Calculate WPF visual scaling ratios to user monitor device.

VisualScalingExtensions

using System;
using System.Windows;
using System.Windows.Media;

namespace Walterlv
{
    public static class VisualScalingExtensions
    {
        /// <summary>
        /// 获取一个 <paramref name="visual"/> 在显示设备上的尺寸相对于自身尺寸的缩放比。
        /// </summary>
        public static Size GetScalingRatioToDevice(this Visual visual)
        {
            return visual.GetTransformInfoToDevice().size;
        }

        /// <summary>
        /// 获取一个 <paramref name="visual"/> 在显示设备上的尺寸相对于自身尺寸的缩放比和旋转角度（顺时针为正角度）。
        /// </summary>
        public static (Size size, double angle) GetTransformInfoToDevice(this Visual visual)
        {
            if (visual == null) throw new ArgumentNullException(nameof(visual));

            // 计算此 Visual 在 WPF 窗口内部的缩放（含 ScaleTransform 等）。
            var root = VisualRoot(visual);
            var transform = ((MatrixTransform)visual.TransformToAncestor(root)).Value;
            // 计算此 WPF 窗口相比于设备的外部缩放（含 DPI 缩放等）。
            var ct = PresentationSource.FromVisual(visual)?.CompositionTarget;
            if (ct != null)
            {
                transform.Append(ct.TransformToDevice);
            }
            // 如果元素有旋转，则计算旋转分量。
            var unitVector = new Vector(1, 0);
            var vector = transform.Transform(unitVector);
            var angle = Vector.AngleBetween(unitVector, vector);
            transform.Rotate(-angle);
            // 计算考虑了旋转的综合缩放比。
            var rect = new Rect(new Size(1, 1));
            rect.Transform(transform);

            return (rect.Size, angle);
        }

        /// <summary>
        /// 寻找一个 <see cref="Visual"/> 连接着的视觉树的根。
        /// 通常，如果这个 <see cref="Visual"/> 显示在窗口中，则根为 <see cref="Window"/>；
        /// 不过，如果此 <see cref="Visual"/> 没有显示出来，则根为某一个包含它的 <see cref="Visual"/>。
        /// 如果此 <see cref="Visual"/> 未连接到任何其它 <see cref="Visual"/>，则根为它自身。
        /// </summary>
        private static Visual VisualRoot(Visual visual)
        {
            if (visual == null) throw new ArgumentNullException(nameof(visual));

            var root = visual;
            var parent = VisualTreeHelper.GetParent(visual);
            while (parent != null)
            {
                if (parent is Visual r)
                {
                    root = r;
                }
                parent = VisualTreeHelper.GetParent(parent);
            }
            return root;
        }
    }
}