屏幕缩放、DPI 和使脚本在不同的计算机中工作

本教程是关于 DPI、屏幕缩放、多显示器设置的，并试图回答“为什么我的脚本在一台计算机上工作，但在另一台计算机上停止工作”的问题。这是一个相当复杂的话题，我也不清楚它的一些细节，但无论如何我们都会尝试。

为了便于参考，我将在此处附上本教程中使用的工具：Dpi.ahk 库和随附的 WindowSpyDpi 工具。

本教程将介绍什么是DPI和显示分辨率，讨论程序的DPI感知，如何调整DPI的脚本，最后我们将看看如何制作不关心DPI的脚本（主要是如何以这种方式保存坐标，以及如何执行ImageSearch而不考虑DPI）。我们不会讨论如何使 AHK GUI 更具 DPI 感知能力。

二、什么是 DPI 和分辨率？

首先，让我们定义 DPI，即每英寸点数的缩写：DPI 衡量一英寸线中可容纳多少个“点”（或像素）。重要的是，DPI 不是屏幕分辨率，也不代表显示器中的物理像素数量。
主要由于历史原因，显示器的默认 DPI 被定义为 96DPI，在 Windows 的设置中，这对应于 100% 的屏幕缩放。这意味着缩放到 100% 的显示器将在 96 像素上显示 1 英寸的内容。

你可能会问为什么我使用“逻辑英寸”这个词而不仅仅是“英寸”。这是因为 Windows 通常不考虑实际的物理屏幕尺寸。一些显示器不报告其物理尺寸，在某些情况下，谈论物理尺寸甚至没有意义：例如，如果使用投影仪，那么它与墙壁的距离决定了屏幕的物理尺寸，而 Windows 没有很好的方法来获取该信息。这就是为什么 Windows 以逻辑英寸为单位进行处理，而 DPI 确定一个这样的英寸的像素数。

相应地，对于字体大小，1pt（磅）定义为 1/72 逻辑英寸，因此 72pt 字体将在 96DPI 屏幕上显示为 96 像素高。如果显示在缩放到 150% 的显示器上，则 72pt 字体的高度为 96*1.5=144 像素。

那么显示分辨率和DPI有什么区别呢？显示分辨率定义 Windows 用于显示输出的物理像素数。如果实际使用 1920×1080 屏幕，但将显示分辨率设置为 960×540（小两倍），则图像质量会降低两倍（显示内容的像素将减少两倍）。显示分辨率不能真正设置为高于屏幕的物理分辨率，这没有意义。
另一方面，正如我们已经知道的那样，DPI 意味着一英寸的内容使用了多少像素。DPI 越高，用于显示相同数量内容的像素就越多，因此显示内容的质量就越高。
如果我们有两个屏幕，物理尺寸相同，但一个物理分辨率为 1200×800，另一个分辨率为 600×400，那么运行 @ 200% 缩放的 1200×800 看起来会更清晰：对于相同的图像，它的像素密度将是其两倍。

了解分辨率与 DPI 的一种简单方法是玩弄您的显示器设置，在 Windows 10 中，这些设置位于“开始”菜单的“更改显示分辨率”下。我将以我的 14 英寸笔记本电脑为例，它具有 16：9 的纵横比和 1920×1080 像素分辨率（或每英寸像素 （PPI） 为 ~157）。默认显示设置为 DPI 为 144（比例为 150%），显示分辨率为 1920×1080。但是，如果我将分辨率更改为 1600×900 并缩放到 125%，屏幕上的所有内容看起来都与以前完全相同 （1920/150 = 1600/125），但一切都更加模糊。这是因为现在我们用于显示内容的像素比以前少。

希望这能清楚地说明为什么DPI是必要的：更高的DPI可以在高分辨率显示器上获得更清晰的图像。此外，由于现代高分辨率显示器的像素比 10-20 年前多得多，因此 96 的历史 DPI 可能会变得不舒服，因为所有内容都显示得太小了。此外，一些用户（包括视障人士）可能更喜欢更大的内容，而更高的 DPI 允许在不降低质量（分辨率）的情况下做到这一点。

三、DPI 意识

假设我们不仅有一台显示器，而是两台显示器。并假设这些监视器具有不同的分辨率和 DPI。在这种情况下，在显示器之间移动窗口并尝试找出要使用鼠标移动/单击的坐标时，事情会变得棘手。

我的以下示例使用我当前的设置：主显示器是 14 英寸笔记本电脑屏幕，纵横比为 16：9，分辨率为 1920×1080 像素，DPI 为 144 （150%）;辅助显示器是 34 英寸屏幕，纵横比为 21：9，分辨率为 3440×1440，DPI 为 96 （100%）;运行最新的 Windows 10（截至 2023 年 9 月 1 日）。
在此设置中，AHK 内置变量 A_ScreenWidth 和 A_ScreenHeight 分别包含 1920 和 1080，因为这是主监视器的分辨率。

我们的第一项任务是将计算器应用程序移动到第二台显示器的 x100 y100 坐标。在主显示器上，这很简单：WinMove（100， 100）工作得很好。但是，默认情况下，AHK 脚本和其他程序是 DPI 系统感知的，这意味着它们期望主监视器的 DPI 无处不在，并且 Windows 会为此进行调整。因此，如果我们尝试使用WinMove（A_ScreenWidth+100， 100），我们得到一个意想不到的结果：

显然，这是错误的，最可能的罪魁祸首是不同的DPI。这可以通过使用WinMove（A_ScreenWidth*144/96+100， 100）相反，这会将窗口移动到正确的位置。为什么这种计算可以解决当前的问题，我将留给读者思考。但是，很容易看出，如果处理三台显示器或获取和计算主显示器和辅助显示器窗口的 DPI 和生成的坐标，这将变得越来越混乱。幸运的是，Windows 为此提供了一个解决方案：每个监视器的 DPI 感知。这会导致 Windows 调整坐标，同时考虑其他监视器的 DPI。

将我们的脚本设置为每监视器感知很简单：只需将以下行添加到脚本的顶部：DllCall（“SetThreadDpiAwarenessContext”， “ptr”， -3， “ptr”）
推荐额外阅读：AHK 文档 DPI 缩放部分。

是的，这修复了 WinMove、MouseMove 和其他相关功能！案件解决了？不！

四、调整 DPI

虽然 DPI 每监视器感知可以解决很多问题，但它并不能解决缩放坐标的问题。即，WindowSpy 报告调整为 DPI 的客户端和窗口坐标。这意味着，如果我们在一个 DPI 中记录一个坐标，那么它将在另一个 DPI 中不起作用。

例如，让我们尝试编写一个脚本来单击“7”按钮，该按钮需要在我的两个显示器上工作。

（请注意，此图像是在主监视器上拍摄的，因此不需要每个监视器的 DPI。

让我们使用这些客户端坐标来单击：点击（67， 494）.很简单，可以在主显示器上运行，但让我们在第二台显示器上尝试一下：

当然，光标最终会位于错误的位置，因为 DPI 144 中记录的坐标将表示 DPI 96 中的不同点。通过除以 144 再乘以 96 来调整 DPI 可以解决该问题：点击（67*96/144， 494*96/144）.
但是，现在代码在主显示器上不起作用！

似乎要完全解决此问题，我们需要获取窗口所在显示器的 DPI，然后相应地进行调整。这可以通过以下功能实现：

; Gets the DPI for the specified window
WinGetDpi(WinTitle?, WinText?, ExcludeTitle?, ExcludeText?) {
    return (hMonitor := DllCall("MonitorFromWindow", "ptr", WinExist(WinTitle?, WinText?, ExcludeTitle?, ExcludeText?), "int", 2, "ptr") ; MONITOR_DEFAULTTONEAREST
    , DllCall("Shcore.dll\GetDpiForMonitor", "ptr", hMonitor, "int", 0, "uint*", &dpiX:=0, "uint*", &dpiY:=0), dpiX)
}

使用 WinGetDpi 函数，我们可以重试点击 （67*WinGetDpi（“A”）/144， 494*WinGetDpi（“A”）/144）.成功，它可以在两台显示器上正常工作！即使我们在一台显示器上启动应用程序并将其拖到另一台显示器上，或更改 DPI，或在具有不同分辨率的计算机中使用它，也是如此。将计算器的大小调整到更大的尺寸自然会破坏它，因为按钮会移动到不同的位置。

五、简化 DPI 调整

为了简化调整 DPI 的过程，我编写了 Dpi.ahk 库和随附的 WindowSpyDpi 工具。
WindowSpyDpi 调整为可识别每个监视器的 DPI，并自动将所有坐标和大小缩放为 DPI 96。然后，可以将 Dpi 库与坐标一起使用以执行所需的操作，并且代码应对任何 DPI 执行相同的操作。

例如，WindowSpyDpi 将计算器（调整为尽可能小的大小）数字 7 按钮客户端坐标报告为 x47 y329。这意味着DPI.Click(47, 329)应该在所有显示器上自动工作。

一些注意事项：
1）由于从非常高的DPI（例如192）缩减到96会损失一些精度，因此可以在WindowSpyDpi以及包含Dpi.ahk的脚本中调整A_StandardDpi变量，以及任意大的数字（例如新闻部。标准DPI ：= 960） 可以改用。
2） 由于所有额外的计算，Dpi 函数必然比本机函数慢。不过，这应该不会引起注意，除非每秒调用函数数千次。
3） Dpi 库可能会使用硬编码坐标破坏现有脚本，因为它会更改现有脚本未考虑的 DPI 感知。它还可能更改 GUI 和 GUI 菜单的外观，因此可能需要使用SetThreadDpiAwarenessContext（-2）在创建这些之前。

六、与 DPI 无关的 ImageSearch 和 FindText

：在某些情况下，还可以跨多个 DPI 执行 ImageSearch。这涉及使用 ImageSearch 的*W和*小时将图像缩放到正确大小的选项。这并不总是有效，并且几乎总是需要调整变化（*n） 到高级别，因为缩放后的图像永远不会与在目标 DPI 下捕获的图像完全相同。此外，抗锯齿和不同的字体间距/大小可能会使图像发生太大变化，以至于无法在原生 DPI 以外的任何其他 DPI 中找到它：这在浏览器和基于浏览器的应用程序（例如 Spotify、Discord 等）中尤其如此。我发现 FindText 在 DPI 上工作更可靠，即使在使用图像文件时也是如此。

但是，有时事情会解决。以下代码适用于屏幕比例 100% 到 225%，以查找计算器图标：

#include DPI.ahk
wTitle := "Calculator"
WinActivate wTitle
WinWaitActive wTitle
WinGetPos(&wX, &wY, &wW, &wH, wTitle)
if DPI.ImageSearch(&outX, &outY, 0, 0, wW, wH, "*150 Calculator_icon_225%.png",,216)
    MouseMove outX, outY
else
    MsgBox("Could not find image")

注意：216在 DPI 中。ImageSearch 是文件Calculator_icon_225%.png的 DPI，因为它是在辅助监视器上拍摄的，并且图像元数据包含主监视器 （144） 的 DPI，这将不起作用。如果图像是在主监视器上捕获的，则可以省略该参数。

我发现 FindText 是一种更简单、更宽容的图像搜索方法。以下代码在 Chrome 中查找重新加载按钮：

#include DPI.ahk
#include FindText.ahk
wTitle := "ahk_exe chrome.exe"
WinActivate wTitle
WinWaitActive wTitle
WinGetPos(&wX, &wY, &wW, &wH, wTitle)
Text:="|<ChromeReloadDPI216>**50$41.0000000000000000000000000000000000000y00000DzU2001s3kA00Dzyss00zUDvE03w07wU07U03100S006201g00A403k00k80B0030E0S00A0U0w00zz01M000002U000005000000/000000S000000w000801c000s01s003k03M007U03k00S007k01s007s0Dk007w1z0007TzQ0007U3U0003zw00000T0000000000000000000000000000004"

if (ok:=FindText(&X, &Y, wX, wY, wX+wW, wY+wH, 0.3, 0.2, Text, , 0, , , , , zoomW:=DPI.GetForWindow(wTitle)/216, zoomW)) ; The Text was taken at DPI 216 (225%)
    FindText().MouseTip(X, Y)
else
    MsgBox("Could not find image")

FindText 在使用图像文件进行搜索方面似乎也更成功，例如用于 Chrome 重新加载按钮：

#include DPI.ahk
#include FindText.ahk

wTitle := "ahk_exe chrome.exe"
WinActivate wTitle
WinWaitActive wTitle
WinGetPos(&wX, &wY, &wW, &wH, wTitle)
if (ok:=FindText(&X, &Y, wX, wY, wX+wW, wY+wH, 0.2, 0.1, "##10$Chrome_Reload_100%.png", , 0, , , , , zoomW:=DPI.GetForWindow(wTitle)/96, zoomW))
    FindText().MouseTip(X, Y)
else
    MsgBox("Could not find image")

七、附加

功能 以下内容便于在 DPI 和比例之间进行转换：

DPI     Scale   Percentage
96      1       100%
120     1.25    125%
144     1.5     150%
168     1.75    175%
192     2       200%
216     2.25    225%
240     2.5     250%
288     3       300%
336     3.5     350%

八、总结

希望本教程具有指导意义，在编写它时，我肯定学到了很多东西。如果有人对如何使DPI的调整更容易或如何更可靠地进行图像搜索有想法，请务必发表评论！