Liquid Glass

一个使用 Rust、Win32、Direct3D 11 和 DXGI Desktop Duplication 实现的 Windows 桌面液态玻璃透镜。程序实时捕获透镜所在的显示器，通过像素着色器生成折射、色散、 边缘光、阴影和抗锯齿效果。

功能

• 实时桌面折射和液态玻璃效果
• 可拖动的胶囊形透镜
• 支持多显示器和虚拟桌面负坐标
• 透镜跨屏后自动切换桌面捕获源
• Per-Monitor V2 DPI 感知
• frosted_liquid 示例支持 HDR/scRGB 桌面捕获的色调映射
• 基于 SDF 像素导数的轮廓抗锯齿
• 捕获排除，透镜窗口不会递归出现在自己的画面中
• frosted_liquid 的常用视觉参数可通过常驻控制器实时调整

环境要求

• Windows 10 或 Windows 11
• 支持 Direct3D 11 和 DXGI Desktop Duplication 的显卡及驱动
• Rust 工具链，推荐使用 stable-x86_64-pc-windows-msvc
• Visual Studio Build Tools，并安装 Desktop development with C++ 组件

安装 Rust 后，可以确认当前工具链：

rustup default stable-x86_64-pc-windows-msvc
rustc --version
cargo --version

运行

默认程序

cargo run

默认程序运行 src/main.rs 中的程序化液态玻璃透镜，不显示参数控制器。透镜区域可直接拖动， 视觉参数通过源码中的常量配置。

构建默认程序的发布版本：

cargo build --release

生成的程序位于：

target\release\liquid-glass.exe

这是 Windows GUI 程序，启动后不会显示控制台窗口。

Frosted Liquid 示例

cargo run --example frosted_liquid

构建示例的发布版本：

cargo build --release --example frosted_liquid

生成的程序位于：

target\release\examples\frosted_liquid.exe

该示例使用 DXGI Desktop Duplication 捕获桌面，通过 Direct2D 完成裁剪、镜像边缘扩展、 Gaussian Blur 和饱和度处理，再由 D3D11 像素着色器完成位移折射、RGB 色散、边缘高光、 阴影和弹性形变。示例窗口固定为 96 DPI 下的 352 x 236 逻辑像素， 只显示始终展开的参数控制器；顶部空白区域用于拖动窗口。

控制器参数会实时作用于渲染：

• Refraction mode：Standard、Polar、Prominent、Shader
• Displacement scale：折射位移强度
• Blur amount：Direct2D 高斯背景模糊强度
• Saturation：玻璃区域的颜色饱和度
• Chromatic aberration：边缘 RGB 色散距离
• Elasticity：玻璃朝鼠标方向产生的弹性形变
• Corner radius：轮廓圆角，最大值为完整胶囊形状
• Over light：在明亮背景上压暗玻璃内容

默认值为：Displacement 100、Blur 0.5、Saturation 140%、Chromatic Aberration 2、Elasticity 0.00、Corner Radius 32px。

折射模式

• Standard、Polar、Prominent 分别使用独立的内嵌位移纹理。
• 三张位移图以二进制资源编译进可执行文件，启动时通过 Windows Imaging Component 解码一次并上传 GPU。
• Shader 不使用静态位移图，位移场由 HLSL 通过圆角矩形 SDF、全局位移归一化、2px 边缘衰减和 8-bit 通道量化生成。
• 四种模式均使用 R 通道作为 X 位移、B 通道作为 Y 位移，并分别计算 RGB 三路色差采样。
• backdrop blur 输入和折射采样在卡片边界使用镜像延展，防止卡片外内容混入边缘。

操作

• 默认程序可在透镜区域按住鼠标左键拖动。
• frosted_liquid 示例通过控制器顶部的空白区域拖动；控件区域用于调整参数。
• 按 Esc 退出程序。
• 透镜可以移动到主显示器左侧或上方的屏幕。

调整效果

默认程序的常用参数位于 src/main.rs 顶部。frosted_liquid 示例的初始值位于 examples/frosted_liquid/app.rs，运行时也可以通过控制器调整。

尺寸

参数	说明
LENS_W	透镜宽度，单位为 96 DPI 下的逻辑像素
LENS_H	透镜高度，单位为 96 DPI 下的逻辑像素，同时决定默认胶囊圆角半径

阴影

参数	增大后的效果
SHADOW_OFFSET_Y	阴影向下移动
SHADOW_SOFTNESS	阴影扩散得更宽、更柔和
SHADOW_OPACITY	阴影更深

折射

参数	说明
REFRACTION_CORE_X	中心低形变区域的横向范围
REFRACTION_CORE_Y	中心低形变区域的纵向范围
REFRACTION_RADIUS	折射映射形状的圆角程度
REFRACTION_TRANSITION	折射从中心到边缘的过渡范围
REFRACTION_BIAS	增大后边缘折射更明显

边缘和颜色

参数	增大后的效果
EDGE_EFFECT_WIDTH	高光、暗边和色散向内部延伸得更宽
CHROMATIC_OFFSET	红蓝通道分离更明显
COLOR_CONTRAST	透镜内画面对比度更高
COLOR_GAIN	整体颜色更亮
COLOR_LIFT	黑位和暗部被抬高

光照和抗锯齿

参数	说明
TOP_LIGHT_POSITION	顶部高光的纵向作用位置
TOP_LIGHT_STRENGTH	顶部高光强度
LOWER_SHADOW_POSITION	底部暗边开始作用的位置
LOWER_SHADOW_STRENGTH	底部暗边强度
AA_DERIVATIVE_SCALE	根据像素导数计算的抗锯齿宽度系数
AA_MIN_HALF_WIDTH	最小抗锯齿半宽；增大后轮廓更柔和

如果高分辨率屏幕上的边缘仍然偏硬，可以小幅同时提高 AA_DERIVATIVE_SCALE 和 AA_MIN_HALF_WIDTH。数值过大会让轮廓变得模糊。

项目结构

liquid-glass/
|-- Cargo.toml                       # 包信息、Windows API 功能依赖
|-- Cargo.lock                       # 锁定的依赖版本
|-- src/
|   `-- main.rs                      # 默认液态玻璃程序
`-- examples/
    |-- frosted_liquid.rs            # 示例入口
    `-- frosted_liquid/
        |-- app.rs                   # 捕获、D2D/D3D11 渲染和交互
        |-- demo_ui.rs               # 自绘参数控制器
        `-- embedded/                # 编译进可执行文件的位移纹理
            |-- standard.jpg
            |-- polar.jpg
            `-- prominent.png

实现概要

默认程序创建两个顶层窗口：一个覆盖虚拟桌面的透明渲染窗口，以及一个与透镜位置同步的 输入窗口。程序为显卡连接的各个输出建立 DXGI Desktop Duplication，在透镜跨越屏幕边界 时分别绘制相交区域。D3D11 像素着色器使用有符号距离场计算轮廓，并完成折射和透明度合成。

frosted_liquid 另外创建控制器的可视窗口和透明点击窗口。两者在拖动和 WM_DPICHANGED 时同步位置与尺寸。Direct2D 先将捕获内容裁剪到卡片区域，通过 MIRROR 边界扩展后执行 Gaussian Blur 和饱和度处理；D3D11 像素着色器随后读取静态或程序化位移场， 对越界坐标执行相同的 MIRROR 映射，并完成 RGB 色差、轮廓和鼠标高光。 静态位移图由 WIC 从可执行文件内嵌字节解码，不访问运行时外部资源。

多显示器坐标统一使用 Windows 虚拟桌面坐标，因此位于主屏左侧或上方的显示器所产生 的负坐标也能正确处理。

检查

cargo fmt --all -- --check
cargo check --all-targets
cargo test

当前项目没有独立的自动化测试用例，cargo test 主要用于确认测试配置下可以正常编译。