UWP Composition API

背景：

之前用ScrollViewer 来做过 PullToRefresh的控件，在项目一些特殊的条件下总有一些问题，比如ScrollViewer不会及时到达指定位置。
于是便有了使用Composition API来重新实现PullToRefresh控件。本控件的难点不是实现，而是对Composition API的一些探索。

本文的一些观点或者说结论不一定是全对的，都是通过实验得到的，Composition API 可用的资料实在是太少了。

成品效果图：

资料：

Composition API 资料

1.官方Sample

2. 原作者 Nick Waggoner 供职于微软 native Windows UI platform 链接是对文章的翻译 VALID VOID 

3.比较旧的资料

在网上查阅了些资料，看到网上有大神已经实现过了。了解了大概的实现过程，因为自己想做的效果还是跟大神的有差距的，所以

还是自己动手封装成控件。

实现原理：

这里引用 VALID VOID里面的话：

输入驱动动画

 自大约五年前触摸渐成主流起，创造低延迟体验成为了一种普遍需求。使用手指或笔在屏幕上操作，使得人眼获得了更直观的参照点来辨识操作的延迟和流畅性。为使操作流畅，主流操作系统公司均将更多的操作移交至系统和 GPU （如 Chrome、IE）执行。在 Windows 上，这由 DirectManipulation 这一或多或少是针对于触摸构建的动画引擎实现的。它解决了关键的延迟挑战，也就是如何自然地以展示从输入驱动到事件驱动过渡的动效。但另一方面，它也几乎没有提供对定制惯性观感的支持，就像福特 T 型车那样——“只要车是黑色的，你可以把它涂成任意你喜欢的颜色”。2

ElementCompositionPreview.GetScrollViewerManipulationPropertySet 是让你能够把玩输入驱动动效的第一步。虽然它仍然没给你任何对内容滚动时观感进行控制的额外能力，但它确实允许你对次级内容应用表达式动画。例如，我们终于能完成我们的基础视差滚动代码：

// 创建驱动视差滚动的表达式动画。
ExpressionAnimation parallaxAnimation = compositor.CreateExpressionAnimation("MyForeground.Translation.Y / MyParallaxRatio");

// 设置对前景对象的引用。
CompositionPropertySet MyPropertySet = ElementCompositionPreview.GetScrollViewerManipulationPropertySet(MyScrollViewer);  
parallaxAnimation.SetReferenceParameter("MyForeground", MyPropertySet);

// 设置背景对象视差滚动的速度。
parallaxAnimation.SetScalarParameter("MyParallaxRatio", 0.5f);

// 对背景对象开始视差动画。
backgroundVisual.StartAnimation("Offset.Y", parallaxAnimation);  

使用这一技巧，你能够实现多种优秀的效果：视差滚动、粘性表头、自定义滚动条等等。唯一缺失的就是定制操作本身的观感……

我讲一下我的理解：使用过ScrollViewer 和Manipulation相关事件的童鞋都知道，想要得到一些ScrollViewer 触摸的详情太难了，

DirectManipulationStarted和DirectManipulationCompleted得到信息太少了，而Manipulation其他的事件又需要设置ManipulationMode,这样全部的情况都要你自己来处理。当看到

ElementCompositionPreview.GetScrollViewerManipulationPropertySet(MyScrollViewer); 

的时候，你是不是感觉有点亲切。看上去你拿到了ScrollViewer 的一些Manipulation 的信息。。话说这里是最最坑爹了，

MyForeground 其实是GetScrollViewerManipulationPropertySet返回的东东，

但MyForeground.Translation.Y这是什么鬼东西。。Manipulation 的Translation??? 后来我在网上搜索了一下，

但我查了下CompositionPropertySet 并没发现有相关Translation的属性啊？ 

难道跟Manipulation事件里面的参数里面的Translation 是一样的吗？？这是我的推测。

网上都是这样用的，但是没有文档。。除了Translation不知道还有其他属性能使用不。

暂时没有寻找到答案，希望知道的童鞋可以留言，万分感激。。。

上面这段的代码的意思就是说把Manipulation.Translation.Y 映射到backgroundVisual的Offset.Y上面。

也就是说你现在已经可以找到ScrollViewer滚动的时候一些有用的数值了。。值得说的是，用鼠标滚动的时候 映射依然能生效。

这种映射是实时的，是会有惯性效果的。

实现过程：

因为要用到ScrollViewer，所以我做了2种，一种是刷新内容第一元素是ScrollViewer的，一种不是ScrollViewer的。

如果刷新内容第一元素是ScrollViewer，模板如下：

  <ControlTemplate TargetType="local:PullToRefreshGrid1">
                    <Grid>
                        <ContentControl x:Name="Header" Opacity="0" VerticalAlignment="Top" ContentTemplate="{TemplateBinding HeaderTemplate}" HorizontalContentAlignment="Center" VerticalContentAlignment="Bottom" />
                        <ContentPresenter x:Name="Content" ContentTemplate="{TemplateBinding ContentTemplate}" ContentTransitions="{TemplateBinding ContentTransitions}" Content="{TemplateBinding Content}" HorizontalAlignment="{TemplateBinding HorizontalContentAlignment}" Margin="{TemplateBinding Padding}" VerticalAlignment="{TemplateBinding VerticalContentAlignment}"/>
                    </Grid>
                </ControlTemplate>

如果刷新内容第一元素不是ScrollViewer，那么我为它添加了一个ScrollViewer：

  <ControlTemplate TargetType="local:PullToRefreshGrid">
                    <Grid>
                        <ContentControl x:Name="Header" Opacity="0" VerticalAlignment="Top" ContentTemplate="{TemplateBinding HeaderTemplate}" HorizontalContentAlignment="Center" VerticalContentAlignment="Bottom" />
                        <ScrollViewer x:Name="ScrollViewer" VerticalSnapPointsType="MandatorySingle"  VerticalSnapPointsAlignment="Near"
                          VerticalScrollMode="Enabled" VerticalScrollBarVisibility="Hidden" VerticalContentAlignment="Stretch" VerticalAlignment="Stretch">
                            <ContentPresenter x:Name="Content" ContentTemplate="{TemplateBinding ContentTemplate}" ContentTransitions="{TemplateBinding ContentTransitions}" Content="{TemplateBinding Content}" HorizontalAlignment="{TemplateBinding HorizontalContentAlignment}" Margin="{TemplateBinding Padding}" VerticalAlignment="{TemplateBinding VerticalContentAlignment}"/>
                        </ScrollViewer>
                    </Grid>
                </ControlTemplate>

当然，其实第2种也是统用的，我只是想减少控件的Child，如果你不知道刷新内容里面有没有ScrollViewer，那么用第2种就好了。有人会说为啥控件的名字这么奇怪。。那是因为我之前也写过PullToRefresh控件（PullToRefreshControl，PullToRefreshPanel），我把名字都想完了。。实在想不出更好的了。。大家体谅下。。( ╯□╰ )

好了，重点就是拿到这个ScrollViewer 然后跟Header，产生某种关系（你懂的）。。。

            if (RefreshThreshold == 0.0)
            {
                RefreshThreshold = headerHeight;
            }
            ratio = RefreshThreshold / headerHeight;

            _offsetAnimation = _compositor.CreateExpressionAnimation("(min(max(0, ScrollManipulation.Translation.Y * ratio) / Divider, 1)) * MaxOffsetY");
            _offsetAnimation.SetScalarParameter("Divider", (float)RefreshThreshold);
            _offsetAnimation.SetScalarParameter("MaxOffsetY", (float)RefreshThreshold * 5 / 4);
            _offsetAnimation.SetScalarParameter("ratio", (float)ratio);
            _offsetAnimation.SetReferenceParameter("ScrollManipulation", _scrollerViewerManipulation);

            _opacityAnimation = _compositor.CreateExpressionAnimation("min((max(0, ScrollManipulation.Translation.Y * ratio) / Divider), 1)");
            _opacityAnimation.SetScalarParameter("Divider", (float)headerHeight);
            _opacityAnimation.SetScalarParameter("ratio", (float)1);
            _opacityAnimation.SetReferenceParameter("ScrollManipulation", _scrollerViewerManipulation);

            _headerVisual = ElementCompositionPreview.GetElementVisual(_header);

            _contentVisual = ElementCompositionPreview.GetElementVisual(_scrollViewerBorder);

            _headerVisual.StartAnimation("Offset.Y", _offsetAnimation);
            _headerVisual.StartAnimation("Opacity", _opacityAnimation);
            _contentVisual.StartAnimation("Offset.Y", _offsetAnimation);

RefreshThreshold 是到达Release to refresh的一个点。。可以由用户设定，默认是header的高度。

MaxOffsetY 是当到达RefreshThreshold之后我还能拖动的最大值，这里设置为RefreshThreshold 的5/4。

(min(max(0, ScrollManipulation.Translation.Y * ratio) / Divider, 1)) * MaxOffsetY

我再来讲讲这个表达式的意思，ScrollManipulation.Translation.Y 大家都已经知道了。是ScrollViewer进行Manipulation的Y值，向下是正值，向上时负值，初始为0.

综合起来就是最大值为MaxOffsetY最小值为0.。这个速率是根据RefreshThreshold/headerHeight来的，因为你会发现，你向下drag scrollViewer的时候是有一定最大值的，当RefreshThreshold比较大的时候，你很难ScrollManipulation.Translation.Y值达到RefreshThreshold。

min((max(0, ScrollManipulation.Translation.Y * ratio) / Divider), 1)

这个也比较简单，是给header的Opaicty做了一个动画。

            _headerVisual.StartAnimation("Offset.Y", _offsetAnimation);
            _headerVisual.StartAnimation("Opacity", _opacityAnimation);
            _contentVisual.StartAnimation("Offset.Y", _offsetAnimation);

完成之后我们将动画开始就好了。这样在向下拖scrollviewer的时候，scrollviewer和header就都会向下移动。

接下来我们需要监听 offset。

        private void ScrollViewer_DirectManipulationStarted(object sender, object e)
        {
            Windows.UI.Xaml.Media.CompositionTarget.Rendering += OnCompositionTargetRendering;
            _refresh = false;
            _header.Opacity = 1;
        }

在开始manipulat的时候，注册CompositionTarget.Rendering事件。在这个事件里面我们就可以实时获得offset的变化了。

         private void OnCompositionTargetRendering(object sender, object e)
        {
            _headerVisual.StopAnimation("Offset.Y");

            var offsetY = _headerVisual.Offset.Y;
            IsReachThreshold = offsetY >= RefreshThreshold;
            _scrollViewerBorder.Clip = new RectangleGeometry() { Rect = new Rect(0, 0, _content.Width, _content.Height - offsetY) };
            Debug.WriteLine(IsReachThreshold + "," + _headerVisual.Offset.Y + "," + RefreshThreshold);
            _headerVisual.StartAnimation("Offset.Y", _offsetAnimation);

            if (!_refresh)
            {
                _refresh = IsReachThreshold;
            }

            if (_refresh)
            {
                _pulledDownTime = DateTime.Now;
            }

            if (_refresh && offsetY <= 1)
            {
                _releaseTime = DateTime.Now;
            }

        }

这里有点坑爹的是，发现如果不StopAnimation，那么Offset.Y永远都是0.。。很囧啊。。

最后我们在ScrollViewer_DirectManipulationCompleted事件里面处理是否要 触发PullToRefresh事件就ok了。

         private void ScrollViewer_DirectManipulationCompleted(object sender, object e)
        {
            Windows.UI.Xaml.Media.CompositionTarget.Rendering -= OnCompositionTargetRendering;

            var cancelled = (_releaseTime - _pulledDownTime) > TimeSpan.FromMilliseconds(250);

            if (_refresh)
            {
                _refresh = false;
                if (cancelled)
                {
                    Debug.WriteLine("Refresh cancelled...");
                }
                else
                {
                    Debug.WriteLine("Refresh now!!!");
                    if (PullToRefresh != null)
                    {
                        _headerVisual.StopAnimation("Offset.Y");
                        LastRefreshTime = DateTime.Now;
                        _headerVisual.StartAnimation("Offset.Y", _offsetAnimation);
                        PullToRefresh(this, null);
                    }
                }
            }
        }

最后说下Header模板（HeaderTemplate）是可以定义的。。它的DataContext是绑定到这个控件上的，有用的属性有（LastRefreshTime，IsReachThreshold等），你可以用它们创造你属于你喜欢的Header样式。

通过本控件，初步了解Composition API 的一些用法。下一篇，我会讲讲一些更多的探索。。

开源有益，源码GitHub地址。

问题：

1.Visual 是继承IDisposable，我们需要在什么时候Dispose 掉它呢？ 还是它自己管理的？

我试过在unload的时候去dispose它。但是会出了Win32的异常。。官方sample里面对这个也讲的不清楚。

希望知道的童鞋能留言告知，万分感谢。另外希望有对这个比较了解的童鞋能提供一些sample，资料，再次感谢。

补充：
使用条件：

    // Windows build 10240 and later. 
    if (ApiInformation.IsApiContractPresent("Windows.Foundation.UniversalApiContract", 1))
    {
        ...
    }

    // Windows build10586 and later.
    if (ApiInformation.IsApiContractPresent("Windows.Foundation.UniversalApiContract", 2))
    {
        ...
    }

    // Windows build14332 and later.
    if (ApiInformation.IsApiContractPresent("Windows.Foundation.UniversalApiContract", 3))
    {
        ...
    }

调试了下

1. Windows build14332 and later： 1，2，3都为true。 
2. Windows build10586 and later： 1，2为true。

3. Windows build 10240 and later: 1为true。

因为10586之前的版本是不支持Composition API的。所以使用的时候记得判断：

    // Windows build10586 and later.
    if (ApiInformation.IsApiContractPresent("Windows.Foundation.UniversalApiContract", 2))
    {
        ...
    }