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VC++ 實作 Windows XP 風格關機漸變淡出特效

編輯：關於VC++

Windows XP 關機時螢幕會呈現平滑的灰階漸變淡出效果，而非簡單的灰色刷填。本文分析並實作此核心演算法：擷取全螢幕位圖 → 轉灰階 → 以 Alpha 混合逐漸疊加白色，達到動態漸變視覺效果。

核心演算法：FadeBitmap


HBITMAP CMyFade::FadeBitmap(HBITMAP hBmp, double dfTrans) // dfTrans: 0~100 透明度百分比
{
    if (!hBmp) return NULL;

    HDC hBufDC = CreateCompatibleDC(NULL);
    HGDIOBJ hOldBuf = SelectObject(hBufDC, hBmp);

    HDC hDirDC = CreateCompatibleDC(NULL);
    BITMAP bm; GetObject(hBmp, sizeof(bm), &bm);

    // 建立 32-bit DIB Section 以直接操作像素 (ARGB)
    BITMAPINFO bmi = {0};
    bmi.bmiHeader.biSize = sizeof(BITMAPINFOHEADER);
    bmi.bmiHeader.biWidth = bm.bmWidth;
    bmi.bmiHeader.biHeight = bm.bmHeight;
    bmi.bmiHeader.biPlanes = 1;
    bmi.bmiHeader.biBitCount = 32;
    bmi.bmiHeader.biCompression = BI_RGB;

    UINT* pPixels = NULL;
    HBITMAP hDirBmp = CreateDIBSection(hDirDC, &bmi, DIB_RGB_COLORS, (void**)&pPixels, NULL, 0);
    if (!hDirBmp) { DeleteDC(hDirDC); SelectObject(hBufDC, hOldBuf); DeleteDC(hBufDC); return NULL; }

    HGDIOBJ hOldDir = SelectObject(hDirDC, hDirBmp);
    // 將原螢幕位圖複製至 DIB Section
    BitBlt(hDirDC, 0, 0, bm.bmWidth, bm.bmHeight, hBufDC, 0, 0, SRCCOPY);

    int nAlpha = (int)(255.0 * dfTrans / 100.0); // 0~255
    int nSize = bm.bmWidth * bm.bmHeight;

    for (int i = 0; i < nSize; i++)
    {
        // DIB Section 記憶體排列為 BGRA (小端序)
        int iSrcB = pPixels[i] & 0xFF;
        int iSrcG = (pPixels[i] >> 8) & 0xFF;
        int iSrcR = (pPixels[i] >> 16) & 0xFF;

        // 灰階轉換 (ITU-R BT.601 權重)
        int iGrey = (iSrcR * 54 + iSrcG * 182 + iSrcB * 19) >> 8; // 近似 0.2126R + 0.7152G + 0.0722B

        // Alpha 混合：灰階色 (R=G=B=iGrey) 與原色混合
        // 目標 = Src * (1 - Alpha) + Grey * Alpha
        int r = (iSrcR * (255 - nAlpha) + iGrey * nAlpha) >> 8;
        int g = (iSrcG * (255 - nAlpha) + iGrey * nAlpha) >> 8;
        int b = (iSrcB * (255 - nAlpha) + iGrey * nAlpha) >> 8;

        pPixels[i] = (r << 16) | (g << 8) | b; // 寫回 BGR (無 Alpha 通道)
    }

    SelectObject(hDirDC, hOldDir);
    DeleteDC(hDirDC);
    SelectObject(hBufDC, hOldBuf);
    DeleteDC(hBufDC);

    return hDirBmp; // 呼叫端需負責 DeleteObject
}

關鍵技術點解析

DIB Section (CreateDIBSection)：提供直接存取像素緩衝區的指標 (pPixels)，避免 GetPixel/SetPixel 極慢的效能。
32-bit 像素格式 (BGRA)：記憶體中每像素 4 Bytes，排列為 Blue、Green、Red、Alpha (保留)。位運算提取各通道值。
灰階權重：採用標準亮度公式 Y = 0.2126R + 0.7152G + 0.0722B，程式中以整數運算近似 (R*54 + G*182 + B*19) >> 8。
Alpha 混合：線性插值 Dst = Src*(1-a) + Grey*a，a = dfTrans/100。dfTrans 從 0 遞增至 100 即可產生動畫幀。
位移運算優化：除以 256 使用 >> 8，乘以權重後右移 8 位相當於除以 256，全整數運算無浮點開銷。

完整關機特效流程

建立全螢幕無邊框視窗 (WS_EX_TOPMOST | WS_EX_LAYERED)。
呼叫 BitBlt 擷取桌面至記憶體位圖。
迴圈 dfTrans = 0 → 100 (步進 5，Sleep 30ms)：

呼叫 FadeBitmap(hDeskBmp, dfTrans) 取得漸變位圖。
使用 UpdateLayeredWindow 或 BitBlt 將結果繪製到全螢幕視窗。

完成後呼叫 ExitWindowsEx(EWX_SHUTDOWN | EWX_FORCE, 0) 真正關機。

已知限制與改進方向

滑鼠游標未捕捉：BitBlt 不包含游標，需額外 DrawIconEx 繪製游標。
多螢幕支援：需枚舉 EnumDisplayMonitors 擷取各螢幕並拼接。
權限問題：ExitWindowsEx 需 SE_SHUTDOWN_NAME 特權，服務或管理員權限下執行較無問題。
現代替代方案：Windows Vista+ 可用 DwmEnableBlurBehindWindow、DirectComposition 或 Windows Animation Manager 實作更流暢的 GPU 加速特效。