.NET生成漂亮桌面背景

一天，我朋友指着某某付费软件对我说，这个东西不错，每天生成一张桌面背景，还能学英语（放置名人名言和翻译）！我说，这东西搞不好我也能做，然后朋友说，“如果你搞出来了，我愿意给你付费$$$$元”，然后就有了今天的故事????。

该桌面背景效果如下：

该桌面背景有4个特点：

1. 背景为一张从必应下载的壁纸
2. 英文为随机的名人名言，从API获取
3. 注意文件下文有阴影，使用Direct2D
4. 英文被翻译成了中文，使用了Azure Cognitive Service

当然还有重要的，需要将这张图片设为桌面背景，这通过Windows API完成。下面我将对里面的功能点一一讲解。

第一步 下载必应壁纸

bing.com每天提供了一张壁纸，下载bing壁纸是最简单的方式。根据用户协议，必应每日图片允许（也只允许）用户将其设置为桌面背景，因此可以放心使用。

bing壁纸的API如下：

https://www.bing.com/HPImageArchive.aspx?format=js&idx=0&n=5&mkt=zh-cn

使用浏览器访问，格式如下：

由图可见，API返回了一个JSON，里面一个images的数组，里面元素中的url属性即是bing壁纸。可以通过拼接https://www.bing.com来下载今天的bing壁纸：

因此，本段也分为三小步，用C#代码可以这样写：

1. 下载bing.com壁纸查询API

下载使用HttpClient，注意HttpClient在单个应用中应该定义为静态的。代码如下：

var http = new HttpClient();
string url = @"https://www.bing.com/HPImageArchive.aspx?format=js&idx=0&n=5&mkt=zh-cn";
string content = await http.GetStringAsync(url);

注意其中的&n=5中的5，指的是最新的5张照片，如果想获取10张，可以将5改成10。

2. 解析返回的壁纸JSON信息

解析JSON有很多方式，本文使用传统的Json.NET/Newtonsoft.Json来做：

string json = JToken.Parse(content);
string images = json["images"]
    .Select(x => x["url"].ToString())
    .Select(x => "https://cn.bing.com" + x);
string pictureUrl = images.First();

注意第二行代码，其实可以直接获取所有的bing壁纸。

3. 下载完成的壁纸图片

这一步也通过HttpClient完成：

var fileName = Path.GetTempFileName();
File.WriteAllBytes(fileName, await http.GetByteArrayAsync(url));
return fileName;

然后下载的图片就保存在fileName这个变量所表达的路径中了。

注意：不一定非要下载到文件中，下载到内存中亦可，但下文中的代码需要少许调整，这里就不深入了。

第二步 获取名人名言

我在网上找了一下，有不少网站都提供了英语名人名言服务，其中还不乏免费服务。本文使用的是favqs.com提供的API（随便找的），该API每次调用都会返回不同的“名人名言”，我试了一下，可堪一用，免费API调用地址如下：

https://favqs.com/api/qotd

返回的json格式如下：

{
    "qotd_date": "2019-09-30T00:00:00.000+00:00",
    "quote": {
        "id": 61060,
        "dialogue": false,
        "private": false,
        "tags": [
            "work"
        ],
        "url": "https://favqs.com/quotes/voltaire/61060-let-us-work-w-",
        "favorites_count": 0,
        "upvotes_count": 1,
        "downvotes_count": 0,
        "author": "Voltaire",
        "author_permalink": "voltaire",
        "body": "Let us work without theorizing, tis the only way to make life endurable."
    }
}

可以看到作者和文本，可以使用author和body两个字段来表示。

这部分使用C#代码下载和解析过程如下：

async Task<string> GetQuote()
{
    var url = @"https://favqs.com/api/qotd";
    var content = await http.GetStringAsync(url);
    var json = JToken.Parse(content);
    return json["quote"]["body"] + "\r\n\t\t\t\t——" + json["quote"]["author"];
}

如代码所示，我将body和author两个字段拼接成了一个字符串，可以直接使用，像这样：

Let us work without theorizing, tis the only way to make life endurable.
                ——Voltaire

第三步 生成图片（加阴影）

这步使用Direct2D，比较复杂，要注意的点很多，各位可以选择跳过这一步（直接拿代码????），或者稍微看看。

string GenerateWallpaper(string pictureFileName, string english, string chinese)
{
    var wic = new WIC.ImagingFactory2();
    var d2d = new D2D.Factory();
    float dpi = d2d.DesktopDpi.Width;
    Size2 size = new Size2(Screen.PrimaryScreen.Bounds.Width, Screen.PrimaryScreen.Bounds.Height);
    WIC.FormatConverter image = CreateWicImage(wic, pictureFileName);
    using (var wicBitmap = new WIC.Bitmap(wic, size.Width, size.Height, WIC.PixelFormat.Format32bppPBGRA, WIC.BitmapCreateCacheOption.CacheOnDemand))
    using (var target = new D2D.WicRenderTarget(d2d, wicBitmap, new D2D.RenderTargetProperties()))
    using (var dc = target.QueryInterface<D2D.DeviceContext>())
    using (var bmpPicture = D2D.Bitmap.FromWicBitmap(target, image))
    using (var dwriteFactory = new SharpDX.DirectWrite.Factory())
    using (var brush = new SolidColorBrush(target, SharpDX.Color.LightGoldenrodYellow))
    using (var bmpLayer = new D2D.Bitmap1(dc, target.PixelSize,
        new D2D.BitmapProperties1(new D2D.PixelFormat(SharpDX.DXGI.Format.B8G8R8A8_UNorm, D2D.AlphaMode.Premultiplied), dpi, dpi, D2D.BitmapOptions.Target)))
    {
        var oldTarget = dc.Target;
        dc.Target = bmpLayer;
        target.BeginDraw();
        {
            var textFormat = new DWrite.TextFormat(dwriteFactory, "Tahoma", size.Height / 27);

            // draw English
            {
                var textLayout = new DWrite.TextLayout(dwriteFactory, english, textFormat, target.Size.Width * 0.75f, float.MaxValue);
                var center = new Vector2((target.Size.Width - textLayout.Metrics.Width) / 2, (target.Size.Height - textLayout.Metrics.Height) / 2);
                target.DrawTextLayout(new Vector2(center.X, center.Y), textLayout, brush);
            }
            {
                // draw Chinese 
                var textLayout = new DWrite.TextLayout(dwriteFactory, chinese, textFormat, target.Size.Width * 0.75f, float.MaxValue);
                var center = new Vector2((target.Size.Width - textLayout.Metrics.Width) / 2, target.Size.Height - textLayout.Metrics.Height - size.Height / 18);
                target.DrawTextLayout(new Vector2(center.X, center.Y), textLayout, brush);
            }
        }
        target.EndDraw();

        // shadow
        var shadow = new D2D.Effects.Shadow(dc);
        shadow.SetInput(0, bmpLayer, new RawBool(false));

        dc.Target = oldTarget;
        target.BeginDraw();
        {
            target.DrawBitmap(bmpPicture, new RectangleF(0, 0, target.Size.Width, target.Size.Height), 1.0f, BitmapInterpolationMode.Linear);
            dc.DrawImage(shadow, new Vector2(size.Height / 150.0f, size.Height / 150.0f));
            dc.UnitMode = UnitMode.Pixels;
            target.DrawBitmap(bmpLayer, 1.0f, BitmapInterpolationMode.Linear);
        }
        target.EndDraw();

        string wallpaperFileName = Path.GetTempPath() + "wallpaper.png";
        using (var wallpaperStream = File.OpenWrite(wallpaperFileName))
        {
            SaveD2DBitmap(wic, wicBitmap, wallpaperStream);
            wallpaperStream.Close();
            return wallpaperFileName;
        }
    }
}

WIC.FormatConverter CreateWicImage(WIC.ImagingFactory wicFactory, string filename)
{
    using (var decoder = new WIC.JpegBitmapDecoder(wicFactory))
    using (var decodeStream = new WIC.WICStream(wicFactory, filename, NativeFileAccess.Read))
    {
        decoder.Initialize(decodeStream, WIC.DecodeOptions.CacheOnLoad);
        using (var decodeFrame = decoder.GetFrame(0))
        {
            var converter = new WIC.FormatConverter(wicFactory);
            converter.Initialize(decodeFrame, WIC.PixelFormat.Format32bppPBGRA);
            return converter;
        }
    }
}

void SaveD2DBitmap(WIC.ImagingFactory wicFactory, WIC.Bitmap wicBitmap, Stream outputStream)
{
    using (var encoder = new WIC.BitmapEncoder(wicFactory, WIC.ContainerFormatGuids.Png))
    {
        encoder.Initialize(outputStream);
        using (var frame = new WIC.BitmapFrameEncode(encoder))
        {
            frame.Initialize();
            frame.SetSize(wicBitmap.Size.Width, wicBitmap.Size.Height);

            var pixelFormat = wicBitmap.PixelFormat;
            frame.SetPixelFormat(ref pixelFormat);
            frame.WriteSource(wicBitmap);

            frame.Commit();
            encoder.Commit();
        }
    }
}

要看的话，要点如下：

1. 图片大小是由主显示器分辨率决定的，可以使用Screen.PrimaryScreen.Bounds.Width/Screen.PrimaryScreen.Bounds.Height获取；
2. 一定要注意不同电脑的DPI设置，这样可以保证高DPI和低DPI的显示器都能有完美的效果，这部分是使用d2d.DesktopDpi.Width获取的，请注意里面的使用方式（最重要的是用不同客户的电脑亲自运行看看)；
3. 字体大小是根据图片的高度决定的，如代码所示，字体大小为size.Height / 27；
4. 虽然代码前后顺序是先画文字、再画阴影，但实际生成代码部分，是先画阴影、再画文字，这样确保文字在阴影之上；
5. 可以使用textLayout.Metrics获取生成文字的宽度和高度，这样可以确保文件显示在中心位置；
6. 注意下文中dc.UnitMode = UnitMode.Pixels，这是确保DPI显示正常。说来复杂，长话短说就是这其实很合理，前面设置了DPI，该DPI不仅影响文字，也会影响图片，但实际上图片不应该被DPI影响。

以后有机会我会多聊聊Direct2D，这简直是一个宝库。

第四步 将文字翻译成中文

翻译服务API提供商就更多了，选择很多。我用的是Azure Cognitive Service，它也是免费的（也有付费版本）。创建这个服务后，它会提供两个单独的key，使用这个key即可调用翻译服务了：

不像是阿里云、AWS那种，Azure会为不同的服务提供不同的Access Key，这样做可能更容易控制信息安全一些。

Azure提供了SDK，因此调用起来非常简单：

async Task<string> EnglishToChinese(string english)
{
    var client = new TranslateClient(new CognitiveServicesConfig { SubscriptionKey = Util.GetPassword("Translate_Free") });
    var response = await client.TranslateAsync(new RequestContent { Text = english }, new RequestParameter { To = new string[] { "zh-Hans" } });
    return response[0].Translations[0].Text;
}

其实它的功能非常强大，甚至还能多国语言同步翻译等等。

最后一步 设置桌面背景

这一步调用Windows API，直接使用“祖传代码”即可：

public sealed class Wallpaper
{
    const int SPI_SETDESKWALLPAPER = 20;
    const int SPIF_UPDATEINIFILE = 0x01;
    const int SPIF_SENDWININICHANGE = 0x02;

    [DllImport("user32.dll", CharSet = CharSet.Auto)]
    static extern int SystemParametersInfo(int uAction, int uParam, string lpvParam, int fuWinIni);

    public enum Style : int
    {
        Tiled,
        Centered,
        Stretched
    }

    public static void Set(string pictureFileName, Style style)
    {
        RegistryKey key = Registry.CurrentUser.OpenSubKey(@"Control Panel\Desktop", true);
        if (style == Style.Stretched)
        {
            key.SetValue(@"WallpaperStyle", 2.ToString());
            key.SetValue(@"TileWallpaper", 0.ToString());
        }

        if (style == Style.Centered)
        {
            key.SetValue(@"WallpaperStyle", 1.ToString());
            key.SetValue(@"TileWallpaper", 0.ToString());
        }

        if (style == Style.Tiled)
        {
            key.SetValue(@"WallpaperStyle", 1.ToString());
            key.SetValue(@"TileWallpaper", 1.ToString());
        }

        SystemParametersInfo(SPI_SETDESKWALLPAPER,
            0,
            pictureFileName,
            SPIF_UPDATEINIFILE | SPIF_SENDWININICHANGE);
    }
}

使用时，直接这样调用：

Wallpaper.Set(wallpaperFileName, Wallpaper.Style.Centered);

注意：由于第三步中确保了分辨率一样，因此也不用关心第二个参数。

总结

最后看一下执行效果：

然而最后，我那个朋友说，你这东西要是支持Linux就好咯。我不用Linux，所以我也不打算支持（我看他其实也根本不用Linux），因此最后说好的$$$$我一分钱也没拿到????。

所以这部分代码我托盘而出，向各位免费相送，分为带翻译版本和不带翻译版本，不带翻译版本可直接使用，带翻译版本需要注册一个免费Azure帐号（其实也能运行，只是翻译中文会显示翻译错误）。愿博君一笑：

无翻译：https://github.com/sdcb/blog-data/blob/master/2019/20190930-wallpaper-by-dotnet/PictureAndQuote-Wallpaper.linq
带翻译：https://github.com/sdcb/blog-data/blob/master/2019/20190930-wallpaper-by-dotnet/PictureAndQuote-Wallpaper-T.linq

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