HenCoder Android 开发进阶：自定义 View 1-4 Canvas 对绘制的辅助

这期是 HenCoder 自定义绘制的第 1-4 期：Canvas 对绘制的辅助——范围裁切和几何变换。

之前的内容在这里： 
HenCoder Android 开发进阶 自定义 View 1-1 绘制基础 
HenCoder Android 开发进阶 自定义 View 1-2 Paint 详解 
HenCoder Android 开发进阶 自定义 View 1-3 文字的绘制

如果你没听说过 HenCoder，可以先看看这个： 
HenCoder：给高级 Android 工程师的进阶手册

简介

一图胜千言，一视频胜千图，走你： class="video_iframe" data-vidtype="2" allowfullscreen="" frameborder="0" data-ratio="1.7647058823529411" data-w="480" data-src="http://v.qq.com/iframe/player.html?vid=s0533qs7j60&width=670&height=376.875&auto=0" style="display: block; width: 670px !important; height: 376.875px !important;" width="670" height="376.875" data-vh="376.875" data-vw="670" src="http://v.qq.com/iframe/player.html?vid=s0533qs7j60&width=670&height=376.875&auto=0"/>

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(left, top, right, bottom);  
canvas.drawBitmap(bitmap, x, y, paint);  

记得要加上 Canvas.save() 和 Canvas.restore() 来及时恢复绘制范围，所以完整代码是这样的：

canvas.save();  
canvas.clipRect(left, top, right, bottom);  
canvas.drawBitmap(bitmap, x, y, paint);  
canvas.restore();  

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();  
canvas.clipPath(path1);  
canvas.drawBitmap(bitmap, point1.x, point1.y, paint);  
canvas.restore();

canvas.save();  
canvas.clipPath(path2);  
canvas.drawBitmap(bitmap, point2.x, point2.y, paint);  
canvas.restore();  

2 几何变换

几何变换的使用大概分为三类：

1. 使用 Canvas 来做常见的二维变换；

2. 使用 Matrix 来做常见和不常见的二维变换；

3. 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(200, 0);  
canvas.drawBitmap(bitmap, x, y, paint);  
canvas.restore();  

好吧这个从截图并不能看出什么，那你就用心去感受吧

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(45, centerX, centerY);  
canvas.drawBitmap(bitmap, x, y, 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.translate(200, 0);  
canvas.drawBitmap(bitmap, x, y, 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, 0.5f);  
canvas.drawBitmap(bitmap, x, y, 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：

1. 创建 Matrix 对象；

2. 调用 Matrix 的 pre/postTranslate/Rotate/Scale/Skew() 方法来设置几何变换；

3. 使用 Canvas.setMatrix(matrix) 或 Canvas.concat(matrix) 来把几何变换应用到 Canvas。

canvas.save();  
canvas.translate(200, 0);  
canvas.drawBitmap(bitmap, x, y, paint);  
canvas.restore();  

效果就不放图了，和 Canvas 是一样的。

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

1. 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；

2. 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 setPoyToPoly() 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

poly 就是「多」的意思。setPolyToPoly() 的作用是通过多点的映射的方式来直接设置变换。「多点映射」的意思就是把指定的点移动到给出的位置，从而发生形变。例如：(0, 0) -> (100, 100) 表示把 (0, 0) 位置的像素移动到 (100, 100) 的位置，这个是单点的映射，单点映射可以实现平移。而多点的映射，就可以让绘制内容任意地扭曲。

Matrix matrix = new Matrix();  
float pointsSrc = {left, top, right, top, left, bottom, right, bottom};  
float pointsDst = {left - 10, top + 50, right + 120, top - 90, left + 20, bottom + 30, right + 20, bottom + 60};

...

matrix.reset();  
matrix.setPolyToPoly(pointsSrc, 0, pointsDst, 0, 4);

canvas.save();  
canvas.concat(matrix);  
canvas.drawBitmap(bitmap, x, y, paint);  
canvas.restore();  

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.rotateX(30); // 旋转 Camera 的三维空间  
camera.applyToCanvas(canvas); // 把旋转投影到 Canvas

canvas.drawBitmap(bitmap, point1.x, point1.y, paint);  
canvas.restore();  

另外，Camera 和 Canvas 一样也需要保存和恢复状态才能正常绘制，不然在界面刷新之后绘制就会出现问题。所以上面这张图完整的代码应该是这样的：

canvas.save();

camera.save(); // 保存 Camera 的状态  
camera.rotateX(30); // 旋转 Camera 的三维空间  
camera.applyToCanvas(canvas); // 把旋转投影到 Canvas  
camera.restore(); // 恢复 Camera 的状态

canvas.drawBitmap(bitmap, point1.x, point1.y, paint);  
canvas.restore();  

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();

camera.save(); // 保存 Camera 的状态  
camera.rotateX(30); // 旋转 Camera 的三维空间  
canvas.translate(centerX, centerY); // 旋转之后把投影移动回来  
camera.applyToCanvas(canvas); // 把旋转投影到 Canvas  
canvas.translate(-centerX, -centerY); // 旋转之前把绘制内容移动到轴心（原点）  
camera.restore(); // 恢复 Camera 的状态

canvas.drawBitmap(bitmap, point1.x, point1.y, 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。

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。

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。

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);  

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

好了，上面这些就是本期的内容：范围裁切和几何变换。

练习项目

为了避免转头就忘，强烈建议你趁热打铁，做一下这个练习项目：HenCoderPracticeDraw4（微信用户需要点击下面的「阅读原文」）

下期预告

到这期为止，所有绘制的「术」就讲完了，下期讲的是「道」：绘制顺序。

特别感谢

这次由于某些原因，没有依惯例邀请内测读者，但我需要特别感谢几个人：

• 特别感谢 GcsSloop 和 LeeThree 在我疲惫不堪的时候和我探讨问题、帮我做实验和寻找答案。

• 特别感谢 脉脉不得语 在我忙得不可开交的时候帮我解决我的各种大小问题，以及帮我联系广告赞助商（别找了，这期没上广告，以后再上）。

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