本項目對PdfiumViewer庫進行了改寫，對其pdf解析部分的核心功能進行了分離和精簡，使其支持任意程序調用生成渲染後圖片，項目代碼已全部開源 (https://github.com/LdotJdot/LumPdfiumViewerSlim)。
同時我們還給出了一個用Avalonia簡單實現了渲染頁面的UI，改造後的庫是完全支持如Winform還有後端調用的。
下文將分享一下這個過程。
一、基於PDFium庫
需求來了，就得想辦法實現誒。要預覽PDF文件，需要先完成對PDF的解析，即將PDF中各類數據提取出來，然後再實現對解析數據的繪製渲染到軟件層面。在C#中關於PDF解析庫有很多，我們優先考慮的主要為用C#對PDFium封裝庫。PDFium是基於由google維護的項目 (https://github.com/chromium/pdfium) (Apache-2.0 license)，維護很頻繁（本文發出前2小時Pdfium倉庫還在更新），此外他的特點是採用動態鏈接庫，C++編譯體積很小5mb，兼容性較好，接口規範而且功能強大。
二、C#現有Pdf預覽庫PdfiumViewer的不便
為了不造輪子，我們找到了 PdfiumViewer (https://github.com/bezzad/PdfiumViewer,Apache-2.0 license)， 是一個基於Pdfium封裝後實現了預覽效果的C#庫。
儘管PDFium預覽效果很好，但最大的問題是，PdfiumViewer中對渲染後頁面的創建深度依賴了WPF框架(true)，而且是與解析渲染方法組合在一起的。由於很多內部對象大量引用了WPF元素。因此在後端調用時或用於其他如Winform、Avalonia框架時非常不方便。如果想要單純集成至Winform或後端服務器調用那麼還必須帶着WPF框架過去，非常不方便，只能自定義對PdfiumViewer進行改造了。
三、Pdf預覽原理檢視及修改
Pdf的預覽主要是由解析+渲染兩部分實現。PdfiumViewer中，解析和底層渲染都是基於Pdfium庫的封裝調用實現的。如：，
[DllImport("pdfium.dll")]
public static extern IntPtr FPDFBitmap_CreateEx(int width, int height, int format, IntPtr first_scan, int stride);
[DllImport("pdfium.dll")]
public static extern void FPDFBitmap_FillRect(IntPtr bitmapHandle, int left, int top, int width, int height, uint color);
[DllImport("pdfium.dll")]
public static extern void FPDF_RenderPageBitmap(IntPtr bitmapHandle, IntPtr page, int start_x, int start_y, int size_x, int size_y, int rotate, FPDF flags);在PdfiumView封裝的方法中，將額外考慮：
- 狀態檢查和DPI校正
- 位圖對象管理及內存鎖定
- 原生PDF渲染 (Pdfium中渲染準備)
- 背景設置和頁面設置
- 實際PDF渲染 (渲染到位圖)
PdfiumView封裝後的方法為:
public Image Render(int page, int width, int height, float dpiX, float dpiY, PdfRotation rotate, PdfRenderFlags flags)基於這個方法僅需要傳入頁碼(從0開始)、寬度、高度、dpi、旋轉等參數，就可以得到PDF文件中指定頁的渲染後圖片了。
四、精簡處理及Avalonia頁面實現
為了更加通用，我們對PdfiumViewer中依賴WPF的代碼進行了刪減，主要包括書籤相關的對象，滾動面板及動態渲染等，最後留下的只有指定PDF頁渲染圖片的功能。在大部分場景中已經夠用了，而且是支持AOT發佈的，也可以作為一個獨立進程工具供其他程序調用。
為了測試效果，我們選擇在Avalonia中創建一個可滾動的頁面，創建一個虛擬模式的ItemsControl，基於Image對象用於顯示最終渲染的圖片頁IImage:
<ScrollViewer>
<ItemsControl x:Name="pageList"
IsTabStop="False"
Focusable="False"
IsHitTestVisible="True"
ItemsSource="{Binding RenderedPages.DisplayedData, Mode=OneWay}" Background="Transparent">
<ItemsControl.ItemsPanel>
<ItemsPanelTemplate>
<VirtualizingStackPanel/>
</ItemsPanelTemplate>
</ItemsControl.ItemsPanel>
<ItemsControl.ItemTemplate>
<DataTemplate>
<Image
Source="{Binding Image}"
Stretch="Uniform"/>
</DataTemplate>
</ItemsControl.ItemTemplate>
</ItemsControl >
</ScrollViewer>綁定的ViewModel很簡單，主要是為了頁面的延遲渲染，即滾動到哪一頁，就調用上述組件的方法，實時渲染當前頁圖片。
public interface IPageRender
{
public int page { get; }
public IImage Image {get;}
}
public class PageRender
{
PdfDocument _pdfDocument;
public PageRender(PdfDocument _pdfDocument, int pageNumber)
{
this._pdfDocument= _pdfDocument;
this.page = pageNumber;
}
public IImage Image=>GetImage();
IImage GetImage()
{
try
{
using var image = _pdfDocument.Render(page, 800, 1200, 192, 192);
return ConvertToAvaloniaBitmap(image);
}
catch
{
return null;
}
}
private Avalonia.Media.Imaging.Bitmap ConvertToAvaloniaBitmap(System.Drawing.Image image)
{
using (var memoryStream = new MemoryStream())
{
image.Save(memoryStream,ImageFormat.Png);
memoryStream.Position = 0;
return new Avalonia.Media.Imaging.Bitmap(memoryStream);
}
}
public int page { get; }
}
public class PageViewModel: ReactiveObject,IDisposable
{
private PdfDocument _pdfDocument;
IEnumerable<PageRender> _displayedData=[];
public IEnumerable<PageRender> DisplayedData
{
get => _displayedData;
private set => this.RaiseAndSetIfChanged(ref _displayedData, value);
}
public void Load(string path)
{
_pdfDocument?.Dispose();
_pdfDocument = PdfDocument.Load(path);
Initialize(_pdfDocument);
}
private void Initialize(PdfDocument pdfDocument)
{
_pdfDocument = pdfDocument;
// 頁面範圍
DisplayedData = Enumerable.Range(0, pdfDocument.PageCount).Select(o=>new PageRender(_pdfDocument, o));
}
public void Dispose()
{
_pdfDocument?.Dispose();
}
}實現效果如下：
五、最後
儘管AOT啓動速度快，但我們還是更偏向與單文件的壓縮發佈，因為AOT發佈後，加上非託管庫，體積會比較大。而單文件壓縮將非託管後一起打包後大小僅不到26Mb，一個小巧的PDF閲讀器就誕生了，是不是很棒。 如果你對本文建議或想法，歡迎隨時交流。以後會和大家分享更多有趣內容，一起學習交流進步。項目代碼已全部開源 (https://github.com/LdotJdot/LumPdfiumViewerSlim)，歡迎給個星星。