Android自定义View(四) -- Canvas

前面学习的内容:
Android自定义View(一) -- 初识
Android自定义View(二) -- Paint详解
Android自定义View(三) -- drawText()
今天继续学习Android自定义View第四篇内容Canvas。

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本文计划根据HenCoder系列文章进行学习，所以代码风格及博文素材可能会摘自其中。

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1 范围裁切

范围裁切有两个方法： clipRect() 和 clipPath()。裁切方法之后的绘制代码，都会被限制在裁切范围内。

1.1 clipRect()

使用很简单，直接应用：

        canvas.clipRect(100,100,400,400);
        Bitmap bitmap =   BitmapFactory.decodeResource(getResources(), R.drawable.snoopy);
        canvas.drawBitmap(bitmap,100,100,paint);

原图 对比 裁切

记得要加上 Canvas.save() 和 Canvas.restore() 来及时恢复绘制范围。

1.2 clipPath()

其实和 clipRect() 用法完全一样，只是把参数换成了 Path ，所以能裁切的形状更多一些：

        canvas.save();
        path.addCircle(500,500,400, Path.Direction.CCW);
        canvas.clipPath(path);
        Bitmap bitmap =   BitmapFactory.decodeResource(getResources(), R.drawable.snoopy);
        canvas.drawBitmap(bitmap,100,100,paint);
        canvas.restore();

image.png

2. 几何变换

几何变换的使用大概分为三类：

使用 Canvas 来做常见的二维变换；
使用 Matrix 来做常见和不常见的二维变换；
使用 Camera 来做三维变换。

2.1 使用 Canvas 来做常见的二维变换：

2.1.1 Canvas.translate(float dx, float dy) 平移

参数里的 dx 和 dy 表示横向和纵向的位移。

        canvas.save();
        canvas.translate(300,100);
        canvas.drawBitmap(bitmap,100,100,paint);
        canvas.restore();

image.png

2.1.2 Canvas.rotate(float degrees, float px, float py) 旋转

参数里的 degrees 是旋转角度，单位是度（也就是一周有 360° 的那个单位），方向是顺时针为正向； px 和 py 是轴心的位置。

        canvas.save();
        canvas.rotate(200);
        canvas.drawBitmap(bitmap,100,100,paint);
        canvas.restore();

2.1.3 Canvas.scale(float sx, float sy, float px, float py) 放缩

参数里的 sx sy 是横向和纵向的放缩倍数； px py 是放缩的轴心。

        canvas.save();
       canvas.scale(1.5f,0.8f,100,100);
        canvas.drawBitmap(bitmap,100,100,paint);
        canvas.restore();

2.1.4 skew(float sx, float sy) 错切

参数里的 sx 和 sy 是 x 方向和 y 方向的错切系数。

        canvas.save();
       canvas.skew(0.3f,0.3f);
        canvas.drawBitmap(bitmap,100,100,paint);
        canvas.restore();

2.2 使用 Matrix 来做变换

2.2.1 使用 Matrix 来做常见变换

Matrix 做常见变换的方式：

创建 Matrix 对象；
调用 Matrix 的 pre/postTranslate/Rotate/Scale/Skew() 方法来设置几何变换；
使用 Canvas.setMatrix(matrix) 或 Canvas.concat(matrix) 来把几何变换应用到 Canvas。

• 平移

        matrix.reset();
        matrix.postTranslate(300,300);
        canvas.save();
        canvas.concat(matrix);
        canvas.drawBitmap(bitmap,100,100,paint);
        canvas.restore();

.png

其他效果就不一一展示，和Canvas方法一样。

把 Matrix 应用到 Canvas 有两个方法： Canvas.setMatrix(matrix) 和 Canvas.concat(matrix)。

• Canvas.setMatrix(matrix)：用 Matrix 直接替换 Canvas 当前的变换矩阵，即抛弃 Canvas 当前的变换，改用 Matrix 的变换（注：根据下面评论里以及我在微信公众号中收到的反馈，不同的系统中 setMatrix(matrix) 的行为可能不一致，所以还是尽量用 concat(matrix) 吧）；
• Canvas.concat(matrix)：用 Canvas 当前的变换矩阵和 Matrix 相乘，即基于 Canvas 当前的变换，叠加上 Matrix 中的变换。

2.2.2 使用 Matrix 来做自定义变换

Matrix 的自定义变换使用的是 setPolyToPoly() 方法。

2.2.2.1 Matrix.setPolyToPoly(float[] src, int srcIndex, float[] dst, int dstIndex, int pointCount) 用点对点映射的方式设置变换

        private float[] pointSrc = {20,50,200,400, 80,90,300,50};
        private float[] pointsDst = {10, 70, 320, 310, 200, 100, 310, 200};
        matrix.reset();
        matrix.setPolyToPoly(pointSrc , 0,pointsDst,0,3);
        canvas.save();
        canvas.concat(matrix);
        canvas.drawBitmap(bitmap,100,100,paint);
        canvas.restore();

image.png

参数里，src 和 dst 是源点集合目标点集；srcIndex 和 dstIndex 是第一个点的偏移；pointCount 是采集的点的个数（个数不能大于 4，因为大于 4 个点就无法计算变换了）。

2.3 使用 Camera 来做三维变换

Camera 的三维变换有三类：旋转、平移、移动相机。

2.3.1 Camera.rotate*() 三维旋转

Camera.rotate*() 一共有四个方法： rotateX(deg) rotateY(deg) rotateZ(deg) rotate(x, y, z)。这四个方法的区别不用我说了吧？

        canvas.save();
        camera.save();
        camera.rotate(0,0,20);
        camera.applyToCanvas(canvas);
        camera.restore();
        canvas.drawBitmap(bitmap,100,100,paint);
        canvas.restore();

image.png

如果你需要图形左右对称，需要配合上 Canvas.translate()，在三维旋转之前把绘制内容的中心点移动到原点，即旋转的轴心，然后在三维旋转后再把投影移动回来：

        canvas.save();
        canvas.translate(100,100);
        camera.save();
        camera.rotate(-20,0,20);
        camera.applyToCanvas(canvas);
        camera.restore();
        canvas.translate(-100,-100);
        canvas.drawBitmap(bitmap,100,100,paint);
        canvas.restore();

Canvas 的几何变换顺序是反的，所以要把移动到中心的代码写在下面，把从中心移动回来的代码写在上面。

2.3.2 Camera.translate(float x, float y, float z) 移动

它的使用方式和 Camera.rotate*() 相同，而且我在项目中没有用过它，所以就不贴代码和效果图了。

2.3.3 Camera.setLocation(x, y, z) 设置虚拟相机的位置

注意！这个方法有点奇葩，它的参数的单位不是像素，而是 inch，英寸。

image

我 TM 的真没逗你，我也没有胡说八道，它的单位就。是。英。寸。

这种设计源自 Android 底层的图像引擎 Skia 。在 Skia 中，Camera 的位置单位是英寸，英寸和像素的换算单位在 Skia 中被写死为了 72 像素，而 Android 中把这个换算单位照搬了过来。是的，它。写。死。了。

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吐槽到此为止，俗话说看透不说透，还是好朋友。

在 Camera 中，相机的默认位置是 (0, 0, -8)（英寸）。8 x 72 = 576，所以它的默认位置是 (0, 0, -576)（像素）。

如果绘制的内容过大，当它翻转起来的时候，就有可能出现图像投影过大的「糊脸」效果。而且由于换算单位被写死成了 72 像素，而不是和设备 dpi 相关的，所以在像素越大的手机上，这种「糊脸」效果会越明显。

image

而使用 setLocation() 方法来把相机往后移动，就可以修复这种问题。

camera.setLocation(0, 0, newZ);  

image

Camera.setLocation(x, y, z) 的 x 和 y 参数一般不会改变，直接填 0 就好。

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好了，上面这些就是本期的内容：范围裁切和几何变换。