在WPF中实现平滑滚动

WPF实现滚动条还是比较方便的，只要在控件外围加上ScrollViewer即可，但美中不足的是：滚动的时候没有动画效果。在滚动的时候添加过渡动画能给我们的软件增色不少，例如Office 2013的滚动的时候支持动画看起来就舒服多了。之前倒是研究过如何实现这个平滑滚动，不过网上的方案大部分大多数如下：

通过VisualTree找到ScrollViewer
在ScrollChanged事件中添加动画

这种方案效果并不好，以为我们的滚动很多时候都是一口气滚动好几格滚轮的，这个时候上一个动画还没有结束，下一个动画就来了，反而还出现了卡顿的感觉，并且网上的一些算法大部分还都会导致偏移错位。

趁着这两天有点时间，就研究了一下ScorllViewer，从MSDN文档中看到，它是支持两种滚动方式的：

物理滚动：

系统默认的滚动方案，控件本身啥都不用干，完全由ScrollViewer来实现滚动。这种方式的好处是简单，但也正由于简单，控件本身完全感知不到ScorllViewer的存在，也就无法加以控制了。

逻辑滚动：

将这种方式需要设置ScrollViewer的CanContentScroll为"True"才能生效，同时需要控件实现IScrollInfo接口。此时ScrollViewer只是将滚动事件通过IScrollInfo接口传递给控件，由控件本身自己去实现滚动。同时从IScrollInfo接口中读取相关的属性更新滚动条界面。

也就是说，逻辑滚动才是我们所需要的方案。由于它要求控件实现IScrollInfo接口，自行控制滚动。也就是说我们要实现自己的Panel，并且实现IScrollInfo接口。关于这个接口，MSDN上有一系列文章介绍过如何实现它：

这个接口实现也不算麻烦，我倒没有细看这几篇文章，自己照着最后的一个例子尝试着弄了一阵子也弄出来了。实际上麻烦的地方不在于实现这个接口，而是实现Panel，我这里为了简单，直接继承了WrapPanel类，代码如下：

  1     class MyWrapPanel : WrapPanel, IScrollInfo
  2     {
  3         TranslateTransform _transForm;
  4         public MyWrapPanel()
  5         {
  6             _transForm = new TranslateTransform();
  7             this.RenderTransform = _transForm;
  8         }
  9 
 10         #region Layout
 11 
 12         Size _screenSize;
 13         Size _totalSize;
 14 
 15         protected override Size MeasureOverride(Size availableSize)
 16         {
 17             _screenSize = availableSize;
 18 
 19             if (Orientation == Orientation.Horizontal)
 20                 availableSize = new Size(availableSize.Width, double.PositiveInfinity);
 21             else
 22                 availableSize = new Size(double.PositiveInfinity, availableSize.Height);
 23 
 24             _totalSize = base.MeasureOverride(availableSize);
 25             return _totalSize;
 26         }
 27 
 28         protected override Size ArrangeOverride(Size finalSize)
 29         {
 30             var size = base.ArrangeOverride(finalSize);
 31             if (ScrollOwner != null)
 32             {
 33                 _transForm.Y = -VerticalOffset;
 34                 _transForm.X = -HorizontalOffset;
 35                 
 36                 ScrollOwner.InvalidateScrollInfo();
 37             }
 38             return _screenSize;
 39         }
 40         #endregion
 41 
 42         #region IScrollInfo
 43 
 44         public ScrollViewer ScrollOwner { get; set; }
 45         public bool CanHorizontallyScroll { get; set; }
 46         public bool CanVerticallyScroll { get; set; }
 47 
 48         public double ExtentHeight { get { return _totalSize.Height; } }
 49         public double ExtentWidth { get { return _totalSize.Width; } }
 50 
 51         public double HorizontalOffset { get; private set; }
 52         public double VerticalOffset { get; private set; }
 53 
 54         public double ViewportHeight { get { return _screenSize.Height; } }
 55         public double ViewportWidth { get { return _screenSize.Width; } }
 56 
 57         void appendOffset(double x, double y)
 58         {
 59             var offset = new Vector(HorizontalOffset + x, VerticalOffset + y);
 60 
 61             offset.Y = range(offset.Y, 0, _totalSize.Height - _screenSize.Height);
 62             offset.X = range(offset.X, 0, _totalSize.Width - _screenSize.Width);
 63 
 64             HorizontalOffset = offset.X;
 65             VerticalOffset = offset.Y;
 66 
 67             InvalidateArrange();
 68         }
 69 
 70         double range(double value, double value1, double value2)
 71         {
 72             var min = Math.Min(value1, value2);
 73             var max = Math.Max(value1, value2);
 74 
 75             value = Math.Max(value, min);
 76             value = Math.Min(value, max);
 77 
 78             return value;
 79         }
 80 
 81 
 82         const double _lineOffset = 30;
 83         const double _wheelOffset = 90;
 84 
 85         public void LineDown()
 86         {
 87             appendOffset(0, _lineOffset);
 88         }
 89 
 90         public void LineUp()
 91         {
 92             appendOffset(0, -_lineOffset);
 93         }
 94 
 95         public void LineLeft()
 96         {
 97             appendOffset(-_lineOffset, 0);
 98         }
 99 
100         public void LineRight()
101         {
102             appendOffset(_lineOffset, 0);
103         }
104 
105         public Rect MakeVisible(Visual visual, Rect rectangle)
106         {
107             throw new NotSupportedException();
108         }
109 
110         public void MouseWheelDown()
111         {
112             appendOffset(0, _wheelOffset);
113         }
114 
115         public void MouseWheelUp()
116         {
117             appendOffset(0, -_wheelOffset);
118         }
119 
120         public void MouseWheelLeft()
121         {
122             appendOffset(0, _wheelOffset);
123         }
124 
125         public void MouseWheelRight()
126         {
127             appendOffset(_wheelOffset, 0);
128         }
129 
130         public void PageDown()
131         {
132             appendOffset(0, _screenSize.Height);
133         }
134 
135         public void PageUp()
136         {
137             appendOffset(0, -_screenSize.Height);
138         }
139 
140         public void PageLeft()
141         {
142             appendOffset(-_screenSize.Width, 0);
143         }
144 
145         public void PageRight()
146         {
147             appendOffset(_screenSize.Width, 0);
148         }
149 
150         public void SetVerticalOffset(double offset)
151         {
152             this.appendOffset(HorizontalOffset, offset - VerticalOffset);
153         }
154 
155         public void SetHorizontalOffset(double offset)
156         {
157             this.appendOffset(offset - HorizontalOffset, VerticalOffset);
158         }
159         #endregion
160     }

View Code

基本上从代码中也能看出IScrollInfo接口的交互流程，这里就不多介绍了。

主界面代码如下：

    <ItemsControl ItemsSource="{Binding}" >
        <ItemsControl.ItemTemplate>
            <DataTemplate>
                <Border BorderThickness="1" BorderBrush="Black" Margin="8" Width="150" Height="50">
                    <Rectangle Fill="{Binding}"  />
                </Border>
            </DataTemplate>
        </ItemsControl.ItemTemplate>
        <ItemsControl.ItemsPanel>
            <ItemsPanelTemplate>
                <local:MyWrapPanel />
            </ItemsPanelTemplate>
        </ItemsControl.ItemsPanel>
        <ItemsControl.Template>
            <ControlTemplate>
                <ScrollViewer CanContentScroll="True">
                    <ItemsPresenter />
                </ScrollViewer>
            </ControlTemplate>
        </ItemsControl.Template>
    </ItemsControl>

需要注意的是，这儿需要设置<ScrollViewer CanContentScroll="True">，否则使用的不是逻辑滚动。

数据源代码如下：

    var brushes = from property in typeof(Brushes).GetProperties()
                    let value = property.GetValue(null)
                    select value;

    this.DataContext = brushes.Take(100).ToArray();

由于使用了IscrollInfo接口，所有的滚动操作是自己实现的，这里我是通过设置Panel的RenderTransFrom的X，Y偏移来实现滚动操作的。运行后看上去上和WrapPanel没有什么区别，但是由于是自己控制的滚动，加上动画效果也只是分分钟的事情了，把上面代码的RenderTransFrom的X，Y硬切换改成动画切换即可：

    protected override Size ArrangeOverride(Size finalSize)
    {
        var size = base.ArrangeOverride(finalSize);
        if (ScrollOwner != null)
        {
            var yOffsetAnimation = new DoubleAnimation() { To = -VerticalOffset, Duration = TimeSpan.FromSeconds(0.3) };
            _transForm.BeginAnimation(TranslateTransform.YProperty, yOffsetAnimation);

            var xOffsetAnimation = new DoubleAnimation() { To = -HorizontalOffset, Duration = TimeSpan.FromSeconds(0.3) };
            _transForm.BeginAnimation(TranslateTransform.XProperty, xOffsetAnimation);

            ScrollOwner.InvalidateScrollInfo();
        }
        return _screenSize;
    }

对于其它的Panel，如Grid，DockPanel等，基本上也可以按照这种方式实现，IScrollInfo接口处基本上可以保持不变，只需要重写MeasureOverride和ArrangeOverride两个函数即可。一个特殊的控件是StackPanel，由于它本身已经实现了IScrollInfo接口，也就是说它本身就有自身的自绘制滚动的方案，并且没有提供接口在覆盖自身的自绘制滚动，因此我们需要自己写一个StackPanel，好在实现StackPanel并不难，由于篇幅有限，这里我懒得继续写了，读者朋友自己实现吧。至于那些非Panel的控件，实现就更简单了，也留着读者朋友自己实现吧。