数据长度
/// </summary>
public int Length { set; get; }
/// <summary>
/// 一行数据长度
/// </summary>
public int Stride { set; get; }
}
/// <summary>
/// 数值类型
/// </summary>
public enum ScreenCaptureValueType
{
/// <summary>
/// 实际值
/// </summary>
TrueValue,
/// <summary>
/// 按比例计算
/// </summary>
RadioValue
}
/// <summary>
/// 截屏对象
/// </summary>
public class ScreenCapture
{
/// <summary>
/// 截屏事件，每截取一帧都会回调
/// </summary>
public event EventHandler<ScreenCaptureDataEventArgs> Captured;
/// <summary>
/// 截屏开始时回调
/// </summary>
public event EventHandler<ScreenCaptureEventArgs> Started;
/// <summary>
/// 结束时回调
/// </summary>
public event EventHandler Stoped;
/// <summary>
/// 截屏是否已停止
/// </summary>
public bool IsStoped { private set; get; }
/// <summary>
/// 是否截取鼠标
/// </summary>
public bool IsPaintMouse { set; get; } = true;
/// <summary>
/// 截屏区域的计算方式
/// TrueValue为实际值。RatioValue为比例值，范围0-1，全屏设为0,0,1,1，则无论任何设备任何分辨率都是截取全屏。
/// </summary>
public ScreenCaptureValueType ClipRectValueType { private set; get; } = ScreenCaptureValueType.RadioValue;
/// <summary>
/// 截屏区域X坐标
/// </summary>
public double ClipX { private set; get; } = 0;
/// <summary>
/// 截屏区域Y坐标
/// </summary>
public double ClipY { private set; get; } = 0;
/// <summary>
/// 截屏区域宽
/// </summary>
public double ClipWidth { private set; get; } = 1;
/// <summary>
/// 截屏区域高
/// </summary>
public double ClipHeight { private set; get; } = 1;
/// <summary>
/// 截屏帧率
/// </summary>
public double Framerate{ set; get; }=30;
/// <summary>
/// 设置截屏区域
/// </summary>
/// <param name="x">x坐标</param>
/// <param name="y">y坐标</param>
/// <param name="width">宽</param>
/// <param name="height">高</param>
/// <param name="valueType">TrueValue为实际值。RatioValue为比例值，范围0-1，全屏设为0,0,1,1，则无论任何设备任何分辨率都是截取全屏。</param>
public void SetClipRect(double x, double y, double width, double height, ScreenCaptureValueType valueType);
/// <summary>
/// 启动屏幕采集
/// </summary>
public void Start();
/// <summary>
/// 停止屏幕采集
/// 异步方法，Stoped事件为真正的停止。
/// </summary>
public void Stop();
/// <summary>
/// 截取一帧图片
/// </summary>
/// <param name="x">x坐标</param>
/// <param name="y">y坐标</param>
/// <param name="width">宽</param>
/// <param name="height">高</param>
/// <param name="isPaintMouse">是否绘制鼠标</param>
/// <returns>截屏后的位图对象，需要调用Dispose手动释放资源。</returns>
public static System.Drawing.Bitmap Snapshot(int x, int y, int width, int height, bool isPaintMouse);

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完整代码如下：
https://download.csdn.net/download/u013113678/71984470

四、使用示例
1.截屏
xaml

<Window x:Class="WpfScreenCaptureGdi.MainWindow"
xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"
xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml"
xmlns:d="http://schemas.microsoft.com/expression/blend/2008"
xmlns:mc="http://schemas.openxmlformats.org/markup-compatibility/2006"
xmlns:local="clr-namespace:WpfScreenCaptureGdi"
mc:Ignorable="d"
Title="MainWindow" Height="450" Width="800">
<Grid Cursor="Cross">
<Image x:Name="img" ></Image>
</Grid>
</Window>
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public MainWindow()
{
InitializeComponent();
var bm = ScreenCapture.Snapshot(0, 0, 1920, 1080, true);
var wb = BitmapInterop.BitmapToWriteableBitmap(bm);
img.Source = wb;
bm.Dispose();
}
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效果预览：

2.屏幕采集
示例一、显示桌面
xaml

<Window x:Class="WpfScreenCaptureGdi.MainWindow"
xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"
xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml"
xmlns:d="http://schemas.microsoft.com/expression/blend/2008"
xmlns:mc="http://schemas.openxmlformats.org/markup-compatibility/2006"
xmlns:local="clr-namespace:WpfScreenCaptureGdi"
mc:Ignorable="d"
Title="MainWindow" Height="450" Width="800"
Closing="Window_Closing"
>
<Grid Cursor="Cross">
<Image x:Name="img" ></Image>
</Grid>
</Window>
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cs

ScreenCapture sc = new ScreenCapture();
public MainWindow()
{
InitializeComponent();
//注册事件
sc.Captured += Sc_Captured;
sc.Started += Sc_Started;
//开始采集
sc.Start();
}

private void Sc_Started(object sender, ScreenCaptureEventArgs e)
{
Dispatcher.Invoke(() =>
{
//初始化位图对象
img.Source = BitmapInterop.CreateCompatibleWriteableBitmap(e.Width, e.Height, e.PixelFormat);
});
}

private void Sc_Captured(object sender, ScreenCaptureDataEventArgs e)
{
//采集的画面用于显示
Dispatcher.Invoke(() =>
{
var wb = img.Source as WriteableBitmap;
if (wb.Width < e.Width || wb.Height < e.Height)
//宽高改变了重新初始化位图对象
{
wb = BitmapInterop.CreateCompatibleWriteableBitmap(e.Width, e.Height, e.PixelFormat);
img.Source = wb;
}
wb.WritePixels(new Int32Rect(0, 0, e.Width, e.Height), e.Data, e.Length, e.Stride, 0, 0);
});
}

private void Window_Closing(object sender, System.ComponentModel.CancelEventArgs e)
{
//异步的方式退出才不会造成死锁
if (!sc.IsStoped)
{
sc.Stop();
sc.Stoped += (s, e) =>
{
Dispatcher.Invoke(() =>
{
Close();
});
};
e.Cancel = true;
}
}

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示例二、动态调整参数
可以在采集过程中动态调整参数，比如采集区域、帧率、鼠标绘制。
在示例一的基础上添加如下代码：

//测试动态调整参数
var t = new Thread(() =>
{
while (true)
{
for (int i = 1; i <= 100; i++)
{
sc.SetClipRect(0, 0, i / 100.0, i / 100.0, ScreenCaptureValueType.RadioValue);
Thread.Sleep(100);
}
for (int i = 1; i <= 1920; i++)
{
sc.SetClipRect(0, 0, i, 1080, ScreenCaptureValueType.TrueValue);
Thread.Sleep(1);
}
}
});
t.IsBackground = true;
t.Start();
//测试动态调整参数 --end

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效果预览：

总结
以上就是今天要讲的内容，本文简单介绍GDI+截屏的方法，添加鼠标的实现以及将GDI+对象转换成wpf对象，和屏幕采集的实现，总的来说不算是特别容易，原理很简单但是有不少细节需要处理，尤其是调试中出现资源释放问题，需要有c++开发的意识，才能很好的定位和解决问题。
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