如何解决QT视频会议窗口在拉伸过程中整个界面闪烁的问题

一、问题描述

开发环境：Qt5.15.0、Win10、 Visual studio 2019、C++

在开发视频会议项目的过程中，被一个问题困扰了很久。就是整个视频会议的界面在拉伸四周改变大小的过程中，整个客户端界面闪烁的非常严重（非视频画面闪烁）。可以看到在下面的视频中，界面的背景会出现短暂的透明，非常影响使用感受。

图1.1 界面闪烁图

二、问题探索

一开始以为是因为子视频窗口多层嵌套，同时底层又传入了窗口句柄给D3D用于视频渲染，所以导致的在改变大小时整个窗体在重绘时因为需要大量复杂的计算，导致背景和内容无法在同一个刷新周期内完成，于是做了以下尝试：

精简子窗口的界面
设置各种窗口属性比如Qt::WA_OpaquePaintEvent 、Qt::WA_PaintOnScreen等
在nativeEvent（）中拦截WM_PAINT等事件进行双缓冲绘图处理

但是发现网上说的一些常见的解决窗口闪烁的方案都不起作用，只能暂时搁置。后来前几天有时间又来研究。突然想到这个现象和网上描述的不太一样，一般闪烁往往是因为在重绘过程中刷新出了窗口的默认的背景色，但是我的现象是在改变大小的过程的背景会直接变成透明，使我开始怀疑是因为我去除了边框，然后重写了鼠标拖动事件的代码逻辑有问题。于是我就尝试了取消设置Qt::FramelessWindowHint，让窗口露出系统自带的边框，竟然一下子就不闪了。

那为什么使用windows系统自带的边框就不闪了呢？这个东西到底是什么呢？这里要引入一个概念：客户区和非客户区。我们以Qt的窗口体系为例，非客户区就是指标题栏，图标，窗口边框和标题按钮。而客户区就是我们平常操作geometry()获取的那一部分，一些在paintEvent()中的操作也是在客户区中进行的，Qt没有开放接口可以直接操作非客户区的样式，所以我们在开发过程中往往是直接设置Qt::FramelessWindowHint去除系统自带的标题栏和边框，然后通过自定义一个伪标题栏来实现定制化。

所以问题很可能就出现在去除边框后，客户区和非客户区大小相同，同时又叠加了视频渲染所导致的（后来在测试中也发现如果把非客户区的大小设为0，就会产生闪烁，即使只有一个1个像素也不会闪烁）那么此时我们的目标就明确了：1.尽可能缩小非客户区的大小，这样不会导致原有的窗口尺寸受到影响 2.修改非客户区的颜色和客户区相同，这样用户就感知不到。

图 2.1 QT的窗口组成

三、问题解决

缩小客户区首先想到了Qt的一个属性：Qt::CustomizeWindowHint,这个属性虽然可以去除边框和标题，但是在上方还是会保留一个6像素的白条，无法完全满足我们的要求

图 3.1 标题栏残留

后来我又叠加了一个属性：Qt::CustomizeWindowHint | Qt::MSWindowsFixedSizeDialogHint 但是这个属性会有一些小问题，Qt在文档中也说明了，就是在跨越不同分辨率的显示器的时候系统会强制显示原有的大小，但是我在自己的扩展屏上测试了没有问题，可能是因为分辨率是一样的，有条件的朋友可以测试一下。

图3.2 Qt::MSWindowsFixedSizeDialogHint属性说明

叠加之后的效果如下：

图3.3 窄边框效果

之后就是改变边框的颜色，既然Qt无法直接修改非客户区的大小，那么只能求助于Windows操作系统了，Windows操作系统提供了一系列DWM (桌面窗口管理器)API 可以用来修改非客户区。Custom Window Frame Using DWM - Win32 apps | Microsoft DocsThis topic demonstrates how to use the Desktop Window Manager (DWM) APIs to create custom window frames for your application.https://docs.microsoft.com/en-us/windows/win32/dwm/customframe

图 3.4 DWM API

这里我主要在nativeEvent中处理了WM_NCPAINT和WM_NCACTIVE两个消息，下面给出代码,主要参考以下文章：

win32- 使用WM_NCPAINT在非客户区域绘制边框 - 编程猎人win32- 使用WM_NCPAINT在非客户区域绘制边框，编程猎人，网罗编程知识和经验分享，解决编程疑难杂症。https://www.programminghunter.com/article/34391117799/

bool CMultiMeetingWgt::nativeEvent(const QByteArray& eventType, void* message, long* result)
{
#ifdef UC_OS_WIN
#if(QT_VERSION == QT_VERSION_CHECK(5,11,1))
	MSG* msg = (MSG*)message;
#else
	const auto msg = static_cast<LPMSG>(message);
#endif
	switch (msg->message)
	{
	case WM_NCACTIVATE: {
		//show RedrawWindow and break, or can't be actived when minisized;
		RedrawWindow((HWND)winId(), NULL, NULL, RDW_UPDATENOW);
		break;
	}

	case WM_NCPAINT:
	{
#ifndef DCX_USESTYLE
#define DCX_USESTYLE 0x00010000
#endif
		//Why here use DCX_USESTYLE that microsoft  undocumented
		//maybe you can refer to 
	    //https://social.msdn.microsoft.com/Forums/windows/en-US/a407591a-4b1e-4adc-ab0b-3c8b3aec3153/the-evil-wmncpaint?forum=windowsuidevelopment

		HWND hwnd = (HWND)winId();
		HDC hdc = ::GetDCEx(hwnd,0, DCX_WINDOW | DCX_USESTYLE);
		if (hdc) {
			RECT rcclient;
			::GetClientRect(hwnd, &rcclient);
			RECT rcwin;
			::GetWindowRect(hwnd, &rcwin);
			POINT ptupleft;
			ptupleft.x = rcwin.left;
			ptupleft.y = rcwin.top;
			//converts (maps) a set of points from a coordinate space relative to one window 
			//to a coordinate space relative to another window
			::MapWindowPoints(0, hwnd, (LPPOINT)&rcwin, (sizeof(RECT) / sizeof(POINT)));
			//Second param:Specifies the amount to move the rectangle left or right.
			//This parameter must be a negative value to move the rectangle to the left.
			//Third param:Specifies the amount to move the rectangle up or down.
			//This parameter must be a negative value to move the rectangle to the up.
			::OffsetRect(&rcclient, -rcwin.left, -rcwin.top);
			::OffsetRect(&rcwin, -rcwin.left, -rcwin.top);

			HRGN rgntemp = NULL;
			if (msg->wParam == NULLREGION || msg->wParam == ERROR) {
				::ExcludeClipRect(hdc, rcclient.left, rcclient.top, rcclient.right, rcclient.bottom);
			}
			else {
				rgntemp = ::CreateRectRgn(rcclient.left + ptupleft.x, rcclient.top + ptupleft.y, rcclient.right + ptupleft.x, rcclient.bottom + ptupleft.y);
				if (::CombineRgn(rgntemp, (HRGN)msg->wParam, rgntemp, RGN_DIFF) == NULLREGION) {
					// nothing to paint
				}
				::OffsetRgn(rgntemp, -ptupleft.x, -ptupleft.y);
				::ExtSelectClipRgn(hdc, rgntemp, RGN_AND);
			}

			HBRUSH hbrush = ::CreateSolidBrush(RGB(26, 26, 26));
			::FillRect(hdc, &rcwin, hbrush);
			::DeleteObject(hbrush);

			::ReleaseDC(hwnd, hdc);
			if (rgntemp != 0) {
				::DeleteObject(rgntemp);
			}
		}
		return true;
	}
	default:
		break;
	}
#endif
	return QWidget::nativeEvent(eventType, message, result);
}

四、最终效果图

图4.1 最终效果

以上的方案虽然可以暂时解决闪烁的问题，但是明显是不完善的，比如不能跨平台，而且去拦截了windows消息不知道会不会引发其他的问题，还没有经过大规模的测试。在这里仅提供一种解决思路，如果有问题可以一起探讨。