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从零开始用 electron 手撸一个截屏工具

最近在尝试利用 electron 将一个 web 版的聊天工具包装成一个桌面 APP。作为一个聊天工具,截屏可以说是一个必备功能了。不过遗憾的是没有找到很成熟的库来用,也可能是打开方式不对,总之呢没看到现成的,于是就想从头撸一个简单的截图工具。下面就进入正题吧!


思路

electron 提供了截取屏幕的 API,可以轻松的获取每个屏幕(存在外接显示器的情况)和每个窗口的图像信息。

  1. 把图片截取出来,然后创建一个全屏的窗口盖住整个屏幕,将截取的图片绘制在窗口上,然后再覆盖一层黑色半透明的元素,看起来就像屏幕定住了一样;
  2. 在窗口上增加交互制作选区的效果;
  3. 点击确定,利用 canvas 对应选区的位置截取图片内容,写入剪贴板和保存图片。

搭建项目

首先创建 package.json 填写项目的必要信息, 注意 main 为入口文件。

{
  "name": "electorn-capture-screen",
  "version": "1.0.0",
  "main": "main.js",
  "repository": "https://github.com/chrisbing/electorn-capture-screen.git",
  "author": "Chris",
  "license": "MIT",
  "scripts": {
    "start": "electron ."
  },
  "dependencies": {
    "electron": "^3.0.2"
  }
}
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创建 main.js, 代码来自 electron 官方文档

const { app, BrowserWindow, ipcMain, globalShortcut } = require('electron')
const os = require('os')

// Keep a global reference of the window object, if you don't, the window will
// be closed automatically when the JavaScript object is garbage collected.
let win

function createWindow() {
    
    // 创建浏览器窗口。
    win = new BrowserWindow({ width: 800, height: 600 })

    // 然后加载应用的 index.html。
    win.loadFile('index.html')

    // 打开开发者工具
    win.webContents.openDevTools()

    // 当 window 被关闭,这个事件会被触发。
    win.on('closed', () => {
        // 取消引用 window 对象,如果你的应用支持多窗口的话,
        // 通常会把多个 window 对象存放在一个数组里面,
        // 与此同时,你应该删除相应的元素。
        win = null
    })
}

// Electron 会在初始化后并准备
// 创建浏览器窗口时,调用这个函数。
// 部分 API 在 ready 事件触发后才能使用。
app.on('ready', createWindow)

// 当全部窗口关闭时退出。
app.on('window-all-closed', () => {
    // 在 macOS 上,除非用户用 Cmd + Q 确定地退出,
    // 否则绝大部分应用及其菜单栏会保持激活。
    if (process.platform !== 'darwin') {
        app.quit()
    }
})

app.on('activate', () => {
    // 在macOS上,当单击dock图标并且没有其他窗口打开时,
    // 通常在应用程序中重新创建一个窗口。
    if (win === null) {
        createWindow()
    }
})
复制代码

创建 index.html, html 中放了一个按钮, 用来触发截屏操作

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>Hello World!</title>
</head>
<body>
<button id="js-capture">Capture Screen</button>
<script>
    const { ipcRenderer } = require('electron')

    document.getElementById('js-capture').addEventListener('click', ()=>{
        ipcRenderer.send('capture-screen')
    })

</script>
</body>
</html>

复制代码

这样一个简单的 electron 项目就完成了, 执行 yarn start 或者 npm start 即可看到一个窗口, 窗口中有一个按钮

触发截屏

截屏是一个相对独立的功能, 并且有可能会有全局快捷键以及菜单触发等脱离窗口的情况, 所以截屏的触发应该放在 main 进程中来实现

在 renderer 进程中可以通过 ipc 通讯来完成, 在页面的代码中使用 ipcRenderer 发送事件, 而在 main 中使用 ipcMain 接收事件

// index.html
	const { ipcRenderer } = require('electron')

	document.getElementById('js-capture').addEventListener('click', ()=>{
		ipcRenderer.send('capture-screen')
	})
复制代码

在 main 进程中接收 capture-screen 事件

// main.js

// 接收事件
ipcMain.on('capture-screen', captureScreen)
复制代码

同时加入全局快捷键触发和取消截屏

// main.js

// 注册全局快捷键
// globalShortcut 需要在 app ready 之后
globalShortcut.register('CmdOrCtrl+Shift+A', captureScreen)
globalShortcut.register('Esc', () => {
    if (captureWin) {
        captureWin.close()
        captureWin = null
    }
})
复制代码

通过快捷键和事件来触发截屏方法 captureScreen, 接下来实现这个方法来创建一个截屏窗口

创建截屏窗口

截屏窗口是要创建一个全屏的窗口, 并且把屏幕图片绘制在窗口上, 再通过鼠标拖拽等交互操作选出特定区域的图像.

第一步是要创建窗口

// main.js
let captureWin = null

const captureScreen = (e, args) => {
    if (captureWin) {
        return
    }
    const { screen } = require('electron')
    let { width, height } = screen.getPrimaryDisplay().bounds
    captureWin = new BrowserWindow({
        // window 使用 fullscreen,  mac 设置为 undefined, 不可为 false
        fullscreen: os.platform() === 'win32' || undefined, // win
        width,
        height,
        x: 0,
        y: 0,
        transparent: true,
        frame: false,
        skipTaskbar: true,
        autoHideMenuBar: true,
        movable: false,
        resizable: false,
        enableLargerThanScreen: true, // mac
        hasShadow: false,
    })
    captureWin.setAlwaysOnTop(true, 'screen-saver') // mac
    captureWin.setVisibleOnAllWorkspaces(true) // mac
    captureWin.setFullScreenable(false) // mac

    captureWin.loadFile(path.join(__dirname, 'capture.html'))

    // 调试用
    // captureWin.openDevTools()

    captureWin.on('closed', () => {
        captureWin = null
    })

}
复制代码

窗口需要覆盖全屏, 并且完全置顶, 在 windows 下可以使用 fullscreen 来保证全屏, Mac 下 fullscreen 会把窗口移到单独桌面, 所以采用了另外的办法, 代码注释上标注了不同系统的相关选项, 具体内容可以查看文档

注意这里窗口加载了另外一个 html 文件, 这个文件用来负责截屏和裁剪的一些交互工作

capture.html

首先 html 结构

// capture.html

<div id="js-bg" class="bg"></div>
<div id="js-mask" class="mask"></div>
<canvas id="js-canvas" class="image-canvas"></canvas>
<div id="js-size-info" class="size-info"></div>
<div id="js-toolbar" class="toolbar">
    <div class="iconfont icon-zhongzhi" id="js-tool-reset"></div>
    <div class="iconfont icon-xiazai" id="js-tool-save"></div>
    <div class="iconfont icon-guanbi" id="js-tool-close"></div>
    <div class="iconfont icon-duihao" id="js-tool-ok"></div>
</div>
<script src="capture-renderer.js"></script>
复制代码

Bg : 截屏图片 Mask : 一层灰色遮罩 Canvas : 绘制选中的图片区域和边框 Size info : 标识截取范围的尺寸 Toolbar : 操作按钮, 用来取消和保存等 capture-renderer.js : js 代码

@import "./assets/iconfont/iconfont.css";

html, body, div {
    margin: 0;
    padding: 0;
    box-sizing: border-box;
}

.mask {
    position: absolute;
    top: 0;
    left: 0;
    width: 100%;
    height: 100%;
    background: rgba(0, 0, 0, 0.6);
}

.bg {
    position: absolute;
    top: 0;
    left: 0;
    width: 100%;
    height: 100%;
}

.image-canvas {
    position: absolute;
    display: none;
    z-index: 1;
}

.size-info {
    position: absolute;
    color: #ffffff;
    font-size: 12px;
    background: rgba(40, 40, 40, 0.8);
    padding: 5px 10px;
    border-radius: 2px;
    font-family: Arial Consolas sans-serif;
    display: none;
    z-index: 2;
}

.toolbar {
    position: absolute;
    color: #343434;
    font-size: 12px;
    background: #f5f5f5;
    padding: 5px 10px;
    border-radius: 4px;
    font-family: Arial Consolas sans-serif;
    display: none;
    box-shadow: 0 0 20px rgba(0, 0, 0, 0.4);
    z-index: 2;
    align-items: center;
}

.toolbar .iconfont {
    font-size: 24px;
    padding: 2px 5px;
}
复制代码

各个元素基本为 absolute 定位, 由 js 控制位置 按钮使用了 iconfont , 所有涉及到的资源文件和完整项目可以到 GitHub - chrisbing/electorn-capture-screen: electron capture screen 中下载

截图交互

完成的功能有截取指定区域图片, 拖拽移动和改变选区尺寸, 实时尺寸显示和工具条

获取屏幕截图

// capture-renderer.js

const { ipcRenderer, clipboard, nativeImage, remote, desktopCapturer, screen } = require('electron')
const Event = require('events')
const fs = require('fs')

const { bounds: { width, height }, scaleFactor } = screen.getPrimaryDisplay()
const $canvas = document.getElementById('js-canvas')
const $bg = document.getElementById('js-bg')
const $sizeInfo = document.getElementById('js-size-info')
const $toolbar = document.getElementById('js-toolbar')

const $btnClose = document.getElementById('js-tool-close')
const $btnOk = document.getElementById('js-tool-ok')
const $btnSave = document.getElementById('js-tool-save')
const $btnReset = document.getElementById('js-tool-reset')

console.time('capture')
desktopCapturer.getSources({
    types: ['screen'],
    thumbnailSize: {
        width: width * scaleFactor,
        height: height * scaleFactor,
    }
}, (error, sources) => {
    console.timeEnd('capture')
    let imgSrc = sources[0].thumbnail.toDataURL()

    let capture = new CaptureRenderer($canvas, $bg, imgSrc, scaleFactor)
})
复制代码

screen.getPrimaryDisplay() 可以获取主屏幕的大小和缩放比例, 缩放比例在高分屏中适用, 在高分屏中屏幕的物理尺寸和窗口尺寸并不一致, 一般会有2倍3倍等缩放倍数, 所以为了获取到高清的屏幕截图, 需要在屏幕尺寸基础上乘以缩放倍数

desktopCapturer获取屏幕截图的图片信息, 获取的是一个数组, 包含了每一个屏幕的信息, 这里呢暂时只处理了第一个屏幕的信息

获取了截图信息后创建 CaptureRenderer 进行交互处理

CaptureRenderer

// capture-renderer.js
class CaptureRenderer extends Event {

    constructor($canvas, $bg, imageSrc, scaleFactor) {
        super()
 		  // ...

        this.init().then(() => {
            console.log('init')
        })
    }

    async init() {
        this.$bg.style.backgroundImage = `url(${this.imageSrc})`
        this.$bg.style.backgroundSize = `${width}px ${height}px`
        let canvas = document.createElement('canvas')
        let ctx = canvas.getContext('2d')
        let img = await new Promise(resolve => {
            let img = new Image()
            img.src = this.imageSrc
            if (img.complete) {
                resolve(img)
            } else {
                img.onload = () => resolve(img)
            }
        })

        canvas.width = img.width
        canvas.height = img.height
        ctx.drawImage(img, 0, 0)
        this.bgCtx = ctx
		  // ...
    }
	  
    // ...

    onMouseDrag(e) {
		  // ...
		  this.selectRect = {x, y, w, h, r, b}
        this.drawRect()
        this.emit('dragging', this.selectRect)
        // ...
    }

    drawRect() {
        if (!this.selectRect) {
            this.$canvas.style.display = 'none'
            return
        }
        const { x, y, w, h } = this.selectRect

        const scaleFactor = this.scaleFactor
        let margin = 7
        let radius = 5
        this.$canvas.style.left = `${x - margin}px`
        this.$canvas.style.top = `${y - margin}px`
        this.$canvas.style.width = `${w + margin * 2}px`
        this.$canvas.style.height = `${h + margin * 2}px`
        this.$canvas.style.display = 'block'
        this.$canvas.width = (w + margin * 2) * scaleFactor
        this.$canvas.height = (h + margin * 2) * scaleFactor

        if (w && h) {
            let imageData = this.bgCtx.getImageData(x * scaleFactor, y * scaleFactor, w * scaleFactor, h * scaleFactor)
            this.ctx.putImageData(imageData, margin * scaleFactor, margin * scaleFactor)
        }
        this.ctx.fillStyle = '#ffffff'
        this.ctx.strokeStyle = '#67bade'
        this.ctx.lineWidth = 2 * this.scaleFactor

        this.ctx.strokeRect(margin * scaleFactor, margin * scaleFactor, w * scaleFactor, h * scaleFactor)
        this.drawAnchors(w, h, margin, scaleFactor, radius)
    }

    drawAnchors(w, h, margin, scaleFactor, radius) {
        // ...
    }

    onMouseMove(e) {
        // ...
        document.body.style.cursor = 'move'
        // ...
    }

    onMouseUp(e) {
        this.emit('end-dragging')
        this.drawRect()
    }

    getImageUrl() {
        const { x, y, w, h } = this.selectRect
        if (w && h) {
            let imageData = this.bgCtx.getImageData(x * scaleFactor, y * scaleFactor, w * scaleFactor, h * scaleFactor)
            let canvas = document.createElement('canvas')
            let ctx = canvas.getContext('2d')
            ctx.putImageData(imageData, 0, 0)
            return canvas.toDataURL()
        }
        return ''
    }

    reset() {
        // ...
    }
}
复制代码

代码有点长, 由于篇幅的原因, 这里只列出了关键部分, 完整代码请到 GitHub - chrisbing/electorn-capture-screen: electron capture screen 上查看

初始化时保存一份绘制了全部图片的 canvas , 用来后续取选区部分图片用

绘制过程中从 通过 canvas 中的 getImageData 获取图片内容 然后通过 putImageData 绘制到显示 canvas 中

附加内容

在 CaptureRenderer 类中处理了图片的选取. 还需要工具条和尺寸信息

这一部分代码和图片选取关系不是很大, 所以在外部单独处理, 通过 CaptureRenderer 传出的事件和一些属性即可完成交互

// capture-renderer.js

let onDrag = (selectRect) => {
    $toolbar.style.display = 'none'
    $sizeInfo.style.display = 'block'
    $sizeInfo.innerText = `${selectRect.w} * ${selectRect.h}`
    if (selectRect.y > 35) {
        $sizeInfo.style.top = `${selectRect.y - 30}px`
    } else {
        $sizeInfo.style.top = `${selectRect.y + 10}px`
    }
    $sizeInfo.style.left = `${selectRect.x}px`
}
capture.on('start-dragging', onDrag)
capture.on('dragging', onDrag)

let onDragEnd = () => {
    if (capture.selectRect) {
        const { x, r, b, y } = capture.selectRect
        $toolbar.style.display = 'flex'
        $toolbar.style.top = `${b + 15}px`
        $toolbar.style.right = `${window.screen.width - r}px`
    }
}
capture.on('end-dragging', onDragEnd)

capture.on('reset', () => {
    $toolbar.style.display = 'none'
    $sizeInfo.style.display = 'none'
})
复制代码

移动过程中计算尺寸, 并且实时计算位置, 移动过程中隐藏工具条

重置选区时隐藏工具条和尺寸标识

保存剪贴板

// capture-renderer.js

const audio = new Audio()
audio.src = './assets/audio/capture.mp3'

let selectCapture = () => {
    if (!capture.selectRect) {
        return
    }
    let url = capture.getImageUrl()
    remote.getCurrentWindow().hide()

    audio.play()
    audio.onended = () => {
        window.close()
    }
    clipboard.writeImage(nativeImage.createFromDataURL(url))
    ipcRenderer.send('capture-screen', {
        type: 'complete',
        url,
    })
}

$btnOk.addEventListener('click', selectCapture)
复制代码

通过 nativeImage.createFromDataURL 创建图片写入剪贴板, 通知 main 进程截图完毕, 并附带图片的 base64 url, 然后关闭窗口

保存到文件

// capture-renderer.js
$btnSave.addEventListener(‘click’, () => {
    let url = capture.getImageUrl()

    remote.getCurrentWindow().hide()
    remote.dialog.showSaveDialog({
        filters: [{
            name: ‘Images’,
            extensions: [‘png’, ‘jpg’, ‘gif’]
        }]
    }, function (path) {
        if (path) {
            fs.writeFile(path, new Buffer(url.replace(‘data:image/png;base64,’, ‘’), ‘base64’), function () {
                ipcRenderer.send(‘capture-screen’, {
                    type: ‘complete’,
                    url,
                    path,
                })
                window.close()
            })
        } else {
            ipcRenderer.send(‘capture-screen’, {
                type: ‘cancel’,
                url,
            })
            window.close()
        }
    })
})
复制代码

利用 remote.dialog.showSaveDialog 选择保存文件名, 然后通过 fs 模块写入文件

最终整体目录结构

├── index.html
├── lib // 截图核心代码
│   ├── assets // font 和 声音资源
│   ├── capture-main.js // main 中截图部分代码
│   ├── capture-renderer.js  // 截图交互代码
│   └── capture.html // 截图 html
├── main.js 
└── package.json

复制代码

坑点总结

开发过程中主要遇到了几个坑

首先全屏窗口,在 windows 和 Mac 上存在不同处理,而且 mac 上这个方案在网上没有查到,最后翻阅文档无意中发现的

然后就是选区过程中,各个位置,选区的拖拽操作,需要大量时间调试

再有就是开发过程中代码可能出错,导致全屏窗口盖在屏幕上无法去掉,最后通过 mac 触摸板五指张开的手势隐藏了窗口才关掉了程序,😂

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