采用WPF技术，开发OFD电子文档阅读器

2022-09-19 13:30:03

前言 OFD是国家标准版式文档格式，于2016年生效。OFD文档国家标准参见《电子文件存储与交换格式版式文档》。既然是国家标准，OFD随后肯定会首先在政务系统使用，并逐步推向社会各个方面。OFD是在研究当下各类文件格式后，推出的标准，有如下优点：

1 产权属于自主产权

2 具有便携性：文件小，可压缩比率大。测试显示生成的文件体量比PDF还要小。

3 具有开放性：易于入门，对于使用者来说更具开放性。

4 具有扩展性：预留了可扩展入口和自定义标引，设置了非接触式引用机制，为特性化提供支持。

5 呈现效果与设备无关，在各种设备上阅读、打印或印刷时，版面固定、不跑版。

6 应用广泛：无论是电子商务、电子公务，还是信息发布、文件交换，档案管理等都需要版式文档的技术支持。

　　关于标准，我也要吐槽一下。OFD标准是国内几家专业的电子文档处理公司参与起草的；标准文档（注：以下用”标准”特指OFD标准）只有126页，在我看来，标准对技术细节的描述过于简单，没有一定的技术背景很难看懂。与此形成鲜明对比的是pdf标准，有1000多页。我在网上也没找到文字版的标准，特别不利于阅读和参考。

　　我最近一直研究ofd标准，试图写一款阅读器，已初有成果，界面如下：

阅读器下载地址 https://download.csdn.net/download/qq_29939347/11799156

本文就把我开发的过程做简单介绍。

OFD标准简介

　　简而言之，OFD存储是采用压缩技术，描述采用XML格式。这一点与微软的word文档（docx）格式很类似。标准可能参考了微软的处理方式；在技术上也要实事求是，国标这种格式不是独创和领先的。将OFD格式文件解压后，会看到如下目录和文件：

文件中会包括资源文件（图片、字体库等）。XML会对资源存放，图元（文字、图像等）显示做描述，阅读软件会根据这些描述呈现出一致的显示效果。

开发OFD阅读软件步骤

国内流行的ofd阅读软件应该是福昕和数科开发的，这两款我都用过。我还要吐槽一下：

　　1）福昕阅读器帮助文档是ofd格式，但是无法用数科的阅读器打开。

　　2）有些ofd文档中xml标记，在标准中找不到，是某些公司独创的？

　　这些软件都是用C++开发的，用到了QT。同样情况下，相比于C#，C++开发软件难度肯定会大增。在windows平台开发界面，WPF应该是最好的库了。WPF虽然出现十几年了，大家好像对此还很陌生。主要现在是BS的天下；不是WPF不够好，是生不逢时。

1 对OFD文件解压缩

　　OFD文件其实就是压缩文件，解压后的文件也有目录结构。该模块的功能是获取每个文件的路径和数据。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.IO;
using System.IO.Compression;
using System.Linq;

namespace WpfOfdReader.OfdFileType
{
    class OfdFileReader
    {
        ZipArchive _zipArchive;
        public void ReadZipFile(string fileName)
        {
            _zipArchive = ZipFile.OpenRead(fileName);
        }

        public void Close()
        {
            if (_zipArchive != null)
                _zipArchive.Dispose();
        }

        public List<OfdFileItemInfo> AllFileItem
        {
            get
            {
                return _zipArchive.Entries.Select(o => new OfdFileItemInfo(o)).ToList();
            }
        }

        private ZipArchiveEntry GetArchiveEntry(ZipFilePath path)
        {
            foreach (ZipArchiveEntry entry in _zipArchive.Entries)
            {
                if (entry.FullName == path.FulleName)
                {
                    return entry;
                }
            }
            return null;
        }

        public static byte[] GetFileBuffer(ZipArchiveEntry entry)
        {
            List<byte[]> listBuffer = new List<byte[]>();
            using (Stream s = entry.Open())
            {
                while (true)
                {
                    byte[] buffer = new byte[10];
                    int n = s.Read(buffer, 0, buffer.Length);
                    if (n <= 0)
                        break;

                    if (n == buffer.Length)
                    {
                        listBuffer.Add(buffer);
                    }
                    else
                    {
                        Array.Resize(ref buffer, n);
                        listBuffer.Add(buffer);
                        break;
                    }
                }
            }

            int totalLen = 0;
            listBuffer.ForEach(o => totalLen += o.Length);
            byte[] result = new byte[totalLen];
            int index = 0;
            foreach (byte[] buffer in listBuffer)
            {
                Buffer.BlockCopy(buffer, 0, result, index, buffer.Length);
                index += buffer.Length;
            }
            return result;
        }
    }
}

2 找到需要展示的page

　　顺着路线 OFD.xml --> Document.xml --> Pages，找到最终需要展示的page页。Page页包含三类节点：TextObject、PathObject、ImageObject，暨对应标准中的三类图元。需要对这三类节点建模。这三个类共同继承父类PageObject。所有的图元都有绘制区域、坐标变换、裁剪等共性，所有这些由PageObject类处理。

    public class PageObject
    {
        public string ID { get; set; }
        public PageLayer ParentLayer { get; set; }
        public string PageFileLoc => ParentLayer.ParentPage.PageFileLoc;

        XmlNode _xmlNode;

        public string Boundary { get; set; }
        public string CTM { get; set; }

        public OfdClipsGroup ClipsGroup { get; set; }

        public void SetPageObject(PageLayer layer, XmlNode xmlNode)
        {
            _xmlNode = xmlNode;

            ID = XmlHelper.GetXmlAttributeValue(xmlNode, "ID");
            ParentLayer = layer;

            Boundary = XmlHelper.GetXmlAttributeValue(xmlNode, "Boundary");
            CTM = XmlHelper.GetXmlAttributeValue(xmlNode, "CTM");

            foreach (XmlNode childNode in xmlNode.ChildNodes)
            {
                if (childNode.Name == OfdClipsGroup.XML_Name)
                {
                    ClipsGroup = OfdClipsGroup.FromXml(childNode);
                    break;
                }
            }

        }

        public string GetAttributeValue(string name)
        {
            string result = XmlHelper.GetXmlAttributeValue(_xmlNode, name);
            return result;
        }

    }

3 创建WPF显示模型

图像精确定位需要用到Canvas控件作为容器。绘制大量图形需要用到轻量级绘制模型DrawingVisual。在此基础上，派生了绘制基础模型OfdVisual，此模型对应PageObject。

    public class OfdVisual : DrawingVisual
    {
        public OfdVisual()
        {
        }

        protected DrawingCanvas _drawingCanvas;
        public DrawingCanvas DrawingCanvas
        {
            get
            {
                return _drawingCanvas;
            }
        }

        public bool IsAddToCanvas
        {
            get
            {
                return _drawingCanvas != null;
            }
        }


        internal void AddToCanvas(DrawingCanvas drawingCanvas)
        {
            if (_drawingCanvas == drawingCanvas)
                return;
            _drawingCanvas = drawingCanvas;
            _drawingCanvas.AddVisual(this);
        }

        public void ReomveFromCanvas()
        {
            if (_drawingCanvas != null)
            {
                _drawingCanvas.DeleteVisual(this);
            }
        }

        public virtual void Show(bool visiable, bool even = false)
        {

        }

        public Point BoundaryLocation { get; set; }
        public Size BoundarySize { get; set; }

        public MatrixTransform ObjectTransform { get; protected set; }

        public VisualClipsGroup ObjectClipsGroup { get; protected set; }
        public void SetPageObject(PageObject pageObject)
        {
            OfdHelper.ParseBoundary(pageObject.Boundary, out Point location, out Size size);
            BoundaryLocation = location;
            BoundarySize = size;

            if (!string.IsNullOrEmpty(pageObject.CTM))
            {
                ObjectTransform = OfdHelper.OfdTextToTransform(pageObject.CTM);
            }

            if (pageObject.ClipsGroup != null)
            {
                ObjectClipsGroup = new VisualClipsGroup() { ClipsGroup = pageObject.ClipsGroup };
            }
        }

        protected Rect ClipRect
        {
            get
            {
                return new Rect(0, 0, BoundarySize.Width, BoundarySize.Height);
            }
        }

        protected RectangleGeometry ClipGeometry
        {
            get
            {
                RectangleGeometry geometry = new RectangleGeometry(ClipRect);
                return geometry;
            }
        }


        protected void PutBoundary(DrawingContext dc)
        {
            TranslateTransform translateBoundary = new TranslateTransform(BoundaryLocation.X, BoundaryLocation.Y);
            dc.PushTransform(translateBoundary);
            dc.PushClip(ClipGeometry);
        }

        protected void PopBoundary(DrawingContext dc)
        {
            dc.Pop();
            dc.Pop();
        }

        protected void PutTransform(DrawingContext dc)
        {
            if (ObjectTransform != null)
            {
                dc.PushTransform(ObjectTransform);
            }
        }

        protected void PopTransform(DrawingContext dc)
        {
            if (ObjectTransform != null)
            {
                dc.Pop();
            }
        }
    }

有三种类型绘制对象OfdVisualText、OfdVisualPath、OfdVisualImage，派生自OfdVisual。分别处理三种图元数据。所有的绘制操作在函数

public override void Show(bool visiable, bool even = false)；

对应文本，绘制函数如下：

 void DrawText()
        {
            using (DrawingContext dc = RenderOpen())
            {
                if (ObjectClipsGroup == null)
                {
                    PutBoundary(dc);
                    PutTransform(dc);

                    DrawTextInner(dc);

                    PopTransform(dc);
                    PopBoundary(dc);
                }
                else
                {
                    foreach (VisulClip visulClip in ObjectClipsGroup)
                    {
                        PutBoundary(dc);
                        visulClip.PutClip(dc);
                        PutTransform(dc);

                        DrawTextInner(dc);

                        PopTransform(dc);
                        visulClip.PopClip(dc);
                        PopBoundary(dc);
                    }
                }
            }
        }

        private void DrawTextInner(DrawingContext dc)
        {
            int i = -1;
            double deltaXTotal = 0;
            double deltaYTotal = 0;
            Point pt = new Point();

            foreach (FormattedText formattedText in FormattedTextCollection)
            {
                i++;
                if (i != 0)
                {
                    if (DeltaCollectionX != null)
                    {
                        double deltaX = DeltaCollectionX.GetValue(i - 1);
                        deltaXTotal += deltaX;
                    }

                    if (DeltaCollectionY != null)
                    {
                        double deltaY = DeltaCollectionY.GetValue(i - 1);
                        deltaYTotal += deltaY;
                    }
                }

                pt.X = TextLocation.X + deltaXTotal;
                pt.Y = TextLocation.Y + deltaYTotal - FormattedTextCollection.FontBaseLine;
                dc.DrawText(formattedText, pt);
            }
        }

绘制前，需要对当前坐标做变换、旋转、剪切等操作。

后记编写阅读器类软件的关键是建模。首先读懂标准，对标准中描述的图元做归类分析，并建立起相应的显示模型。本人做WPF开发很多年了，感觉用WPF开发这类软件并不是非常的难。我用不到两周的时间，初步完成了OFD显示开发。如果要完整实现OFD标准，还需要大量的开发，我会逐步完善该软件的功能。

采用WPF技术，开发OFD电子文档阅读器

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