【WPF】学习笔记（三）——这个家伙跟电子签名板有个约定

这篇博客依旧是以电子签名板为基础而展开的，主要是对前文（【WPF】学习笔记（一）——做一个简单的电子签名板）存在的部分问题进行解释，以及部分小功能的添加。由于这篇博客是建立在学习笔记一的基础上的，所以希望各位在正式阅览本文之前，对前文有一个大体的了解。

先简单谈谈这篇博客的目标：1.解决前文将电子签名保存至本地时存在的问题  2.为电子签名加上水印（文本） 3.全局异常捕获、是否以管理员权限运行、防止应用多开这些小功能的实现

1. 解决前文将电子签名保存至本地时存在的问题

1.1 前文存在的问题

很抱歉最初在写WPF学习笔记一的时候没有发现这个问题，并给部分童鞋带来了一定的误导，接下来请容我小小的说明一下。如图，之前的方式虽然能将签（涂）名（鸦）完整地保存下来，但实际上，签名的截图只是成为了整个图片的一部分，而不是全部（额~就是那块很尴尬的透明边框啦）。那如果我们只是想要把需要的那部分保留下来，该怎么办呢？

1.2 初步解决问题的方法

考虑使用图片裁剪的方法，只将所需要的部分给裁下来就可以了。接下来为大家提供一个图片裁剪的方法：

/// <summary>
/// 图片裁剪
/// </summary>
/// <param name="bmpSource">用于裁剪的图片</param>
/// <param name="rect">需要裁剪(保留)的区域</param>
/// <param name="dpiX">横向dpi</param>
/// <param name="dpiY">纵向dpi</param>
/// <returns></returns>
public static BitmapSource Clip(this BitmapSource bmpSource, Int32Rect rect, double dpiX, double dpiY)
{
    /* BitsPerPixel表示每个像素占多少位(PixelFormats.Pbgra32为32位) */
    var stride = bmpSource.Format.BitsPerPixel * rect.Width / 8;
    var bytes = new byte[rect.Height * stride];
    bmpSource.CopyPixels(rect, bytes, stride, 0);

    return BitmapSource.Create(rect.Width, rect.Height, dpiX, dpiY, PixelFormats.Pbgra32, null, bytes, stride);
}

方法很简单，按照套路走就行了（提供需要裁剪的图片以及需要保留的区域等信息）。

需要说明一下的是：

     A.由于在之前的程序中使用的dpi是72，所以调用这个方法时，传入的dpi参数也应该对应地使用72。

     B.为了方便图片裁剪，可以在保存签名的时候，将签名部分移动到最左上角的位置（移动方法稍后进行详细说明）

而后我们可能会有这么一个问题：裁剪后的图片在尺寸方面不太符合我们预期的目标（裁剪以后尺寸就变小了），所以接下来再为各位提供一个简单的图片缩放的方法：

// scaleX表示横向缩放比，scaleY表示纵向缩放比
TransformedBitmap scaledSource = bmpSource.Transform(new ScaleTransform(scaleX, scaleY));

/// <summary>
/// 图片变换
/// </summary>
/// <param name="bmpSource">用于变换的图片</param>
/// <param name="transform">变换内容</param>
/// <returns></returns>
public static TransformedBitmap Transform(this BitmapSource bmpSource, Transform transform)
{
    return new TransformedBitmap(bmpSource, transform);
}

需要注意的一点是：这个地方不是操作矢量图，所以缩放效果并不好（放大图片的情况下会导致图片失真）

现在，我们来总结一下：这个部分提供的解决方案是建立在前文的思想基础上的，但最终的效果顶多只能算是差强人意。那有没有更好的解决方案呢？于是我们需要分析下造成问题的根本原因。

1.3 造成问题的根本原因

可以很明确地说，原因的根源就在于前文提到的dpi设置问题。即下图展示的这行代码：

1.4 问题分析与解决

我们先来确定两个知识点：A.Windows下默认dpi是96  B.dpi设置的大小会直接影响签名结果的缩放

由于我们将dpi设置为了72，因此最终渲染出来的签名部分实际上是缩小后的结果

于是我们应该观察一下将前文中的dpi修改为默认dpi的结果：

我们发现，图片并没有被完整地保存下来（这也是之前我将dpi设置为72的原因），而且我们发现：在保存的图片中，签名部分距离图片左边和上边都有一定的距离（有一定的偏移量）。于是我们可以作出这样一个猜想：是不是由于这个偏移量导致了图片显示不全呢？

接下来我们就尝试将在保存截图前将这个偏移量消除掉：

/* 为了方便对比，这里同时贴上了之前的写法 */

/* 之前的写法 */
var renderBitmap = new RenderTargetBitmap((int)ink.ActualWidth, (int)ink.ActualHeight, 96d, 96d, PixelFormats.Pbgra32);
renderBitmap.Render(ink);


/* 现在的写法 */
var renderBitmap = new RenderTargetBitmap((int)ink.ActualWidth, (int)ink.ActualHeight, 96d, 96d, PixelFormats.Pbgra32);

DrawingVisual drawingVisual = new DrawingVisual();
using (DrawingContext context = drawingVisual.RenderOpen())
{
    var visualBrush = new VisualBrush(ink);
    context.DrawRectangle(visualBrush, null, new Rect(new Point(), ink.RenderSize));
}

renderBitmap.Render(drawingVisual);

可以看出来，在后一个写法中以控件ink为基础，渲染了一个对应的Visual，我们将这个Visual放置在左上角，并最终用这个Visual来渲染出最终的截图。看看运行的效果：

嗯O(∩_∩)O，我给满分！！

2. 加水印

主要是遇上了这么一个需求：给用户签名的截图打上水印文本，标识用户签名的时间等信息

好吧，这个问题的解决方案在网上一搜一大把，我在此就仅仅将自己写的方法作个简单的展示吧，如果能为各位提供一点点参考便再好不过了：

/// <summary>
/// 为图片添加水印文字，并将结果保存至输出目录
/// </summary>
/// <param name="srcpath">源图片完整路径</param>
/// <param name="tarpath">输出路径</param>
/// <param name="text">水印文字</param>
/// <param name="font">文字信息，默认"宋体", 15, FontStyle.Regular</param>
/// <param name="brush">水印画刷</param>
/// <param name="ratioEnabled">是否按照比例给定水印偏移量</param>
/// <param name="lateralOffset">横向偏移量的值或者比例。若给定偏移比例，则应当为一个[-1, 1]区间的数值，-1表示居左，0表示居中，1表示居右</param>
/// <param name="longitudinalOffset">纵向偏移量的值或者比例。若给定偏移比例，则应当为一个[-1, 1]区间的数值，-1表示置顶，0表示居中，1表示置底</param>
/// <returns></returns>
public static bool AddWaterText(string srcpath, string tarpath, string text, Font font, System.Drawing.Brush brush, bool ratioEnabled = true, float lateralOffset = 1, float longitudinalOffset = 1)
{
    bool res = false;

    try
    {
        var img = Image.FromFile(srcpath);

        // 新建与原图等大的空白位图
        var bmp = new Bitmap(img.Width, img.Height, System.Drawing.Imaging.PixelFormat.Format32bppRgb);
        bmp.SetResolution(96f, 96f); // 由于Windows默认dpi为96，这一行代码可以省略。修改此处的值可以对水印文字进行缩放。

        var graphics = Graphics.FromImage(bmp);
        graphics.Clear(System.Drawing.Color.Transparent);
        graphics.InterpolationMode = System.Drawing.Drawing2D.InterpolationMode.High;
        graphics.SmoothingMode = System.Drawing.Drawing2D.SmoothingMode.HighQuality;

        // 将图片绘制到位图上
        graphics.DrawImage(img, new Rectangle(0, 0, img.Width, img.Height), 0, 0, img.Width, img.Height, GraphicsUnit.Pixel);

        // 水印占据空间测量
        font = font ?? new Font("宋体", 15, System.Drawing.FontStyle.Bold);
        var markSize = graphics.MeasureString(text, font);

        // 水印位置计算
        var offsetX = lateralOffset; // 根据给定的偏移量计算位置
        var offsetY = longitudinalOffset;
        
        if(ratioEnabled) // 根据给定的偏移比例计算位置
        {
            // 计算空白区域中心点位置
            var hcenter = (img.Width - markSize.Width) / 2;
            var vcenter = (img.Height - markSize.Height) / 2;

            // 确保偏移系数在[-1, 1]范围内
            lateralOffset = lateralOffset < -1 ? -1 : (lateralOffset > 1 ? 1 : lateralOffset);
            longitudinalOffset = longitudinalOffset < -1 ? -1 : (longitudinalOffset > 1 ? 1 : longitudinalOffset);

            // 偏移量
            offsetX = hcenter + lateralOffset * hcenter;
            offsetY = vcenter + longitudinalOffset * vcenter;
        }

        // 将水印绘制到位图上
        graphics.DrawString(text, font, brush, offsetX, offsetY);

        // 释放img占用的资源，避免tarpath == srcpath的情况下因文件资源被占用导致的报错
        img.Dispose();

        // 将处理后的位图保存至输出目录
        var imgFormat = tarpath.EndsWith(".jpg") ? System.Drawing.Imaging.ImageFormat.Jpeg : System.Drawing.Imaging.ImageFormat.Png;
        bmp.Save(tarpath, imgFormat);

        res = true;
    }
    catch { }

    return res;
}

稍微看一下测试结果：

3. 几个小功能的实现

这里实现的几个小功能都很基础，在编程过程中也有可能使用到，所以在这里简单的写一写。

PS：这几个小功能都编写在App.xaml.cs这个文件中

3.1 全局异常捕获

个人认为：没有加上全局异常捕获的应用不能算是完整的应用。因为当应用的功能堆积到一定程度的情况下，往往总会有意想不到的情况发生，如果没有全局异常捕获，那么平时没有处理到的异常就容易导致应用闪退，造成比较糟糕的用户体验。

把这个功能放到对应的构造函数App()中，或者override（我比较愿意称它为覆写）的OnStartup方法中都是比较好的。主要需要处理的异常有三类：Task的异常、UI线程的异常和非UI线程的异常

// 这篇博客有详细解释: https://www.mgenware.com/blog/?p=231
// 主要是处理Task执行中抛出的异常，通常在垃圾回收时终结器执行线程中被抛出
TaskScheduler.UnobservedTaskException += (s, e) =>
{
    // TODO：可以进行把异常信息写到日志文件之类的处理


    // 使未觉察异常被觉察到
    e.SetObserved();
};

// 处理应用程序域内的未处理异常（非UI线程异常）
AppDomain.CurrentDomain.UnhandledException += (s, e) =>
{
    // TODO：可以进行把异常信息写到日志文件之类的处理
    
};

// 处理UI线程的异常
this.DispatcherUnhandledException += (s, e) =>
{
    // TODO：可以进行把异常信息写到日志文件之类的处理


    e.Handled = true;
};

3.2 是否以管理员权限运行

/// <summary>
/// 判断是否以管理员权限运行
/// </summary>
/// <returns></returns>
private bool IsAdmin()
{
    var current = WindowsIdentity.GetCurrent();
    var principal = new WindowsPrincipal(current);

    return principal.IsInRole(WindowsBuiltInRole.Administrator);
}

3.3 防止应用多开

对于这个问题，我个人并没有进行太深入的研究，只是大概知道下面这种方式是可行，这个部分仅为各位提供一个参考。如果想要了解详情，建议搜索并了解更多相关知识。在StackOverflow中，有这么一篇帖子： http://stackoverflow.com/questions/646480/is-using-a-mutex-to-prevent-multiple-instances-of-the-same-program-from-running，感兴趣的童鞋可以了解下。

// 设置为全局变量，保证其生命周期
Mutex mutex;

private void App_Startup(object sender, StartupEventArgs e)
{
    bool res;

    mutex = new Mutex(true, "Lary.Wpf.Demo", out res);

    if (!res)
    {
        MessageBox.Show("咳咳，不允许双开的哈( ‵▽′)ψ");

        Environment.Exit(0);
    }
}

 4. Demo

https://files.cnblogs.com/files/lary/UserSignatureDemo_20170514.rar