Android绘图Canvas十八般武器之Shader详解及实战篇(下)

前言

上一篇《Android绘图Canvas十八般武器之Shader篇(上)》 我们知道了Bitmap的用法，及TileMode的详细情况。接下来，这一篇作为整个知识体系的下半部要讲的是Shader的其它几个子类。
首先声明，网上很多称之为渲染，如图形渲染，线性渲染等，而在这里我更喜欢称为渐变。

LinearGradient 线性渐变渲染器

LinearGradient中文翻译过来就是线性渐变的意思。线性渐变通俗来讲就是给起点设置一个颜色值如#faf84d，终点设置一个颜色值如#CC423C，然后在一个区域内绘图，这个图像的颜色将呈现非常美妙的效果，颜色会从起点颜色到终点颜色过渡。给一张图，大家直观感受一下

我们看LinearGradient的API，发现它只有两个构造方法，非常简单。

LinearGradient (float x0, 
                float y0, 
                float x1, 
                float y1, 
                int color0, 
                int color1, 
                Shader.TileMode tile)

//x0 和y0是颜色渐变的起点坐标。
//x1和y1是颜色渐变的终点坐标。
//color0是起点颜色值 
//color0是终点颜色值。
//tile 就是TileMode类型参数，这个我们上一篇已经讲过了。

LinearGradient的用法。

//1   创建LinearGradient对象，并设置它的起点坐标，终点坐标，起点颜色值，终点颜色值，然后设置TileMode
mShader = new LinearGradient(0,0,w,0,Color.parseColor("#faf84d"),
                Color.parseColor("#CC423C"), Shader.TileMode.CLAMP);  

//2  将Shader赋值给Paint对象。
mPaint.setShader(mShader);  

//3  绘制图形
canvas.drawRect(0,0,w,h/2,mPaint);

用法非常简单。

LinearGradient还有一个构造方法。

LinearGradient (float x0, 
                float y0, 
                float x1, 
                float y1, 
                int[] colors, 
                float[] positions, 
                Shader.TileMode tile)

需要注意的是，这里有一个int[] colors和float[] positions它们代表什么意思呢？
实际上LinearGradient除了可以指定起点颜色值和终点颜色值外，还有可以指定许多中间颜色值。就如彩虹一般。而colors[]数组存放的就是这样的颜色值组合。大家看看代码和图片效果就可能直观感受到。

//渐变的是一个颜色序列(#faf84d,#003449,#808080,#cc423c)
mShader = new LinearGradient(0,0,w,0,new int[]{Color.parseColor("#faf84d"),Color.parseColor("#003449"),
        Color.parseColor("#808080"),
        Color.parseColor("#CC423C")},null,Shader.TileMode.CLAMP);
mPaint.setShader(mShader);
canvas.drawRect(0,0,w,h/2,mPaint);

颜色很丰富是不是？颜色从一个颜色过渡到另外一个颜色直到过渡到终点颜色。

大家有没有注意到，我将上面代码中的float[] positon置为null，而它代表了什么呢？它其实与colors数组对应，代表了各个颜色值在位置，positions数组中的值大小范围从0.0到1.0，0.0代表起点位置，1.0代表终点位置。如果这个数组被置为空的话，颜色就会平均分配。 ，如果这个数组不为空呢？我们结合代码效果来讲解。

mShader = new LinearGradient(0,0,w,0,new int[]{Color.parseColor("#faf84d"),Color.parseColor("#003449"),
        Color.parseColor("#808080"),
        Color.parseColor("#CC423C")},new float[]{0.0f,0.6f,0.8f,1.0f},Shader.TileMode.CLAMP);
mPaint.setShader(mShader);
canvas.drawRect(0,0,w,h/2,mPaint);

代码中colors[]并没有改变，只是多了positon[]，效果却不一样了。

new int[]{Color.parseColor("#faf84d"),Color.parseColor("#003449"),
        Color.parseColor("#808080"),
        Color.parseColor("#CC423C")}

new float[]{0.0f,0.6f,0.8f,1.0f}

// #faf84d对应的position值是0.0  所以为起点位置。
// #003449对应0.6    所以这个颜色位置起点到终点中间0.6比率的地方。
// #808080对应0.8    这个颜色在0.8比率的地方
// #cc423c对应1.0    这个颜色为终点处的颜色

需要注意的是，position[]数组中的数组最好是由小到大，这是为什么呢？它不支持0.8 然后再到0.6之类。大家看代码。

mShader = new LinearGradient(0,0,w,0,new int[]{Color.parseColor("#faf84d"),Color.parseColor("#003449"),
        Color.parseColor("#808080"),
        Color.parseColor("#CC423C")},new float[]{0.6f,0.8f,0.2f,0.0f},Shader.TileMode.CLAMP);

可以看到颜色可以从0.6的位置过渡到0.8，后面的就不起作用了。

RadialGradient 环行渲染器

我喜欢称它为径向渐变，因为PHOTOSHOP中就对应有径向渐变的概念。
径向渐变，所谓径向就是辐射状，由中心向四周辐射。
径向渐变也只有两个构造方法，基本用法跟线性渐变差不多。

RadialGradient (float centerX, 
                float centerY, 
                float radius, 
                int centerColor, 
                int edgeColor, 
                Shader.TileMode tileMode)

//centerX  圆心的X坐标
//centerY  圆心的Y坐标
//radius   圆的半径
//centerColor  中心颜色
//edgeColor   边缘颜色
//tileMode   这个不用介绍了吧？

上代码。

mShader = new RadialGradient(w/2,h/2,w/2,Color.parseColor("#faf84d"),
                Color.parseColor("#CC423C"), Shader.TileMode.CLAMP);
mPaint.setShader(mShader);
canvas.drawRect(0,0,w,h,mPaint);

效果：

RadialGradient (float centerX, 
                float centerY, 
                float radius, 
                int[] colors, 
                float[] stops, 
                Shader.TileMode tileMode)

同LinearGradient一样，这里也有一个颜色数组和位置数组，意义也是一样的，stop[]也可以为null,如果为null的话，color[]数组的颜色就会平均分配在区域之中。否则，它对应的颜色就会按照比例填充。

mShader = new RadialGradient(w/2,h/2,w/2,new int[]{Color.parseColor("#00aa00"),Color.parseColor("#880033"),
        Color.parseColor("#F8795A"),
        Color.parseColor("#CC423C")},new float[]{0.0f,0.2f,0.8f,1.0f}, Shader.TileMode.CLAMP);
mPaint.setShader(mShader);
canvas.drawRect(0,0,w,h,mPaint);

SweepGradient 梯度渐变渲染器

梯度渐变，或者叫做扫描渐变。我觉得扫描更适合吧，它是指从x轴出发，以逆时钟为方向，以扫描360度形成的区域进行颜色的变换。

SweepGradient (float cx, 
                float cy, 
                int color0, 
                int color1)
//color0是起始颜色
//color1是终止颜色

代码示例：

mShader = new SweepGradient(w/2,h/2,Color.RED,Color.BLUE);
mPaint.setShader(mShader);
canvas.drawRect(0,0,w,h,mPaint);

效果：

SweepGradient (float cx, 
                float cy, 
                int[] colors, 
                float[] positions)

大家应该也明白这个方法中每个参数的含义。

mShader = new SweepGradient(w/2,h/2,new int[]{Color.RED,Color.CYAN,Color.YELLOW,
                Color.GREEN,Color.MAGENTA,Color.BLUE},new float[]{0.0f,0.2f,0.3f,0.4f,0.8f,1.0f});
mPaint.setShader(mShader);
canvas.drawRect(0,0,w,h,mPaint);

我们把颜色丰富点，本来想弄成赤橙黄绿青蓝紫，结果因为懒，就随便弄了点，效果如下：

ComposeShader 组合渲染器

混合渲染，在这里我又开始称Shader为渲染了，因为ComposeShader不仅仅用于颜色，它能将两个Shader对象参考Xfermode规则进行颜色混合。

网上的一张图：

这张图详细的解释了混合模式的组合效果，我机会我也写一篇相关博文。
再看ComposeShader的两个构造方法。

ComposeShader (Shader shaderA, 
                Shader shaderB, 
                Xfermode mode)


ComposeShader (Shader shaderA, 
                Shader shaderB, 
                PorterDuff.Mode mode)

接下来，我们写代码验证一下。

实战1

1. 编写1个BitmapShader.
2. 编写1个RadiasGradient。
3. 将它们进行混合产生新的Shader.
4. 以新的Shader绘制一个圆。

public class CircleView extends View {
    private Paint mPaint;
    private Shader mShader;

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

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

    public CircleView(Context context, AttributeSet attrs, int defStyleAttr) {
        super(context, attrs, defStyleAttr);
        mPaint = new Paint();
        mPaint.setAntiAlias(true);
    }

    @Override
    protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
        super.onMeasure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);
        //这里为了方便演示，将尺寸固定为400*400
        setMeasuredDimension(400,400);
    }

    @Override
    protected void onDraw(Canvas canvas) {
        super.onDraw(canvas);
        int w = getWidth();
        int h = getHeight();
        int radius = w <= h ? w/2 : h/2;


        Bitmap bmp = BitmapFactory.decodeResource(getResources(),R.drawable.repeat);
        Bitmap result = Bitmap.createScaledBitmap(bmp,w,h,false);
        //1. 编写1个BitmapShader.
        BitmapShader bitmapShader = new BitmapShader(result, Shader.TileMode.REPEAT, Shader.TileMode.REPEAT);

        //2. 编写1个RadiasGradient。
        RadialGradient radialGradient = new RadialGradient(radius,radius,radius,Color.BLACK,Color.TRANSPARENT, Shader.TileMode.CLAMP);
        //3. 将它们进行混合产生新的Shader.
        ComposeShader composeShader = new ComposeShader(bitmapShader,radialGradient,new PorterDuffXfermode(PorterDuff.Mode.DST_IN));

        mPaint.setShader(composeShader);
        //4. 以新的Shader绘制一个圆。
        canvas.drawCircle(w/2,h/2,radius,mPaint);

    }
}

我们来看看混合后的效果是怎么样的。

哇，好梦幻的狗狗。

实战2 倒影功能

以前刚开始学Android的时候，项目里面要用到倒影，当时的自己是写不出来的，好在网上有现成的代码可以copy。现在我们可以运用ComposeShader来实现这么一个View。

需求分析

1. 倒影与原图比例为1:4。
2. 倒影与原图之间有5px的间隙。
3. 倒影的下边缘不能太平整了，要尽量跟真实的一致。

好了为了节省篇幅，我只粘贴onDraw()中的代码。

protected void onDraw(Canvas canvas) {
        super.onDraw(canvas);
        //定义各种宽高
        int bmpWidth = 200;
        int bmpHeight = 200;
        int gap = 5;
        int reflectionHeight = bmpHeight / 4;

        //绘制原图
        Bitmap bmp = BitmapFactory.decodeResource(getResources(),R.drawable.repeat);
        Bitmap result = Bitmap.createScaledBitmap(bmp,bmpWidth,bmpHeight,false);
        canvas.drawBitmap(result,0,0,null);

        canvas.save();
        //向下移动准备在原图下方绘制倒影
        canvas.translate(0,bmpHeight+gap);
        Matrix m = new Matrix();
        m.postScale(-1f,1f);
        m.postRotate(-180);
        //将原图水平翻转
        Bitmap texture = Bitmap.createBitmap(result,0,0,result.getWidth(),result.getHeight(),m,false);
        //创建BitmapShader和LinearShader。
        BitmapShader bitmapShader = new BitmapShader(texture, Shader.TileMode.REPEAT, Shader.TileMode.REPEAT);
        LinearGradient linearGradient = new LinearGradient(0,0,0,reflectionHeight,Color.BLACK,Color.TRANSPARENT, Shader.TileMode.CLAMP);
        ComposeShader composeShader = new ComposeShader(bitmapShader,linearGradient,new PorterDuffXfermode(PorterDuff.Mode.DST_IN));
        mPaint.setShader(composeShader);
        //以混合模式绘制矩形区域，可以获得倒影效果。
        canvas.drawRect(0,0,bmpWidth,reflectionHeight,mPaint);

        canvas.restore();

}

效果：

倒影出来了。

好吧，关于Canvas中Shader部分就写完了。Canvas还有许多有趣的类和API，有时间我再写。