[WPF] Afficher une image GIF animée

WPF est une technologie géniale, mais parfois on a l’impression qu’il lui manque certaines fonctionnalités assez basiques… Un exemple souvent cité est l’absence de support pour les images GIF animées. En fait, le format GIF proprement dit est supporté, mais le contrôle Image n’affiche que la première image de l’animation.

De nombreuses solutions à ce problème ont été proposées sur les forums et blogs techniques, généralement des variantes autour des approches suivantes :

  • Utiliser le contrôle MediaElement : malheureusement ce contrôle ne supporte que les URI de type file:// ou http://, et non le schéma d’URI pack:// utilisé pour les ressources WPF ; l’image ne peut donc pas être inclue dans les ressources, elle doit être dans un fichier à part. De plus, la transparence n’est pas supportée, si bien que le résultat final est assez laid
  • Utiliser le contrôle PictureBox de Windows Forms, via un WindowsFormsHost : personnellement j’ai horreur d’utiliser des contrôles Windows Forms en WPF, ça me donne l’impression de faire quelque chose de mal 😛
  • Créer un contrôle dérivé de Image qui gère l’animation. Pour l’implémentation, certaines solutions tirent partie de la classe ImageAnimator de System.Drawing (GDI), d’autres utilisent une animation WPF pour changer de frame. C’est une approche assez “propre”, mais qui oblige à utiliser un contrôle spécifique pour les GIF. De plus la solution utilisant ImageAnimator se révèle assez peu fluide.

Comme vous l’aurez deviné, aucune de ces solutions ne me satisfait vraiment… De plus, aucune ne gère proprement la durée de chaque frame, et suppose simplement que toutes les frames durent 100ms (c’est presque toujours le cas, mais le presque fait toute la différence…). Je n’ai donc gardé que les meilleures idées dans les approches ci-dessus pour créer ma propre solution. Les objectifs que je souhaitais atteindre sont les suivants :

  • Ne pas dépendre de Windows Forms ou de GDI
  • Afficher l’image animée dans un contrôle Image standard
  • Pouvoir utiliser le même code XAML pour une image fixe ou animée
  • Supporter la transparence
  • Tenir compte de la durée réelle de chaque frame de l’image

Pour arriver à ce résultat, je suis parti d’une idée simple, voire évidente : pour animer l’image, il suffit d’appliquer une animation à la propriété Source du contrôle Image. Or WPF fournit tous les outils nécessaires pour réaliser ce type d’animation ; en l’occurrence la classe ObjectAnimationUsingKeyFrames répond parfaitement au besoin : on peut spécifier à quel instant exact affecter une valeur donnée à la propriété, ce qui permet de tenir compte de la durée des frames.

Le problème suivant est d’extraire les différentes frames de l’image : heureusement ce scénario est prévu dans WPF, et la classe BitmapDecoder fournit une propriété Frames qui sert à ça. Donc, pas de difficulté majeure à ce niveau…

Enfin, dernier obstacle : extraire la durée de chaque frame. C’est finalement la partie qui m’a demandé le plus de recherche… J’ai d’abord cru qu’il faudrait lire manuellement le fichier pour trouver cette information, en décodant directement les données binaires. Mais la solution est finalement assez simple, et tire partie de la classe BitmapMetadata. La seule difficulté a été de localiser le “chemin” de la métadonnée qui contient cette information, mais après quelques tâtonnements, la voilà : /grctlext/Delay.

La solution finale est implémentée sous forme d’une propriété attachée AnimatedSource applicable au contrôle Image, qui s’utilise en lieu et place de Source :

<Image Stretch="None" my:ImageBehavior.AnimatedSource="/Images/animation.gif" />

On peut également affecter une image fixe à cette propriété, elle s’affichera normalement ; on peut donc utiliser cette propriété sans se soucier de savoir si l’image à afficher sera fixe ou animée.

Au final, tous les objectifs fixés au départ sont donc atteints, et il y a même une cerise sur le gâteau : cette solution fonctionne également dans le designer (du moins dans Visual Studio 2010), on voit donc directement l’animation quand on affecte la propriété AnimatedSource 🙂

Sans plus attendre, voilà le code complet :

    public static class ImageBehavior
    {
        #region AnimatedSource

        [AttachedPropertyBrowsableForType(typeof(Image))]
        public static ImageSource GetAnimatedSource(Image obj)
        {
            return (ImageSource)obj.GetValue(AnimatedSourceProperty);
        }

        public static void SetAnimatedSource(Image obj, ImageSource value)
        {
            obj.SetValue(AnimatedSourceProperty, value);
        }

        public static readonly DependencyProperty AnimatedSourceProperty =
            DependencyProperty.RegisterAttached(
              "AnimatedSource",
              typeof(ImageSource),
              typeof(ImageBehavior),
              new UIPropertyMetadata(
                null,
                AnimatedSourceChanged));

        private static void AnimatedSourceChanged(DependencyObject o, DependencyPropertyChangedEventArgs e)
        {
            Image imageControl = o as Image;
            if (imageControl == null)
                return;

            var oldValue = e.OldValue as ImageSource;
            var newValue = e.NewValue as ImageSource;
            if (oldValue != null)
            {
                imageControl.BeginAnimation(Image.SourceProperty, null);
            }
            if (newValue != null)
            {
                imageControl.DoWhenLoaded(InitAnimationOrImage);
            }
        }

        private static void InitAnimationOrImage(Image imageControl)
        {
            BitmapSource source = GetAnimatedSource(imageControl) as BitmapSource;
            if (source != null)
            {
                var decoder = GetDecoder(source) as GifBitmapDecoder;
                if (decoder != null && decoder.Frames.Count > 1)
                {
                    var animation = new ObjectAnimationUsingKeyFrames();
                    var totalDuration = TimeSpan.Zero;
                    BitmapSource prevFrame = null;
                    FrameInfo prevInfo = null;
                    foreach (var rawFrame in decoder.Frames)
                    {
                        var info = GetFrameInfo(rawFrame);
                        var frame = MakeFrame(
                            source,
                            rawFrame, info,
                            prevFrame, prevInfo);

                        var keyFrame = new DiscreteObjectKeyFrame(frame, totalDuration);
                        animation.KeyFrames.Add(keyFrame);
                        
                        totalDuration += info.Delay;
                        prevFrame = frame;
                        prevInfo = info;
                    }
                    animation.Duration = totalDuration;
                    animation.RepeatBehavior = RepeatBehavior.Forever;
                    if (animation.KeyFrames.Count > 0)
                        imageControl.Source = (ImageSource)animation.KeyFrames[0].Value;
                    else
                        imageControl.Source = decoder.Frames[0];
                    imageControl.BeginAnimation(Image.SourceProperty, animation);
                    return;
                }
            }
            imageControl.Source = source;
            return;
        }

        private static BitmapDecoder GetDecoder(BitmapSource image)
        {
            BitmapDecoder decoder = null;
            var frame = image as BitmapFrame;
            if (frame != null)
                decoder = frame.Decoder;

            if (decoder == null)
            {
                var bmp = image as BitmapImage;
                if (bmp != null)
                {
                    if (bmp.StreamSource != null)
                    {
                        decoder = BitmapDecoder.Create(bmp.StreamSource, bmp.CreateOptions, bmp.CacheOption);
                    }
                    else if (bmp.UriSource != null)
                    {
                        Uri uri = bmp.UriSource;
                        if (bmp.BaseUri != null && !uri.IsAbsoluteUri)
                            uri = new Uri(bmp.BaseUri, uri);
                        decoder = BitmapDecoder.Create(uri, bmp.CreateOptions, bmp.CacheOption);
                    }
                }
            }

            return decoder;
        }

        private static BitmapSource MakeFrame(
            BitmapSource fullImage,
            BitmapSource rawFrame, FrameInfo frameInfo,
            BitmapSource previousFrame, FrameInfo previousFrameInfo)
        {
            DrawingVisual visual = new DrawingVisual();
            using (var context = visual.RenderOpen())
            {
                if (previousFrameInfo != null && previousFrame != null &&
                    previousFrameInfo.DisposalMethod == FrameDisposalMethod.Combine)
                {
                    var fullRect = new Rect(0, 0, fullImage.PixelWidth, fullImage.PixelHeight);
                    context.DrawImage(previousFrame, fullRect);
                }

                context.DrawImage(rawFrame, frameInfo.Rect);
            }
            var bitmap = new RenderTargetBitmap(
                fullImage.PixelWidth, fullImage.PixelHeight,
                fullImage.DpiX, fullImage.DpiY,
                PixelFormats.Pbgra32);
            bitmap.Render(visual);
            return bitmap;
        }

        private class FrameInfo
        {
            public TimeSpan Delay { get; set; }
            public FrameDisposalMethod DisposalMethod { get; set; }
            public double Width { get; set; }
            public double Height { get; set; }
            public double Left { get; set; }
            public double Top { get; set; }

            public Rect Rect
            {
                get { return new Rect(Left, Top, Width, Height); }
            }
        }

        private enum FrameDisposalMethod
        {
            Replace = 0,
            Combine = 1,
            RestoreBackground = 2,
            RestorePrevious = 3
        }

        private static FrameInfo GetFrameInfo(BitmapFrame frame)
        {
            var frameInfo = new FrameInfo
            {
                Delay = TimeSpan.FromMilliseconds(100),
                DisposalMethod = FrameDisposalMethod.Replace,
                Width = frame.PixelWidth,
                Height = frame.PixelHeight,
                Left = 0,
                Top = 0
            };

            BitmapMetadata metadata;
            try
            {
                metadata = frame.Metadata as BitmapMetadata;
                if (metadata != null)
                {
                    const string delayQuery = "/grctlext/Delay";
                    const string disposalQuery = "/grctlext/Disposal";
                    const string widthQuery = "/imgdesc/Width";
                    const string heightQuery = "/imgdesc/Height";
                    const string leftQuery = "/imgdesc/Left";
                    const string topQuery = "/imgdesc/Top";

                    var delay = metadata.GetQueryOrNull<ushort>(delayQuery);
                    if (delay.HasValue)
                        frameInfo.Delay = TimeSpan.FromMilliseconds(10 * delay.Value);

                    var disposal = metadata.GetQueryOrNull<byte>(disposalQuery);
                    if (disposal.HasValue)
                        frameInfo.DisposalMethod = (FrameDisposalMethod) disposal.Value;

                    var width = metadata.GetQueryOrNull<ushort>(widthQuery);
                    if (width.HasValue)
                        frameInfo.Width = width.Value;

                    var height = metadata.GetQueryOrNull<ushort>(heightQuery);
                    if (height.HasValue)
                        frameInfo.Height = height.Value;

                    var left = metadata.GetQueryOrNull<ushort>(leftQuery);
                    if (left.HasValue)
                        frameInfo.Left = left.Value;

                    var top = metadata.GetQueryOrNull<ushort>(topQuery);
                    if (top.HasValue)
                        frameInfo.Top = top.Value;
                }
            }
            catch (NotSupportedException)
            {
            }

            return frameInfo;
        }

        private static T? GetQueryOrNull<T>(this BitmapMetadata metadata, string query)
            where T : struct
        {
            if (metadata.ContainsQuery(query))
            {
                object value = metadata.GetQuery(query);
                if (value != null)
                    return (T) value;
            }
            return null;
        }

        #endregion
    }

Et voici la méthode d’extension DoWhenLoaded utilisée dans le code ci-dessus :

public static void DoWhenLoaded<T>(this T element, Action<T> action)
    where T : FrameworkElement
{
    if (element.IsLoaded)
    {
        action(element);
    }
    else
    {
        RoutedEventHandler handler = null;
        handler = (sender, e) =>
        {
            element.Loaded -= handler;
            action(element);
        };
        element.Loaded += handler;
    }
}

Cette classe sera inclue dans la prochaine version de la librairie Dvp.NET, dont j’avais déjà parlé il y quelque temps.

Mise à jour : le code qui récupère la durée d’une frame ne fonctionne que sous Windows Seven, et sous Windows Vista si la Platform Update est installée (non testé). La durée par défaut (100ms) sera utilisée sur les autres versions de Windows. Je mettrai à jour l’article si je trouve une solution qui fonctionne sur tous les systèmes (je sais que je pourrais utiliser System.Drawing.Bitmap, mais je préfèrerais éviter…)

Mise à jour 2 : comme Klaus l’a signalé dans un commentaire sur la version anglaise de mon blog, la classe ImageBehavior ne gérait pas certains attributs importants des frames : la méthode de destruction (est-ce qu’une frame doit simplement remplacer la frame précédente, ou être combinée avec elle), et la position des frames (Left/Top/Width/Height). J’ai mis à jour le code pour gérer ces attributs correctement. Merci Klaus !

Mise à jour 3 : encore un petit bug corrigé, la récupération du décodeur à partir d’une URI relative ne fonctionnait pas. Merci à l’anonyme qui l’a signalé!

Mise à jour 4 : plutôt que de continuer à poster les améliorations sur ce billet, j’ai finalement créé un projet sur CodePlex GitHub où cette classe sera maintenue. Vous pouvez aussi l’installer avec NuGet, l’id du package est WpfAnimatedGif. Merci à Diego Mijelshon pour la suggestion!

[WPF] Comment faire un binding dans les cas où on n’hérite pas du DataContext

La propriété DataContext de WPF est extrêmement pratique, car elle est automatiquement héritée par tous les enfants de l’élément où elle est définie ; il n’est donc pas nécessaire de la redéfinir pour chaque élément qu’on veut lier aux données. Cependant, il arrive que le DataContext ne soit pas accessible pour certains éléments : c’est le cas des éléments qui n’appartiennent pas à l’arbre visuel ni à l’arbre logique. Il devient alors très difficile de définir une propriété ce ces éléments par un binding…

Prenons un exemple simple : on veut afficher une liste de produits dans un DataGrid. Dans la grille, on veut pouvoir afficher où masquer la colonne du prix, en fonction d’une propriété ShowPrice exposée par le ViewModel. L’approche évidente consiste à binder la propriété Visibility de la colonne à la propriété ShowPrice :

<DataGridTextColumn Header="Price" Binding="{Binding Price}" IsReadOnly="False"
                    Visibility="{Binding ShowPrice,
                        Converter={StaticResource visibilityConverter}}"/>

Malheureusement, changer la valeur de la propriété ShowPrice n’a aucun effet, et la colonne reste toujours affichée… pourquoi ? Si on regarde la fenêtre de sortie de Visual Studio, on remarque la ligne suivante :

System.Windows.Data Error: 2 : Cannot find governing FrameworkElement or FrameworkContentElement for target element. BindingExpression:Path=ShowPrice; DataItem=null; target element is ‘DataGridTextColumn’ (HashCode=32685253); target property is ‘Visibility’ (type ‘Visibility’)

Derrière cet obscur charabia se cache une explication toute simple : WPF ne sait pas quel FrameworkElement utiliser pour récupérer le DataContext, car la colonne n’appartient pas à l’arbre visuel ni à l’arbre logique du DataGrid.

On peut toujours essayer de “triturer” le binding pour obtenir le résultat voulu, par exemple en essayant de binder par rapport au DataGrid lui-même :

<DataGridTextColumn Header="Price" Binding="{Binding Price}" IsReadOnly="False"
                    Visibility="{Binding DataContext.ShowPrice,
                        Converter={StaticResource visibilityConverter},
                        RelativeSource={RelativeSource FindAncestor, AncestorType=DataGrid}}"/>

Ou encore, en ajoutant une CheckBox bindée sur ShowPrice et en essayant de binder la visibilité de la colonne sur la propriété IsChecked, en spécifiant le nom de l’élément :

<DataGridTextColumn Header="Price" Binding="{Binding Price}" IsReadOnly="False"
                    Visibility="{Binding IsChecked,
                        Converter={StaticResource visibilityConverter},
                        ElementName=chkShowPrice}"/>

Mais rien à faire, on obtient toujours le même résultat…

A ce stade, il semble que la seule approche qui pourrait marcher est de passer par le code-behind, ce qu’on préfère généralement éviter quand on suit le pattern MVVM… mais ce serait dommage d’abandonner aussi vite 😉

La solution est en fait assez simple, et se base sur la classe Freezable. La vocation première de cette classe est de définir des objets qui ont un état modifiable et un état non modifiable. Mais en l’occurrence, la caractéristique qui nous intéresse est qu’un objet qui hérite de Freezable peut hériter du DataContext, bien qu’il ne s’agisse pas d’un élément visuel. Je ne connais pas le mécanisme exact qui permet d’obtenir ce comportement, mais toujours est-il que cela va nous permettre d’arriver au résultat voulu…

L’idée est de créer une classe, que j’ai appelée BindingProxy, qui hérite de Freezable et dans laquelle on va déclarer une dependency property Data :

    public class BindingProxy : Freezable
    {
        #region Overrides of Freezable

        protected override Freezable CreateInstanceCore()
        {
            return new BindingProxy();
        }

        #endregion

        public object Data
        {
            get { return (object)GetValue(DataProperty); }
            set { SetValue(DataProperty, value); }
        }

        // Using a DependencyProperty as the backing store for Data.  This enables animation, styling, binding, etc...
        public static readonly DependencyProperty DataProperty =
            DependencyProperty.Register("Data", typeof(object), typeof(BindingProxy), new UIPropertyMetadata(null));
    }

On va ensuite déclarer une instance de cette classe dans les ressources du DataGrid, et binder la propriété Data sur le DataContext courant :

<DataGrid.Resources>
    <local:BindingProxy x:Key="proxy" Data="{Binding}" />
</DataGrid.Resources>

Il suffit ensuite de spécifier que la source de notre binding est cet objet BindingProxy, facilement accessible puisqu’il est déclaré comme ressource :

<DataGridTextColumn Header="Price" Binding="{Binding Price}" IsReadOnly="False"
                    Visibility="{Binding Data.ShowPrice,
                        Converter={StaticResource visibilityConverter},
                        Source={StaticResource proxy}}"/>

Remarquez qu’on a aussi préfixé le chemin du binding par “Data”, puisque le chemin est maintenant relatif à l’objet BindingProxy.

Le binding fonctionne maintenant comme prévu, moyennant une solution relativement simple à mettre en oeuvre…