Android View 全解析(四) -- onDraw

基础操作

在前面介绍了 onMeasure 用于确定 view 大小,onLayout 用于确定 view 的位置后,最后我们看看三大事件中最后压轴出场的 onDraw,这确定了 view 长什么模样。

onDraw 相对前面两者,涉及到的知识面非常的广。从 Canvas 提供的种类繁多的 API,到 Paint、Path 贝塞尔曲线等等高阶的工具,如果要细讲的话,估计这篇文章就得老长老长了。在这些工具的支持下,圆角按钮、复杂的下拉动画等等都手到擒来。关于这些工具的具体用法,在文末提供一些参考链接,有兴趣的同学可以去学习下。

onDraw 方法中的参数为 canvas,这个类型为 Canvas 的实例,就是我们主要操作的对象。中文意思为画布,也很形象哈,onDraw 就是在画布上将东西画上去。那么既然是把内容画上去,那么第一件事情就是要有一个画笔。Android 提供了这样的工具,也就是 Paint 类。

Paint 提供了一些常用的 API,用于自定义画笔。

方法名 含义
setColor 设置画笔的颜色
setStrokeWidth 画笔的宽度
setStyle 画笔的类型(实心、空心、描边)
setShader 设置着色器 (渐变等效果)

接下来绘制一个正菱形。绘制菱形的话,可以直接画上去,但需要考虑角度等等复杂问题,有一个更讨巧的方法是先绘制一个正方形,然后以某个角为原点,旋转45度即可 :)

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Paint paint = new Paint();
paint.setColor(Color.RED);
paint.setStyle(Paint.Style.FILL);
paint.setStrokeWidth(10F);
// 以上代码,最好在构造函数时就完成,不要在 onDraw 方法时调用
// 否则会引起内存抖动。

// 绘制正方形
canvas.drawRect(200, 200, 400, 400, paint);

// 绘制菱形,为了区分,修改下颜色
paint.setColor(Color.BLUE);
// 将坐标原点移动到顶点上
canvas.translate(200, 200);
// 以坐标原点为中心,进行旋转
canvas.rotate(45);
// 绘制菱形
canvas.drawRect(0, 0, 200, 200, paint);

绘制操作

首先我们绘制一个简单的背景图,这也是 Canvas 提供的基础功能,包含有重载的多个 drawBitmap 接口。如果没有什么特殊需求,可以调用 drawBitmap(Bitmap bitmap, Matrix matrix, Paint paint) 方法。简单的示例代码如下,这样图片就出现在画布的左上角了。

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Bitmap bgBitmap = BitmapFactory.decodeResource(getResources(), R.drawable.spring);
canvas.drawBitmap(bgBitmap, new Matrix(), new Paint());

接下来,我们尝试再画一个三角形,学习如何绘制路径。绘制与路径相关的内容,需要用到 Path 这个工具。Path 有许多高阶的用法,例如贝塞尔曲线,在接下来的章节中将简单地进行叙述,这里先只绘制直线。

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Paint paint = new Paint();
paint.setStrokeWidth(10F);
paint.setStyle(Paint.Style.STROKE);
paint.setColor(Color.BLACK);
paint.setStrokeJoin(Paint.Join.ROUND);

Path path = new Path();
path.lineTo(0, 200);
path.lineTo(200, 200);
path.close();

canvas.drawPath(path, paint);

path 关于直线的操作,主要是两个 moveTo 和 lineTo,moveTo 移动下一次绘制操作开始的起点,例如 moveTo(20,20),那么下一次操作就从(20,20) 这里开始。而 lineTo 就更加直接一点,直接在设定的起点(默认为(0,0))开始,到指定的结束为止绘制一条直线。

在一些参考博客中, 发现他们在 onDraw 中通过绘制不同的 Path 来达到动画的效果,再通过 handler postMessage 的方式来进行动画步骤时间的分配。但我不是很推荐这样的做法,这种情况下 onDraw 方法承担了太多的责任,动画的逻辑应该和这个区分开来。其实 Android 本身提供的动画机制以外,还有 AnimationDrawable 这个很方便的工具来通过 xml 来实现动画。

代码实现主要是三个 XML 文件,其中这里使用了 Vector(矢量图)(有兴趣的同学可以看看这个链接)。

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<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<vector xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
android:width="18dp"
android:height="9dp"
android:viewportHeight="9"
android:viewportWidth="18">
<path
android:name="bird"
android:pathData="M2,4c3,-1 6,-1.5 7,2c1,-3.5 4,-3 7,-2"
android:strokeColor="#20416b"
android:strokeLineCap="round"
android:strokeLineJoin="round"
android:strokeMiterLimit="1.41421"
android:strokeWidth="2"/>
</vector>

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<objectAnimator
xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
android:duration="500"
android:interpolator="@android:anim/accelerate_interpolator"
android:propertyName="pathData"
android:repeatCount="infinite"
android:repeatMode="reverse"
android:valueFrom="M2,4c3,-1 6,-1.5 7,2c1,-3.5 4,-3 7,-2"
android:valueTo="M4,7c3,-1 4,-4.5 5,-1c1,-3.5 2,0 5,1"
android:valueType="pathType"/>

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<animated-vector
xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
android:drawable="@drawable/bird_up_and_down">
<target
android:name="bird"
android:animation="@animator/fly"/>
</animated-vector>

贝塞尔曲线

前面提到 Path 可以表达直线和曲线(实际上直线也是曲线的一种),曲线千变万化,东绕西拐的,有没有一种方式可以去涵盖所有的平面曲线了?有的,答案就是贝塞尔曲线

贝塞尔曲线于1962,由法国工程师皮埃尔·贝塞尔所广泛发表,他运用贝塞尔曲线来为汽车的主体进行设计。贝塞尔曲线最初由Paul de Casteljau于1959年运用de Casteljau演算法开发,以稳定数值的方法求出贝兹曲线。
在计算机图形学中贝赛尔曲线的运用也很广泛,Photoshop中的钢笔效果,Flash5的贝塞尔曲线工具,在软件GUI开发中一般也会提供对应的方法来实现贝赛尔曲线。

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public class WaveView extends View {

private static final int STEP = 8;
private static final int COUNT = 5;
private static final int WAVE_LENGTH = 200;
private static final int MAX_OFFSET = 200;
private int offset = 0;

public WaveView(Context context) {
this(context, null);
}

public WaveView(Context context, AttributeSet attrs) {
this(context, attrs, 0);
}

public WaveView(Context context, AttributeSet attrs, int defStyleAttr) {
super(context, attrs, defStyleAttr);
final ScheduledExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadScheduledExecutor();
executorService.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
@Override
public void run() {
getHandler().post(new Runnable() {
@Override
public void run() {
if (offset > MAX_OFFSET) {
offset = 0;
}
offset += STEP;
invalidate();
}
});
}
}, 300, 200, TimeUnit.MILLISECONDS);
}

@Override
protected void onDraw(Canvas canvas) {

Paint paint = new Paint();
paint.setStrokeWidth(5F);
paint.setStyle(Paint.Style.STROKE);
paint.setColor(Color.BLUE);
paint.setStrokeJoin(Paint.Join.ROUND);

Path path = new Path();
path.moveTo(offset, 200);
for (int i = 0; i < COUNT; i++) {
int randomHeight = new Random().nextInt(50) + 50;
path.cubicTo(
(i + 1F / 3) * WAVE_LENGTH + offset, 200 - randomHeight,
(i + 2F / 3) * WAVE_LENGTH + offset, 200 + randomHeight,
(i + 1) * WAVE_LENGTH + offset, 200);
}

canvas.drawPath(path, paint);

super.onDraw(canvas);
}
}

代码也是非常的简单,首先通过 cubicTo 生成波浪,cubic 函数中的前两个函数分别是两个控制点,我们将两个控制点分别置于水平线上下两个地方,这样就能生成一条波浪线。其次在使得每次波浪都便宜固定值,形成涌动的效果。最后为了一个更好的效果,给波浪振动的高度上加上一个随机数。

贝塞尔曲线能提供的功能原不只这些,更多姿势大家就自行解锁了哦 :)


参考文献

  1. http://www.gcssloop.com/customview/CustomViewIndex
  2. https://developer.android.com/training/custom-views/custom-drawing.html
  3. http://jeremie-martinez.com/2016/09/15/train-animations/
  4. https://developer.android.com/guide/topics/graphics/2d-graphics.html

文档信息