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System.Windows.Media.Visual

定义一个系统后，下一步是将像素绘制到屏幕上。Visual 类用于生成可视化对象的树，每个对象可以选择性地包含绘制指令以及有关如何呈现这些指令（剪辑、变换等）的元数据。Visual 设计为极其轻量且灵活，所以大部分功能未进行 API 公开，并且极为依赖受保护的回调函数。

Visual 实际上是到 WPF 组合系统的入口点。Visual 是以下两个子系统之间的连接点：托管 API 和非托管 milcore。

WPF 通过遍历由 milcore 管理的非托管数据结构来显示数据。这些结构（称为组合节点）代表层次结构显示树，其中每个节点都有呈现指令。只能通过消息传递协议来访问此树（下图右侧所示）。

当对 WPF 编程时，您将创建 Visual 元素及派生的类型，它们通过此消息传递协议在内部与此组合树进行通信。WPF 中的每个 Visual 可以不创建组合节点，也可以创建一个或多个组合节点。

请注意一个非常重要的体系结构细节 – 可视对象和绘制指令的整个树都要进行缓存。在图形方面，WPF 使用一个保留的呈现系统。这可以使系统以一个高刷新率重绘系统，并且不会发生组合系统阻止对用户代码的回调。这有助于防止出现应用程序无响应的情况。

关系图中不十分引人注意的另一个重要细节是系统实际上如何执行组合。

在 User32 和 GDI 中，系统是在一个即时模式剪辑系统上工作。当需要呈现一个组件时，系统会建立一个剪辑边界，不允许组件接触该边界之外的像素，然后会要求此组件在该框中绘 制像素。此系统在内存受限的系统上工作良好，因为当某些内容更改时，只需要处理受影响的组件即可 – 不会有两个组件对一个像素的颜色更改起作用。

WPF 使用“绘画器的算法”绘制模型。这意味着并不是剪辑每个组件，而是要求从显示内容的背面至正面来呈现每个组件。这允许每个组件在先前的组件的显示内容上绘 制。此模型的优点是您可以生成部分透明的复杂形状。与现今的现代图形硬件比较，此模型相对要快（创建 User32/ GDI 的情况除外）。

如上面所述，WPF 的一个核心原理是移动到一个更具声明性且“以属性为核心”的编程模型。在可视化系统中，这会表现为需要关注的两种情况。

首先，如果您考虑保留的模式图形系统，则实际上是从命令性 DrawLine/DrawLine 类型模型移动到面向数据的模型 new Line()/new Line()。通过这一向数据驱动的呈现移动，可以在使用属性表达的绘制指令上进行复杂的操作。从 Drawing 派生的类型实际上是用于呈现的对象模型。

第二，如果评估动画系统，您将看到它几乎是完全声明性的。无需要求开发人员计算下一位置或下一颜色，您可以将动画表示为动画对象上的一组属性。于 是，这些动画可以表示开发人员或设计人员的意图（在 5 秒内将此按钮从一个位置移动到另一个位置），系统就可以确定完成此任务的最有效方式。

System.Windows.UIElement

UIElement 定义核心子系统，包括 Layout、Input 和 Event。

Layout 是 WPF 中的一个核心概念。在许多系统中，可能有一组固定的布局模型（HTML 支持三种布局模型：流、绝对和表），也可能没有布局模型（User32 实际仅支持绝对定位）。WPF 先假设开发人员和设计人员希望有一个灵活的可扩展布局模型，该模型可能是由属性值而不是命令性逻辑驱动的。在 UIElement 级别，会引入布局的基本协定 - 具有 Measure 和 Arrange 处理过程的两阶段模型。

Measure 允许组件确定它要采用的大小。此阶段独立于 Arrange，因为在许多情形下，父元素会要求子元素测量若干次以确定其最佳位置和大小。父元素要求子元素测量这一事实体现了 WPF 的另一关键原则 – 内容大小。WPF 中的所有控件支持调整到内容原始大小的功能。这使本地化更加容易，并允许在调整大小时对元素进行动态布局。Arrange 阶段允许父元素定位并确定每个子元素的最终大小。

通常会花费大量的时间来讨论 WPF 的输出端（Visual 及其相关对象）。然而，在输入端也有许多创新。WPF 输入模型的最基本更改也许是一致模型，输入事件通过系统借助此模型进行路由。

输入是作为内核模式设备驱动程序上的信号发出的，并通过涉及 Windows 内核和 User32 的复杂进程路由到正确的进程和线程。与输入相对应的 User32 消息一旦路由到 WPF，它就会转换为 WPF 原始输入消息，并发送到调度程序。WPF 允许原始输入事件转换为多个实际事件，允许在保证传递到位的情况下在较低的系统级别实现类似“MouseEnter”的功能。

每个输入事件至少会转换为两个事件 – “预览”事件和实际事件。WPF 中的所有事件都具有通过元素树路由的概念。如果事件从目标向上遍历树直到根，则被称为“冒泡”，如果从根开始向下遍历到目标，它们被称为“隧道”。输入预 览事件隧道，使树中的任何元素都有机会筛选事件或对事件采取操作。然后，常规（非预览）事件将从目标向上冒泡到根。

分割隧道和冒泡阶段使快捷键等功能在复合世界中表现一致。在 User32 中，您可以通过使用一个全局表来实现快捷键，该表中包含您希望支持的所有快捷键（Ctrl+N 映射为“新建”）。在应用程序的调度程序中，您可以调用 TranslateAccelerator，它会探查 User32 中的输入消息，并确定是否有任何消息与已注册的快捷键匹配。在 WPF 中，上述内容不会起作用，因为系统是完全“可组合”的 – 任何元素都可以处理和使用任何快捷键。将这个两阶段模型用于输入，将允许组件实现其自己的TranslateAccelerator"。

为了进一步深化此功能，UIElement 还引入了 CommandBindings 的概念。WPF 命令系统允许开发人员以命令终结点（一种用于实现 ICommand 的功能）的方式定义功能。命令绑定使元素可以定义输入笔势 (Ctrl+N) 和命令（“新建”）之间的映射。输入笔势和命令定义都是可扩展的，并且可以在使用时联系到一起。这使得一些操作（例如，允许最终用户自定义其要在应用程序 内使用的键绑定）显得无关紧要。

至此，本主题已重点讨论了 WPF 的“核心”功能 - PresentationCore 程序集中实现的功能。当生成 WPF 时，基础部分（例如带有 Measure 和 Arrange 的布局的协定）和框架部分（例如 Grid 的特定布局的实现）之间的明确划分是希望的结果。目标就是提供在堆栈中处于较低位置的可扩展性点，这将允许外部开发人员可以在需要时创建自己的框架。