VirtualDesktop

在 Windows 上把窗口挂到虚拟显示器上截图：用户看不到、任务栏不留痕、退出自动还原。 一次 pip install，首次调用时自动完成虚拟显示器驱动安装。

from VirtualDesktop import OffscreenSession

with OffscreenSession(target_window_title="微信") as session:
    session.mount()                 # 按需装驱动 + 隐藏窗口
    frame = session.capture()       # PrintWindow，自动回退到可用后端
    frame.image.save("wechat.png")  # PIL.Image
# 退出时窗口回到原位，任务栏样式恢复

适用于 UI 自动化、不在前台打扰用户的截图/OCR、需要在无人值守环境里抓取应用界面。

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一、使用说明

安装

pip install VirtualDesktop

运行时依赖只有 Pillow。需要 Windows 10 1809 (build 17763) 或更高；更低版本没有 IddCx（间接显示驱动框架），无法承载虚拟显示器，VirtualDesktop check 会直接说明这一点。

快速开始

from VirtualDesktop import OffscreenSession

session = OffscreenSession(
    window_class="WeChatLoginWndForPC",   # 按类名定位（也可用标题/进程名/PID）
    window_pid=1234,
)
session.mount()                # 首次会弹一次 UAC 装驱动
print(session.hide_mode_used)  # 实际用了哪种隐藏方式
frame = session.capture()
frame.image.save("shot.png")
session.unmount()              # 幂等

用 with 语句或 try/finally 都行：异常时同样会还原窗口。

窗口定位支持四种方式，可组合使用：target_window_title、window_class、process_name、 window_pid。不确定时先用 VirtualDesktop list-windows 查。

命令行

VirtualDesktop check                      # 只读体检：系统版本 / 显示器 / 驱动 / 缓存 / 签名
VirtualDesktop list-windows               # 列出可选窗口
VirtualDesktop capture "微信" --out wx.png --unmount
VirtualDesktop install-driver --dry-run   # 打印将要执行的特权命令，不安装
VirtualDesktop install-driver             # 安装驱动（弹一次 UAC）
VirtualDesktop uninstall-driver --purge-files

capture 和 mount 还支持 --hide-mode、--monitor、--methods、--virtual-size、 --virtual-dpi、--ui-tree、--desktop-shot 等开关，用 --help 查看全部。

两种隐藏方式

SessionConfig.hide_mode 三选一，默认 virtual_screen：

模式	做法	需要驱动	窗口在哪
virtual_screen（默认）	移到虚拟显示器	是	虚拟屏上
offscreen	移出所有显示器的坐标区	否	任何屏幕之外
auto	先试前者，不可用则退到后者	否	视情况

from VirtualDesktop import OffscreenSession, SessionConfig

session = OffscreenSession(
    target_window_title="微信",
    config=SessionConfig(hide_mode="offscreen"),
)
session.mount(install_driver=False)   # 完全不需要驱动

两种模式都会去掉任务栏按钮和 Alt+Tab 痕迹，并且都能在隐藏状态下截图；unmount() 会把 几何还原到挂载前的状态。

用 offscreen 时窗口不在任何显示器上，所以桌面截图里看不到它——这是设计如此。 窗口自身的截图请用 session.capture()。

虚拟显示器大小与 DPI

默认与当前主屏一致，也可以指定：

VirtualDesktop capture "微信" --virtual-size 1920x1080 --virtual-dpi 125%

from VirtualDesktop.display_setup import configure_virtual_display

result = configure_virtual_display(size="1920x1080", dpi="125%")   # 传 None 表示跟随主屏
print(result.ok, result.effective_size, result.effective_dpi)

完全不安装驱动：私有桌面

VirtualDesktop 创建一个私有桌面，窗口在上面运行，零权限、零安装：

import json, tempfile
from pathlib import Path
from VirtualDesktop import VirtualDesktop

# 代理脚本在目标桌面内运行，把结果写到 --out 指定的文件
agent = Path(tempfile.mkdtemp()) / "agent.py"
agent.write_text(
    "import argparse, json\n"
    "from VirtualDesktop import CaptureEngine, list_windows, window_diagnostics\n"
    "p = argparse.ArgumentParser(); p.add_argument('--out'); a = p.parse_args()\n"
    "CaptureEngine().ensure_dpi_aware()\n"
    "data = [window_diagnostics(r.hwnd) for r in list_windows() if r.title]\n"
    "open(a.out, 'w', encoding='utf-8').write(json.dumps(data))\n",
    encoding="utf-8",
)

with VirtualDesktop("my-workspace") as desktop:
    process = desktop.launch(["charmap.exe"], show=False)
    out = Path(tempfile.mkdtemp()) / "report.json"
    windows = desktop.run_agent(agent, ["--out", str(out)])
# 退出时桌面关闭，其上进程一并结束

私有桌面是隔离边界：跨桌面的截图和 UI Automation 都不可用，所以枚举、截图、点击必须在目标 桌面内的进程里做。run_agent 就是为此准备的——它把你的脚本作为代理进程放进该桌面，再用 文件把结果传回来。

截图方式

session.capture() 会依次尝试多种后端，直到拿到有内容的帧。默认顺序：

printwindow（PW_RENDERFULLCONTENT）→ printwindow_plain → wm_print → bitblt

每个结果都做统计判定：方差接近 0（未绘制/全黑/全白），或单色占比 ≥ 99.9% 且无结构，即判为 失败并换下一个后端。所以"偶尔拿到黑图"会变成确定性的回退，而不是静默产出坏图。

需要指定后端或整窗（含标题栏）时：

from VirtualDesktop import CaptureEngine

engine = CaptureEngine(methods=("bitblt",), client_only=False)
frame = engine.capture(hwnd, require_content=True)
print(frame.method, frame.size)      # 实际生效的后端与尺寸

多个程序、多个工作区

一个工作区可以同时容纳 N 个程序，也可以同时开多个工作区。两种模式在"互不干扰"上的保证不同：

	VirtualWorkspace()	VirtualWorkspace(desktop="name")
窗口在哪	虚拟显示器（或屏幕外）	自己独立的私有桌面
实例之间	各自记录自己的窗口，停靠位置分槽	窗口命名空间完全隔离，互相看不见、抢不到焦点
外部自动化	直接可用（窗口是普通窗口）	必须在该桌面内跑代理（run_agent）
需要驱动	virtual_screen 需要；offscreen 不需要	不需要

from VirtualDesktop import VirtualWorkspace

# 一个工作区放三个程序
with VirtualWorkspace() as space:
    for exe in ("charmap.exe", "charmap.exe", "charmap.exe"):
        space.launch([exe])
    print(space.describe()["count"])          # 3
    print([w.hwnd_hex for w in space.windows()])

# 两个工作区并发，互不干扰
with VirtualWorkspace(desktop="lab-a") as a, VirtualWorkspace(desktop="lab-b") as b:
    a.launch(["charmap.exe"])
    b.launch(["charmap.exe"])
    print([w.hwnd_hex for w in a.windows()])  # 只看到自己的
    print([w.hwnd_hex for w in b.windows()])  # 只看到自己的

with 退出时会自动还原窗口、结束本工作区启动的程序、关闭私有桌面。若还要把虚拟显示器驱动也卸掉：

with VirtualWorkspace(uninstall_on_exit=True) as space:   # 退出时自动卸载（两种模式都生效）
    ...
print(space.uninstall_report)     # {"ok": True, "message": "device node removed"}

卸载需要管理员授权。默认不卸载：否则下一次 with 又要弹一次 UAC。只在"用完即还机器" 的场景开启。

用自动化库控制工作区

模式一：共享工作区 —— 外部进程直接控制

窗口被移动虚拟显示器（或移出屏幕），但仍是交互桌面上的普通窗口，句柄是真的。所以 pywinauto / pyautogui / UIAutomation 直接从你的进程用即可，不需要任何额外机制。

from VirtualDesktop import SessionConfig, VirtualWorkspace
from pywinauto import Application

# offscreen 不需要驱动；换成 hide_mode="virtual_screen" 即移到虚拟显示器，自动化代码不变
config = SessionConfig(hide_mode="offscreen", keep_window_size=True)

with VirtualWorkspace(config=config, install_driver=False) as space:
    first = space.launch(["charmap.exe"], timeout=45.0)
    second = space.launch(["charmap.exe"], timeout=45.0)

    # 外部进程直接连上并操作
    dialog = Application(backend="win32").connect(process=first.pid).top_window()
    print(dialog.window_text(), dialog.rectangle(), len(dialog.children()))
    buttons = [c for c in dialog.children() if c.friendlyclassname == "Button"]
    buttons[0].click_input()               # 真实点击

    # 工作区自己的截图能力
    space.capture(first.hwnd, save_to="window.png")
    print(space.describe())                # {"count": 2, "externally_controllable": True, ...}

模式二：隔离工作区 —— 在桌面内跑代理

私有桌面是隔离边界：外部进程拿不到它的窗口（UIA 报 ElementNotAvailable，PrintWindow 拿不到像素），所以自动化脚本必须在该桌面内执行。库提供 run_agent 把它送进去。

agent.py（在桌面内运行，做实际自动化）：

import argparse, ctypes, ctypes.wintypes as w, json
from pywinauto.controls.hwndwrapper import HwndWrapper

p = argparse.ArgumentParser(); p.add_argument("--out"); p.add_argument("--hwnd"); a = p.parse_args()
hwnd = int(a.hwnd, 16)

wrapper = HwndWrapper(hwnd)                       # 直接从句柄构造，绕开高层 API 的可见性检查
rect = wrapper.rectangle()
children = wrapper.children(visible_only=False)   # 私有桌面上窗口不带 WS_VISIBLE，必须关掉过滤
buttons = [c for c in children if c.friendlyclassname == "Button"]

u = ctypes.WinDLL("user32")
u.SendMessageW(w.HWND(buttons[0].handle), 0x00F5, 0, 0)   # BM_CLICK：消息式点击

json.dump({"title": wrapper.window_text(), "rect": [rect.left, rect.top, rect.right, rect.bottom],
           "children": len(children), "buttons": [b.window_text() for b in buttons[:5]]},
          open(a.out, "w", encoding="utf-8"), ensure_ascii=False)

调用方：

from VirtualDesktop import VirtualWorkspace

with VirtualWorkspace(desktop="lab-a") as space:
    entry = space.launch(["charmap.exe"], timeout=45.0)
    report = space.run_agent("agent.py", ["--out", "report.json", "--hwnd", hex(entry.hwnd)])
    print(report["window"]["buttons"])

私有桌面内自动化库的可用范围

操作	是否可用	说明
HwndWrapper(hwnd)、window_text()、friendlyclassname、rectangle()	可用	读取窗口属性
children()	可用，需 visible_only=False	私有桌面的窗口不带 WS_VISIBLE
is_visible()	返回 False	桌面未被显示
click() / click_input()	不可用	前者做可见性前置检查，后者需要活动桌面来移动指针
点击控件	发 BM_CLICK 消息	不需要可见窗口，也不需要活动桌面

需要 pyautogui 这类依赖真实鼠标/键盘的库时，只能用模式一（共享工作区）——它的窗口在 交互桌面上，有真实坐标。私有桌面上没有可移动的指针。

配置项

所有开关都可以用环境变量设置，便于计划任务和 CI：

VIRTUALDESKTOP_DRIVER_POLICY=auto|never|always     VIRTUALDESKTOP_MONITOR=auto|virtual|primary|DISPLAY2
VIRTUALDESKTOP_HIDE_MODE=virtual_screen|offscreen|auto
VIRTUALDESKTOP_GITHUB_MIRRORS=<url 前缀,逗号分隔>   VIRTUALDESKTOP_CACHE_DIR=<path>
VIRTUALDESKTOP_MANIFEST=<path to manifest.json>    VIRTUALDESKTOP_SIGNATURE_POLICY=warn|strict|off
VIRTUALDESKTOP_CAPTURE_METHODS=printwindow,bitblt  VIRTUALDESKTOP_DEBUG=1
VIRTUALDESKTOP_LOG_FILE=<path>

故障排查

现象	原因	处理
DriverNotFoundError	未装虚拟显示器，且 install_driver=False 或 driver_policy=never	去掉限制，或先跑 VirtualDesktop install-driver
ElevationDenied	UAC 被取消或被策略阻止	在管理员终端执行一次 VirtualDesktop install-driver
unsupported-windows-build	系统低于 Win10 1809，没有 IddCx	换系统，或改用 VirtualDesktop / hide_mode="offscreen"
安装后没出现新的虚拟屏	驱动已注册但显示器未启用	设备管理器启用该设备；report.requires_reboot 为真时重启
驱动下载失败或极慢	github.com 不可达	加 VIRTUALDESKTOP_GITHUB_MIRRORS，或预置离线缓存（见下）
截图是黑帧	应用为硬件加速 / 受保护内容	属系统限制；换 bitblt 试试，或确认窗口确实有内容

离线 / 内网部署：把安装包按清单里的文件名（VirtualDesktop/driver_manifest.json 的 artifact.filename）放进 VIRTUALDESKTOP_CACHE_DIR，就不会联网下载；也可以把 VIRTUALDESKTOP_MANIFEST 指向自建镜像的清单（含自算摘要）。

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二、安全说明

驱动来源与校验

虚拟显示器驱动使用 VirtualDrivers/Virtual-Display-Driver （MttVDD，IddCx 间接显示驱动，SignPath Foundation 签名）。

驱动与工具二进制不打进 wheel，首次使用时按需下载。下载链路有三道校验，任何一道不过就 中止，不会把未经验证的文件交给系统：

1. SHA-256 摘要：与随包发布的清单 driver_manifest.json 中固定的摘要逐字节比对，决定了 "拿到的确实是那一个发布文件"。不匹配的文件会被隔离（cache/quarantine）而不是使用。
2. Authenticode 验签：比对签名者证书指纹与清单中固定的允许值，防止替换成其他发布者的 同版本文件。
3. 系统安装校验：文件最后交给 Windows 安装，由系统再验一次驱动签名。

国内下载加速是安全的

github.com 在国内经常不可达，因此清单里为每个安装包列了多个加速镜像，主 URL 失败时按顺序 重试。加镜像不会降低安全性：镜像只影响"从哪里拿字节"，摘要校验在拿到之后照常执行，所以 镜像要么给出完全相同的文件，要么被第 1 道校验拒绝、随后被隔离。它无法让不同的内容通过。

镜像返回的文件大小与摘要都会核对（例如驱动包固定为 132118 字节 / e24210692b442b39af763536330ce78b423f19342b7a7792c26de3944e418b3a）。

需要自建或更换镜像时：

# 完整 URL 或 URL 前缀（前缀以 / 或 ? 结尾，会自动拼上原始 GitHub 链接），逗号分隔
set VIRTUALDESKTOP_GITHUB_MIRRORS=https://gh-proxy.com/,https://internal.example/mirror/

同样只接受 https://，且一样要过摘要校验。

权限与提权

安装/卸载驱动需要管理员权限，会弹 一次 UAC，由你确认。除此之外，库本身以当前用户权限 运行，不需要管理员。

如果希望完全不提权，用私有桌面（VirtualDesktop）或 hide_mode="offscreen"， 两者都不需要任何驱动。

运行期行为

• 不改动你的桌面：窗口只是被移动位置，退出（含异常退出）时还原到原位与原有样式。
• 不注入目标进程：不写目标进程内存、不挂钩子；窗口操作走公开的 Win32 窗口 API， 截图走 PrintWindow 等系统接口。
• 网络访问仅限下载安装包：没有遥测、没有上传，运行期不与任何服务器通信。
• 文件写入仅在缓存目录：默认 %LOCALAPPDATA%\VirtualDesktop\cache，可用 VIRTUALDESKTOP_CACHE_DIR 更改。

已知限制

• 部分应用（UWP、硬件叠加层、DRM 受保护内容）任何离屏方式都抓不到——系统限制，非本库缺陷。
• 自绘界面的应用（如微信 3.9.x）没有子窗口，UI Automation 只暴露顶层 Pane，组件粒度只能到 窗口级；控件级定位需要靠截图像素。Electron/浏览器类应用的 UIA 树是完整的。
• ARM64 自动选用清单里的 ARM64 驱动变体；x64 / x86 共用同一份驱动包。

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许可证

MIT，见 LICENSE。