极致轻量化的 Windows 动态壁纸程序。内存占用 <50MB，CPU 时间 <1%，全程硬件解码、零外部运行时依赖。
- 壁纸制作器 (
wallpaper_maker)：通过命令行调用 ffmpeg.exe 将任意视频转码为可直接送入 D3D11 VideoDecoder 的 H.264 Annex B 流，封装为.lwp容器文件。 - 壁纸播放器 (
wallpaper_player)：使用 D3D11/DXVA 硬件解码 H.264，在桌面图标后方渲染壁纸；带托盘图标右键菜单；前台窗口最大化/全屏时自动暂停以节省资源。
LiteWallPaper/
├── CMakeLists.txt # 顶层 CMake（静态 CRT、Release 优化）
├── common/
│ ├── bitstream_format.h # .lwp 容器格式定义（LwpHeader + AuEntry）
│ └── CMakeLists.txt
├── wallpaper_maker/ # 控制台工具，生成 .lwp 文件
│ ├── maker_main.cpp # 入口、参数解析
│ ├── ffmpeg_runner.{h,cpp} # 调用 ffmpeg.exe 转码
│ ├── h264_processor.{h,cpp} # 扫描 NAL、构建 AU 索引表
│ ├── sps_parser.{h,cpp} # SPS 解析（profile/level/分辨率等）
│ └── CMakeLists.txt
└── wallpaper_player/ # GUI 程序，播放 .lwp 壁纸
├── player_main.cpp # wWinMain 入口
├── app.{h,cpp} # 顶层调度：窗口/解码/渲染/托盘/配置
├── wallpaper_window.{h,cpp} # WorkerW 桌面层窗口
├── d3d11_decoder.{h,cpp} # DXVA H.264 硬件解码
├── d3d11_renderer.{h,cpp} # NV12→RGB 渲染管线
├── nal_parser.{h,cpp} # NAL 分割、SPS/PPS/slice header 解析
├── tray_icon.{h,cpp} # 托盘图标 + 右键菜单
├── config_manager.{h,cpp} # INI 配置持久化
├── foreground_monitor.{h,cpp} # 前台窗口最大化/全屏检测
├── resource.rc # 嵌入 manifest + 图标
├── app.manifest # Common Controls v6、PerMonitorV2 DPI
├── app.svg / app.ico # 应用图标源文件
└── CMakeLists.txt
- CMake ≥ 3.20
- Visual Studio 2022（MSVC 19.x，已验证 v19.51）或独立 Build Tools
- Windows 10 SDK（10.0.26100 或更高）
- ffmpeg.exe（仅制作器运行时需要，构建时不需要；需加入 PATH 或设置
FFMPEG_PATH环境变量） - 播放器零外部依赖：不链接 FFmpeg，不链接任何媒体库，仅使用 Windows SDK 自带的 DirectX 11 / DXVA
cd E:\LiteWallPaper
cmake -B build -G "Visual Studio 17 2022" -A x64
cmake --build build --config Release产物：
build\wallpaper_maker\Release\wallpaper_maker.exe— 控制台工具build\wallpaper_player\Release\LiteWallPaper.exe— 播放器（单文件，静态链接 CRT）
顶层 CMakeLists.txt 启用了以下 Release 优化：
| 选项 | 作用 |
|---|---|
MultiThreaded 静态 CRT |
无需分发 vcredist，单 exe 即可运行 |
/O2 /Gy /Gw |
体积与速度优化 |
/OPT:REF /OPT:ICF |
链接期死代码消除与 COMDAT 折叠 |
/utf-8 |
源码 UTF-8 编码 |
/permissive- |
严格 C++ 标准 |
wallpaper_maker <input> <output.lwp> [options]选项：
| 参数 | 默认值 | 说明 |
|---|---|---|
-w <width> |
0（保留源） | 目标宽度（偶数） |
-h <height> |
0（保留源） | 目标高度（偶数） |
-f <fps> |
0（保留源） | 目标帧率 |
--crf <n> |
23 | x264 CRF 质量值 |
--preset <p> |
veryfast | x264 预设 |
示例：
:: 基本转换
wallpaper_maker input.mp4 wallpaper.lwp
:: 调整到 1920x1080、24fps、高质量
wallpaper_maker input.mp4 wallpaper.lwp -w 1920 -h 1080 -f 24 --crf 20 --preset slowffmpeg_runner.cpp 中 find_ffmpeg_executable() 按以下顺序查找：
FFMPEG_PATH环境变量（可为完整路径或目录）- 系统
PATH - 常见安装位置：
C:\ffmpeg\bin\、C:\Program Files\ffmpeg\bin\、C:\Program Files (x86)\ffmpeg\bin\
ffmpeg_runner.cpp:77-84 调用 ffmpeg 时固定使用以下参数：
-c:v libx264
-profile:v baseline :: Baseline profile（CAVLC，无 transform_8x8）
-x264-params bframes=0:repeat_headers=1
:: 无 B 帧（解码序 == 显示序）
:: 每个 IDR 前重复 SPS/PPS
-pix_fmt yuv420p :: 8-bit 4:2:0
-f h264 :: 原始 Annex B 输出
为什么用 Baseline profile：最大化 DXVA 兼容性，避免 CABAC、transform_8x8 等扩展特性带来的驱动兼容性问题。
为什么无 B 帧：使解码序等于显示序，播放器无需重排序缓冲区，DXVA PicParams 管理极简。
- ffmpeg.exe 转码：输入视频 → 临时
.h264文件（Annex B 流） - 扫描 NAL（h264_processor.cpp）：
- 查找 SPS（NAL type 7）和 PPS（NAL type 8）
- 解析 SPS 获取 profile/level/位深/编码尺寸
- 按 VCL NAL 边界切分为访问单元（AU，一帧一个）
- 写 .lwp 文件：64B 头 + AU 索引表 + 原始 Annex B 流
ffmpeg_runner.cpp:110-114 — _popen 通过 cmd.exe /c <cmd> 执行命令，当 <cmd> 含多对引号时，cmd.exe 会剥掉最外层引号。解决方法是将整个命令再包一层引号：
cmd = "\"" + cmd + "\"";详见 common/bitstream_format.h。所有整数小端序。
┌─────────────────────────────────┐ offset 0
│ LwpHeader (64 字节) │
├─────────────────────────────────┤ offset = header.au_table_offset
│ AU 索引表 (frame_count × 8 字节) │
├─────────────────────────────────┤ offset = au_table_offset + frame_count*8
│ 原始 H.264 Annex B 流 │ ← payload
│ (00 00 00 01 SPS ... 00 00 00 01│
│ PPS ... 00 00 00 01 IDR ...) │
└─────────────────────────────────┘
| 偏移 | 大小 | 字段 | 说明 |
|---|---|---|---|
| 0 | 4 | magic |
0x3150574C（'L','W','P','1' 小端） |
| 4 | 2 | header_size |
64 |
| 6 | 2 | width |
编码宽度（像素） |
| 8 | 2 | height |
编码高度（像素） |
| 10 | 2 | fps_num |
帧率分子（如 30） |
| 12 | 2 | fps_den |
帧率分母（如 1） |
| 14 | 4 | frame_count |
总帧数 = AU 数 |
| 18 | 4 | sps_offset |
SPS NAL 在 payload 中的偏移 |
| 22 | 2 | sps_size |
SPS NAL 字节数 |
| 24 | 4 | pps_offset |
PPS NAL 在 payload 中的偏移 |
| 28 | 2 | pps_size |
PPS NAL 字节数 |
| 30 | 4 | payload_size |
Annex B 流字节数 |
| 34 | 2 | profile_idc |
从 SPS 拷贝 |
| 36 | 1 | level_idc |
从 SPS 拷贝 |
| 37 | 1 | bit_depth_luma |
8 |
| 38 | 1 | bit_depth_chroma |
8 |
| 39 | 1 | reserved1 |
|
| 40 | 4 | au_table_offset |
AU 索引表的文件绝对偏移 |
| 44 | 2 | au_entry_size |
8（= sizeof(AuEntry)） |
| 46 | 2 | reserved2 |
|
| 48 | 16 | sha128_of_payload |
可选，0 = 未计算 |
struct AuEntry {
uint32_t offset; // AU 第一个 start code 相对 payload 起始的偏移
uint32_t size; // AU 字节数（到下一个 AU 的第一个 start code，或 payload 末尾）
};设计要点：制作器预切分 AU 索引表，播放器无需运行时 NAL 扫描，只需按索引表读取单帧即可。
player_main.cpp → app.cpp App::init()：
SetProcessWorkingSetSize(-1, -1)主动压缩内存占用ConfigManager::load()从 exe 同目录读取LiteWallPaper.iniWallpaperWindow::create()创建桌面层窗口（见 4.2）TrayIcon::create()创建托盘图标（使用独立消息窗口，见 4.6）ForegroundMonitor设置回调- 若 INI 中有已保存的壁纸路径，立即
load_wallpaper() SetTimer16ms 帧定时器
播放器窗口必须位于桌面图标层后方、静态壁纸色前方。实现方式：
FindWindowW(L"Progman", nullptr)找到 Program Manager- 检查 Progman 是否已含
SHELLDLL_DefView子窗口（桌面图标列表视图） - 若是，
SendMessageTimeoutW(progman, 0x052C, ...)让 Explorer 把图标层移到 WorkerW，并生成壁纸层 WorkerW EnumWindows/FindWindowEx枚举所有 WorkerW：- 图标 WorkerW = 含
SHELLDLL_DefView子窗口 - 壁纸 WorkerW = 无
SHELLDLL_DefView子窗口
- 图标 WorkerW = 含
- 优先选择可见且尺寸 ≥640×480 的壁纸 WorkerW（过滤掉 170×47 的图标标签 tooltip 窗口）
- 找不到合格 WorkerW 时，回退到 Progman，通过
SetWindowPos(hwnd_, shell, ...)定位到SHELLDLL_DefView后方 SetParent(hwnd_, worker_w_)嵌入桌面层fit_to_desktop()覆盖整个虚拟屏幕
关键坑：
WS_EX_LAYERED不能用——分层窗口的 swap chain 输出会被 DWM 忽略- 右键菜单的 owner 必须是独立消息窗口，不能是壁纸窗口——否则
SetForegroundWindow会把壁纸窗口提到图标层上方
.lwp 文件 → 按帧 ReadFile → AU 字节流（含 00 00 00 01 起始码）
→ split_nals + parse_slice_header
→ DecoderBeginFrame(output_view[cur])
→ GetDecoderBuffer × 4: PP / IQ / BS / SC
→ SubmitDecoderBuffers
→ DecoderEndFrame
→ CopySubresourceRegion → shared_output_ (NV12)
| 对象 | 说明 |
|---|---|
ID3D11VideoDevice |
枚举解码器 profile、创建 decoder |
ID3D11VideoContext |
DecoderBeginFrame / GetDecoderBuffer / SubmitDecoderBuffers |
ID3D11VideoDecoder |
解码器实例 |
decode_textures_ |
NV12 数组纹理（ArraySize = surface_count），每个 slice 一个 surface |
decoder_output_views_ |
每个 slice 一个 OutputView，ArraySlice=i |
shared_output_ |
单个 NV12 纹理，每帧从数组中 CopySubresourceRegion 出来供渲染器读取 |
D3D11_DECODER_PROFILE_H264_VLD_NOFGT（硬件 VLD 解码，无胶粒降噪）。ConfigBitstreamRaw = 2（驱动接收带 Annex B 起始码的原始字节流，自行解析 slice header）。
surface_count = max(kMaxSurfaces, sps.max_num_ref_frames + 2)。无 B 帧 + 1 参考帧，最小 2 个 surface。每帧 current_surface_ = (current_surface_ + 1) % surface_count 轮转。
问题：如果所有帧都用同一个 ArraySlice=0 的 OutputView，解码器会始终写入 slice 0。CurrPic.Index7Bits 只用于驱动参考帧管理，不决定输出 slice。结果：IDR 帧（cur=0）碰巧正确，P 帧（cur=1,2,3）从空 slice 读取 → NV12(0,0,0) → 经 BT.601 转换为 RGB(0,0.53,0) ≈ 绿色 → 闪烁绿色画面。
修复：为每个 surface 创建独立的 OutputView（ArraySlice=i），DecoderBeginFrame 使用 decoder_output_views_[cur]。详见 d3d11_decoder.h:77-83。
每帧提交 4 个缓冲区：
| 类型 | 内容 |
|---|---|
PICTURE_PARAMETERS |
DXVA_PicParams_H264（CurrPic、RefFrameList、FrameNumList、FieldOrderCntList 等） |
INVERSE_QUANTIZATION_MATRIX |
全 16（flat scaling，x264 默认无自定义矩阵） |
BITSTREAM |
整个 AU（含 start code，ConfigBitstreamRaw=2 要求） |
SLICE_CONTROL |
DXVA_Slice_H264_Short（BSNALunitDataLocation + SliceBytesInBuffer） |
注意：DataSize 必须是实际数据大小，而非 GetDecoderBuffer 返回的缓冲区容量。
无 B 帧、单参考帧，PicParams 填充逻辑（d3d11_decoder.cpp fill_pic_params）：
ref = (nal_type == NAL_IDR) ? 0xff : ref_surface_;
if (ref == 0xff && !first_frame_) ref = 0;
RefFrameList[0].Index7Bits = ref
- 顶点着色器：全屏三角形，从
SV_VertexID生成位置和 UV，无需顶点缓冲 - 像素着色器：采样 Y 平面（R8 SRV）+ UV 平面（R8G8 SRV），BT.601 limited-range 转 RGB
- Swap chain：
DXGI_SWAP_EFFECT_FLIP_DISCARD，2 个缓冲区，vsync on（Present(1, 0)）
Y 和 UV 的 SRV 仅在输入纹理变化时（壁纸切换）重建，避免每帧创建 2 个 SRV。用 cached_nv12_ 原始指针做身份检查。详见 d3d11_renderer.h:55-59。
y = (y - 16.0/255.0) * (255.0/219.0); // limited-range → full-range
u = u * (255.0/224.0);
v = v * (255.0/224.0);
r = y + 1.402 * v;
g = y - 0.344*u - 0.714 * v;
b = y + 1.772*u;app.cpp decode_next_frame()：
不把整个 payload 读入内存。保留 file_handle_，每帧用 SetFilePointerEx + ReadFile 读取单个 AU 到复用的 au_buffer_。
| 之前（全量加载） | 现在（流式） | |
|---|---|---|
| 33MB 视频 | ~52MB | ~1-2MB |
| 内存组成 | 整个 payload + 索引表 + D3D 资源 | 索引表 ~3KB + 单帧缓冲 ~100KB + SPS/PPS + D3D 纹理 |
au_buffer_ 只增长到最大单帧大小（通常 50-200KB），循环播放时系统文件缓存自然命中。
- 独立消息窗口：
HWND_MESSAGE父窗口的消息专用窗口，作为托盘通知和弹出菜单的 owner。SetForegroundWindow作用于这个隐藏窗口，不触碰壁纸窗口的 z-order——这是避免"右键后壁纸跳到图标上方"的关键。 - 图标：从 exe 资源加载（
LoadImageW(hinst, MAKEINTRESOURCEW(1), IMAGE_ICON, ...)），资源 ID 1 定义在 resource.rc。 - 菜单项：Select wallpaper... / Pause-Resume / Fill-Letterbox / Pause on fullscreen app / Quit
1Hz 轮询（在 16ms 帧定时器中累积到 1s 触发）：
GetForegroundWindow()获取前台窗口IsZoomed(fg)检测最大化MonitorFromWindow+ 窗口矩形对比检测全屏- 排除
Progman/WorkerW/ 自身窗口 - 状态变化时回调
App::set_blocking()，暂停/恢复解码
为什么用轮询而非 SetWinEventHook：1Hz 轮询约 0% CPU，足够快；事件钩子对每次窗口移动都触发，开销更大。
INI 文件位于 exe 同目录 LiteWallPaper.ini，用 Win32 GetPrivateProfileStringW / WritePrivateProfileStringW 读写，无第三方依赖。
[main]
wallpaper=E:\path\to\wallpaper.lwp
pause_on_fs=1
fill=1
muted=1
target_fps=0App::load_wallpaper(path)：
close_wallpaper()— 释放 decoder、关闭文件句柄、swap 释放所有缓冲区- 读取 64B 头 + AU 索引表 + SPS/PPS（各几十字节）
- 保留
file_handle_供流式读取 - 仅在视频尺寸变化或首次加载时重建 renderer；否则复用 device/swapchain
decoder_.initialize()创建新的解码器对象- 持久化路径到 INI
- 立即
decode_next_frame()渲染首帧 +InvalidateRect触发重绘
关键：文件对话框和 MessageBox 的 owner 设为 nullptr，避免激活壁纸窗口导致 z-order 错乱。
| 指标 | 数值 | 目标 |
|---|---|---|
| 内存（工作集） | ~20MB | <50MB |
| CPU 时间 | <1% | <1% |
| exe 大小 | ~200KB | 极小 |
- 静态 CRT：无 vcredist 依赖，单 exe 分发
- 零外部依赖：播放器不链接任何媒体库
- 硬件解码：DXVA 全程 GPU，CPU 仅做 NAL 切分和 PicParams 填充
- 流式读取：按帧读文件，不缓存整个 payload
- 前台暂停：全屏应用时停止解码和渲染
- SRV 缓存：每帧不创建新的 GDI 对象
- 单进程单窗口：D3D11 flip-discard swap chain，DWM 自动合成
- 1Hz 前台轮询：而非事件钩子
-
构建（见第二节）
-
准备一个视频文件（mp4、mkv、avi 等任意 ffmpeg 支持的格式）
-
转换为 .lwp：
cd build\wallpaper_maker\Release wallpaper_maker E:\videos\myvideo.mp4 E:\wallpapers\mywallpaper.lwp -
运行播放器：
build\wallpaper_player\Release\LiteWallPaper.exe
-
右键托盘图标 → "Select wallpaper..." → 选择
.lwp文件
| 菜单项 | 功能 |
|---|---|
| Select wallpaper... | 打开文件对话框选择 .lwp 文件 |
| Pause / Resume | 手动暂停/恢复播放 |
| Fill | 拉伸填充（忽略宽高比） |
| Letterbox | 保持宽高比，上下/左右加黑边 |
| Pause on fullscreen app | 前台应用全屏/最大化时自动暂停 |
| Quit | 退出程序 |
程序关闭后自动保存设置到 exe 同目录 LiteWallPaper.ini，下次启动自动恢复。
症状：IDR 帧正常，P 帧输出全零 → NV12(0,0,0) → 绿色画面闪烁。
根因：D3D11_VIDEO_DECODER_OUTPUT_VIEW_DESC::Texture2D.ArraySlice 留空为 0，解码器始终写入 slice 0。CurrPic.Index7Bits 只影响驱动参考帧管理，不决定输出 slice。
修复：为每个 surface 创建独立的 OutputView（ArraySlice=i）。见 d3d11_decoder.cpp configure_decoder_objects()。
症状：壁纸窗口浮在桌面图标上方，或全屏覆盖任务栏。
根因：
EnumWindows可能跳过不可见窗口，漏掉真正的壁纸 WorkerW- 170×47 的图标标签 tooltip WorkerW 被误选
- 0x052C 在部分系统上不会创建 Progman 下方的 WorkerW
修复：
- 用
FindWindowEx枚举所有 WorkerW（包括不可见的） - 过滤尺寸 <640×480 的候选
- 优先选可见且尺寸合格的
- 找不到时回退到 Progman +
SetWindowPos定位到SHELLDLL_DefView后方
症状：右键托盘图标后，壁纸窗口跳到桌面图标上方。
根因：弹出菜单需要 SetForegroundWindow 才能正常关闭。若以壁纸窗口为 owner，会激活并提升其 z-order。
修复：托盘使用独立的 HWND_MESSAGE 消息窗口作为 owner。
症状：通过菜单选择壁纸后，壁纸窗口跳到图标上方。
根因：GetOpenFileNameW 的 hwndOwner 设为壁纸窗口时，对话框会激活其 owner。
修复：hwndOwner = nullptr，对话框独立显示。MessageBoxW 同理。
问题：High profile 的 PPS 扩展（transform_8x8、scaling matrix、second chroma qp offset）仅在 profile ≥ High 时存在。对 Baseline 错误设置 t8x8=1 会导致驱动拒绝 PicParams。
修复：nal_parser.cpp parse_pps() 接受 profile_idc 参数，仅在 High profile 及以上解析扩展字段。
问题：_popen 通过 cmd.exe /c <cmd> 执行，当 <cmd> 含多对引号时，cmd.exe 剥掉最外层引号，破坏 exe 路径和文件名。
修复：将整个命令再包一层引号：cmd = "\"" + cmd + "\""。见 ffmpeg_runner.cpp:110-114。
问题：每次切换壁纸内存增加，且体积越大的壁纸占用越多。
根因：
std::vector::clear()只设 size=0，capacity 保留 → swap 到更大壁纸时容量只增不减- 每帧创建 2 个 SRV（Y + UV），60fps 下每秒 120 个 GDI 对象
- 诊断 staging texture 在每次切换后重新触发
修复：
close_wallpaper()中用std::vector<T>().swap(v)立即释放内存- 渲染器缓存 SRV，仅在输入纹理变化时重建
- 流式按需读取，不缓存整个 payload
本项目为个人工具项目，未附加开源许可证。如需使用请联系作者。
应用图标源文件为 app.svg：两个部分重叠的空心矩形（浅蓝 #6BAED6 + 深蓝 #08519C），中心粗体 "L"。
转换为 .ico（需 Python + Pillow）：
python -c "from PIL import Image, ImageDraw, ImageFont; img = Image.new('RGBA',(256,256),(0,0,0,0)); d = ImageDraw.Draw(img); d.rectangle([30,30,180,180],outline=(107,174,214,255),width=12); d.rectangle([76,76,226,226],outline=(8,81,156,255),width=12); f = ImageFont.truetype('C:/Windows/Fonts/arialbd.ttf',120); d.text((128,128),'L',fill=(8,48,107,255),font=f,anchor='mm'); img.save('app.ico',format='ICO',sizes=[(16,16),(32,32),(48,48),(64,64),(128,128),(256,256)])"图标通过 resource.rc 嵌入 exe（1 ICON "app.ico"），播放器启动时用 LoadImageW(hinst, MAKEINTRESOURCEW(1), IMAGE_ICON, ...) 加载到托盘。
- 操作系统：Windows 10 1903+ / Windows 11（需
activeCodePageUTF-8 支持） - 显卡：支持 D3D11 Feature Level 11_0 + H.264 DXVA 的 GPU（几乎所有 2010 年后的 GPU 均支持）
- DPI：支持 PerMonitorV2
- 制作器：需 ffmpeg.exe（PATH 中或
FFMPEG_PATH环境变量指定）