新版的QQ在截图时加入了窗口自动识别的功能,能根据鼠标的位置自动画出下面窗口的轮廓。今天有人在论坛上问起这个问题,下面我们来探讨这个功能的实现原理。

首先我们要明白截图软件的基本原理,截图时实际上是新建了一个全屏窗口,然后将当前桌面的截图画在上面,大部分截图软件,包括QQ都是这么做的。根据鼠标位置获取下层窗口,有好几个类似的API可以用(WindowFromPoint, ChildWindowFromPoint, ChildWindowFromPointEx,RealChildWindowFromPoint)。

这里我们重点关注ChildWindowFromPointEx,因为我们知道截图时有个全屏窗口覆盖在上面,通过鼠标位置去取得窗口,肯定首先取到的是这个全屏窗口,所以我们要把这个窗口过滤掉,而只有ChildWindowFromPointEx这个API有窗口过滤功能。
HWND ChildWindowFromPointEx(      

    HWND hwndParent,     POINT pt,     UINT uFlags );

Parameters

hwndParent
[in] Handle to the parent window.
pt
[in] Specifies a POINT structure that defines the client coordinates (relative to hwndParent) of the point to be checked.
uFlags
[in] Specifies which child windows to skip. This parameter can be one or more of the following values.
CWP_ALL
Does not skip any child windows
CWP_SKIPINVISIBLE
Skips invisible child windows
CWP_SKIPDISABLED
Skips disabled child windows
CWP_SKIPTRANSPARENT
Skips transparent child windows

所以我们有理由相信QQ的全屏窗口用了WS_EX_LAYERED属性,然后QQ通过调用ChildWindowFromPointEx(hWndDesktop,ptCursor, CWP_SKIPINVISIBLE|CWP_SKIPTRANSPARENT), 这样就可以过滤掉不可见的和Layered窗口,然后通过递归调用该API,就可以获取里面的子窗口了。

为了验证我们猜想,怎么可以自己建立一个Layered Window,然后用QQ截图,可以看到QQ是无法识别该窗口的。

另外我们可以在启动QQ截图后,通过Windows键激活任务栏,然后改变通过任务栏最小化或是关闭某个包含在截图内的窗口,再继续截图就会发现QQ没法识别了。这也说明了QQ截图是实时通过ChildWindowFromPointEx来获取下层窗口的。这也算是QQ截图的一个Bug。

很多截图软件却没有上述问题,我想他们应该是在开始截图时保存了桌面上所有窗口的层次关系和所在区域,后面用的都是当时保存的信息来识别的,这样即使后面下面的窗口变化了,识别也不会受到影响。

另外,有些截图软件能够识别到比窗口粒度更小的元素,比如Toolbar控件上的每个Item,他们用的应该是MSAA(Microsoft Active Accessibility),标准控件一般都支持该接口。

看到有些人对通过枚举方式识别窗口的代码感兴趣 , 下面是我的代码:
class CSCWinFilter
{
public:
    static BOOL IsFilterWindow(HWND hWnd)
    {
        _ASSERTE(hWnd != NULL);
        DWORD dwProcessID = GetCurrentProcessId();
        if(hWnd != NULL && IsWindow(hWnd))
        {
            DWORD dwWinProcessId(0);
            GetWindowThreadProcessId(hWnd, &dwWinProcessId);
            if(dwProcessID == dwWinProcessId) 
            {
                return TRUE;
            }
        }
        
        return FALSE;
    }
    
    static DWORD GetIncludeStyle()
    {
        return WS_VISIBLE;
    }
    
    static DWORD GetExcludeStyleEx()
    {
        return  WS_EX_TRANSPARENT;
    }
    
    static BOOL IsTargetPopupWindow()
    {
        return FALSE;
    }
};

class CSCWinInfo
{
public:
    HWND m_hWnd;    
    CRect m_rtWin;    //window rect
                    
    INT m_nLevel;    // 1 - pop up window  ;  2N - child window
};

//pop up win 1 (level 1).. first Z order
//        child11 (level 2)
//        child12 (level 2)
//                chilld121 (level 3)
//                chilld122 (level 3)
//                
//        child3 (level 2)
//pop up win2
//        child21 (level 2)
//        child21 (level 2)
// .
// .
//pop up winN . last Z order


template<typename CWinFilterTraits = CSCWinFilter>
class CSCWinSpy:  public CHYSingleton<CSCWinSpy>
{
public:
    BOOL SnapshotAllWinRect()
    {
        ClearData();

        // cache current window Z order when call this function
        EnumWindows(EnumWindowsSnapshotProc, 1); 
        
        return TRUE;
    }
    
    //get from current Z order of desktop
    HWND GetHWNDByPoint(CPoint pt)
    {
        m_hWndTarget = NULL;
        
        EnumWindows(EnumWindowsRealTimeProc, MAKELPARAM(pt.x, pt.y));
        
        return m_hWndTarget;
    }
    
    CRect GetWinRectByPoint(CPoint ptHit, BOOL bGetInRealTime = FALSE)
    {
        CRect rtRect(0, 0, 0, 0);
        if(bGetInRealTime) //get from current Z order
        {
            HWND hWndTarget = GetHWNDByPoint(ptHit);
            if(hWndTarget != NULL )
            {
                GetWindowRect(hWndTarget, &rtRect);
            }
        }
        else //get from snapshot cache
        {
            GetRectByPointFromSnapshot(ptHit, rtRect);
        }
        
        return rtRect;
    }
    
protected:
    static BOOL CALLBACK EnumWindowsRealTimeProc(HWND hwnd, LPARAM lParam)
    {
        if(!PtInWinRect(hwnd, CPoint(GET_X_LPARAM(lParam), GET_Y_LPARAM(lParam)))) return TRUE;
        
        if(ShouldWinBeFiltered(hwnd))  return TRUE;
        
        m_hWndTarget = hwnd;
        
        if(CWinFilterTraits::IsTargetPopupWindow()) return FALSE; //this is the target window, exit search
        
        EnumChildWindows(hwnd, EnumChildRealTimeProc, lParam);
        
        return FALSE;
    }
    
    static BOOL CALLBACK EnumChildRealTimeProc(HWND hwnd, LPARAM lParam)
    {
        if(!PtInWinRect(hwnd, CPoint(GET_X_LPARAM(lParam), GET_Y_LPARAM(lParam)))) return TRUE;
        
        if(ShouldWinBeFiltered(hwnd)) return TRUE;
        
        m_hWndTarget = hwnd;
        EnumChildWindows(hwnd, EnumChildRealTimeProc, lParam);
        
        return FALSE;
    }
    
protected:
    static BOOL CALLBACK EnumWindowsSnapshotProc(HWND hwnd, LPARAM lParam)
    {
        INT nLevel = lParam;
        if(ShouldWinBeFiltered(hwnd))  return TRUE;
        
        SaveSnapshotWindow(hwnd, nLevel);
        
        if(!CWinFilterTraits::IsTargetPopupWindow())
        {
            ++nLevel;
            EnumChildWindows(hwnd, EnumChildSnapshotProc, nLevel);
        }
        
        return TRUE;
    }
    
    static BOOL CALLBACK EnumChildSnapshotProc(HWND hwnd, LPARAM lParam)
    {
        INT nLevel = lParam;
        
        if(ShouldWinBeFiltered(hwnd)) return TRUE;
        
        SaveSnapshotWindow(hwnd, nLevel);
        
        ++nLevel;
        EnumChildWindows(hwnd, EnumChildSnapshotProc, nLevel);
        
        return TRUE;
    }
    
protected:
    static BOOL PtInWinRect(HWND hWnd, CPoint pt)
    {
        CRect rtWin(0, 0, 0, 0);
        GetWindowRect(hWnd, &rtWin);
        return PtInRect(&rtWin, pt);
    }
    
    static BOOL ShouldWinBeFiltered(HWND hWnd)
    {
        if(CWinFilterTraits::IsFilterWindow(hWnd)) return TRUE;
        
        DWORD dwStyle = GetWindowLong(hWnd, GWL_STYLE);
        DWORD dwStyleMust = CWinFilterTraits::GetIncludeStyle();
        if((dwStyle & dwStyleMust) != dwStyleMust) return TRUE;
        
        DWORD dwStyleEx = GetWindowLong(hWnd, GWL_EXSTYLE);
        DWORD dwStyleMustNot = CWinFilterTraits::GetExcludeStyleEx();
        if((dwStyleMustNot & dwStyleEx) != 0) return TRUE;
        
        return FALSE;
    }
    
    //find the first window that level is biggest
    static BOOL  GetRectByPointFromSnapshot(CPoint ptHit, CRect& rtRet)
    {
        int nCount = m_arSnapshot.size();
        _ASSERTE(nCount > 0);
        CSCWinInfo* pInfo = NULL;
        CSCWinInfo* pTarget = NULL; 
        
        for(int i=0; i<nCount; ++i)
        {
            pInfo = m_arSnapshot[i];
            _ASSERTE(pInfo != NULL);
            
            //target window is found 
            
//and level is not increasing, 
            
//that is checking its sibling or parent window, exit search
            if(pTarget != NULL
                && pInfo->m_nLevel <= pTarget->m_nLevel)
            {
                break;
            }
            
            if(PtInRect(&pInfo->m_rtWin, ptHit))
            {
                if(pTarget == NULL)
                {
                    pTarget = pInfo;
                }
                else
                {
                    if( pInfo->m_nLevel > pTarget->m_nLevel)
                    {
                        pTarget = pInfo;
                    }
                }
            }
        }
        
        if(pTarget != NULL)
        {
#ifdef _DEBUG
            if(pTarget != NULL)
            {
                HWND hWnd = pTarget->m_hWnd;
                TCHAR szText[128] = {0};
                _sntprintf(szText, 127, _T("GetRectByPointFromSnapshot: pt(%d, %d), hWnd(%x)"),
                    ptHit.x, ptHit.y, (UINT)(pInfo->m_hWnd));
                OutputDebugString(szText);
            }
#endif

            rtRet.CopyRect(&pTarget->m_rtWin);
            return TRUE;
        }
        
        return FALSE;
    }
    
    static VOID SaveSnapshotWindow(HWND hWnd, INT nLevel)
    {
        _ASSERTE(hWnd != NULL && IsWindow(hWnd));
        CRect rtWin(0, 0, 0, 0);
        GetWindowRect(hWnd, &rtWin);
        if(rtWin.IsRectEmpty()) return;
        
        CSCWinInfo* pInfo = new CSCWinInfo;
        if(pInfo == NULL) return;
        
        pInfo->m_hWnd = hWnd;
        pInfo->m_nLevel = nLevel;
        pInfo->m_rtWin = rtWin;
        
        m_arSnapshot.push_back(pInfo);
    }
    
    static VOID ClearData()
    {
        int nCount = m_arSnapshot.size();
        for(int i=0; i<nCount; ++i)
        {
            delete m_arSnapshot[i];
        }
        
        m_arSnapshot.clear();
    }
    
protected:
    friend class CHYSingleton<CSCWinSpy>;

    CSCWinSpy() { NULL; }
    ~CSCWinSpy() {    ClearData(); }
    
    static HWND m_hWndTarget;
    static std::vector<CSCWinInfo*> m_arSnapshot;
};

template<typename T> HWND CSCWinSpy<T>::m_hWndTarget = NULL;
template<typename T> std::vector<CSCWinInfo*> CSCWinSpy<T>::m_arSnapshot;

这样使用, 在截图开始时保存所有桌面窗口层次:
CSCWinSpy<CSCWinFilter>::GetInstance()->SnapshotAllWinRect();

然后就可以这样查询某个位置的最上层窗口了:
CRect rtSelect = CSCWinSpy<CSCWinFilter>::GetInstance()->GetWinRectByPoint(pt, FALSE);
posted on 2012-05-06 21:34 Richard Wei 阅读(9173) 评论(9)  编辑 收藏 引用 所属分类: windows desktop

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# re: QQ截图时窗口自动识别的原理
2012-05-07 16:03 | Richard Wei
更正下,用工具看了下QQ截图时的全屏窗口,发现它没有WS_EX_LAYERED属性,也没有WS_DISABLED属性,所以QQ截图在获取最外层Popup窗口时应该不是用ChildWindowFromPointEx获取的。 而应该是通过Z-Order从上到下枚举(EnumWindows)所有可见并且非Transparent的Popup窗口, 这样他们可以过滤掉自己的全屏窗口,找到第一个鼠标所在位置的Popup窗口,然后再用ChildWindowFromPointEx获取里面的子窗口。  回复  更多评论
  
# re: QQ截图时窗口自动识别的原理
2012-09-06 11:30 | m775@sina.com
个人感觉QQ应该不是用枚举窗口做的,用SPY++可以发现,QQ的遮罩层会定时收到WM_ENABLE的消息,先FALSE然后在TRUE,比较像先把自己窗口ENABLE,然后抓取其他窗口,然后再恢复,但是使用WindowFromPoint却发现无法穿透ENABLE的窗口,目前还没找方法来实现,你说的枚举我回头试下,感谢你的分享  回复  更多评论
  
# re: QQ截图时窗口自动识别的原理
2012-09-06 12:47 | Richard Wei
@m775@sina.com
其实我用enum的方式已经自己实现了,参考http://www.cppblog.com/weiym/archive/2012/08/21/187801.html  回复  更多评论
  
# re: QQ截图时窗口自动识别的原理
2012-11-17 20:12 | Richard Wei
看到有些人对窗口识别的代码感兴趣,在博文最后加上了通过Enum方式查询窗口的代码  回复  更多评论
  
# re: QQ截图时窗口自动识别的原理
2012-12-20 12:42 | 嘿嘿
看了下你的截图工具;虽然不熟悉C++;但是你的工具应该是在截图前先保存所有rect范围,然后在截图使用窗口功能时,再用Pinrect 来判断是否该rect的吧? /:D 和QQ的原理有些不太一样,它是实时的.   回复  更多评论
  
# re: QQ截图时窗口自动识别的原理
2012-12-20 13:11 | Richard Wei
@嘿嘿
是的, QQ这种实时的方式如果启动截图后, 后台窗口一变, 识别出来的就是错误的了.
我这种在启动截图时保存所有窗口Rect的做法才是可靠的.  回复  更多评论
  
# re: QQ截图时窗口自动识别的原理
2013-07-13 11:15 | LzwCracker
还有一个问题请教一下 QQ 鼠标移动到工具栏的时候放大镜和颜色抓取依然能跟随这个有时什么原理啊?  回复  更多评论
  
# re: QQ截图时窗口自动识别的原理
2013-08-09 16:12 | LzwCracker
这样还是有点问题..有些被遮住或者看不到的窗口也是可以捕捉的  回复  更多评论
  
# re: QQ截图时窗口自动识别的原理[未登录]
2015-03-05 11:02 | SillyRabbit
@Richard Wei
你好 你是怎么保持截屏窗口 一直在最前面的呢
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