Android的Paint、Canvas和Matrix讲解
Paint类介绍
Paint即画笔，在绘图过程中起到了极其重要的作用，画笔主要保存了颜色， 样式等绘制信息，指定了如何绘制文本和图形，画笔对象有很多设置方法，大体上可以分为两类，一类与图形绘制相关，一类与文本绘制相关。
1.图形绘制
* setARGB(int a,int r,int g,int b);
设置绘制的颜色，a代表透明度，r，g，b代表颜色值。
* setAlpha(int a);
设置绘制图形的透明度。
* setColor(int color);
设置绘制的颜色，使用颜色值来表示，该颜色值包括透明度和RGB颜色。
* setAntiAlias(boolean aa);
设置是否使用抗锯齿功能，会消耗较大资源，绘制图形速度会变慢。
* setDither(boolean dither);
设定是否使用图像抖动处理，会使绘制出来的图片颜色更加平滑和饱满，图像更加清晰
* setFilterBitmap(boolean filter);
如果该项设置为true，则图像在动画进行中会滤掉对Bitmap图像的优化操作，加快显示速度，本设置项依赖于dither和xfermode的设置
* setMaskFilter(MaskFilter maskfilter);
设置MaskFilter，可以用不同的MaskFilter实现滤镜的效果，如滤化，立体等
* setColorFilter(ColorFilter colorfilter);
设置颜色过滤器，可以在绘制颜色时实现不用颜色的变换效果
* setPathEffect(PathEffect effect);
设置绘制路径的效果，如点画线等
* setShader(Shader shader);
设置图像效果，使用Shader可以绘制出各种渐变效果
* setShadowLayer(float radius ,float dx,float dy,int color);
在图形下面设置阴影层，产生阴影效果，radius为阴影的角度，dx和dy为阴影在x轴和y轴上的距离，color为阴影的颜色
* setStyle(Paint.Style style);
设置画笔的样式，为FILL，FILL_AND_STROKE，或STROKE
* setStrokeCap(Paint.Cap cap);
当画笔样式为STROKE或FILL_AND_STROKE时，设置笔刷的图形样式，如圆形样式 Cap.ROUND,或方形样式Cap.SQUARE
* setSrokeJoin(Paint.Join join);
设置绘制时各图形的结合方式，如平滑效果等
* setStrokeWidth(float width);
当画笔样式为STROKE或FILL_AND_STROKE时，设置笔刷的粗细度
* setXfermode(Xfermode xfermode);
设置图形重叠时的处理方式，如合并，取交集或并集，经常用来制作橡皮的擦除效果
2.文本绘制
* setFakeBoldText(boolean fakeBoldText);
模拟实现粗体文字，设置在小字体上效果会非常差
* setSubpixelText(boolean subpixelText);
设置该项为true，将有助于文本在LCD屏幕上的显示效果
* setTextAlign(Paint.Align align);
设置绘制文字的对齐方向
* setTextScaleX(float scaleX);
设置绘制文字x轴的缩放比例，可以实现文字的拉伸的效果
* setTextSize(float textSize);
设置绘制文字的字号大小
* setTextSkewX(float skewX);
设置斜体文字，skewX为倾斜弧度
* setTypeface(Typeface typeface);
设置Typeface对象，即字体风格，包括粗体，斜体以及衬线体，非衬线体等
* setUnderlineText(boolean underlineText);
设置带有下划线的文字效果
* setStrikeThruText(boolean strikeThruText);
设置带有删除线的效果
Canvas类介绍
当我们调整好画笔之后，现在需要绘制到画布上，这就得用Canvas类了。在android中既然把Canvas当做画布，那么就可以在画布上绘制我们想要的任何东西。除了在画布上绘制之外，还需要设置一些关于画布的属性，比如，画布的颜色、尺寸等。下面来分析Android中Canvas有哪些功能，Canvas提供了如下一些方法：
1. 设置属性
* Canvas(Bitmap bitmap): 以bitmap对象创建一个画布，则将内容都绘制在bitmap上，因此bitmap不得为null。
* Canvas(GL gl): 在绘制3D效果时使用，与OpenGL相关。
* isOpaque(boolean isOpaque)：检测是否支持透明。
* setViewport(int left, int top, int right, int bottom, int clipflag): 设置画布中显示窗口。
* drawColor(int color): 设置Canvas的背景颜色。
* setBitmap(Bitmap mBitmap): 设置具体画布，画的内容，保存为一个Bitmap。
* clipRect(float left, float top, float right, float bottom): 设置显示区域，即设置裁剪区。
* translate(float x, float y): 平移画布。
* rotate(float degree, float px, float py): 旋转画布 。
* skew(float sx, float sy): 设置偏移量。
* save(): 将Canvas当前状态保存在堆栈，save之后可以调用Canvas的平移、旋转、错切、剪裁等操作。
* restore(): 恢复为之前堆栈保存的Canvas状态，防止save后对Canvas执行的操作对后续的绘制有影响。restore和save要配对使用，restore可以比save少，但不能比save多，否则会引发error。save和restore之间，往往夹杂的是对Canvas的特殊操作。
* save(int num)：将Canvas当前状态保存在堆栈，并予以编号int
* restoreToCount(int num)：恢复为之前堆栈保存的编号为int的Canvas状态
* concat(Matrix matrix)：画布关联矩阵，画出来的内容按矩阵改变，而不是画布改变。
* Drawable.draw(Canvas canvas)：将Drawable画到Canvas中
注：这种方式画Drawable怎么设置透明度呢？
((BitmapDrawable)Drawable).getPaint().setAlpha(mBgAlpha);
2. 画图
* canvas.drawPaint(Paint paint)
将画笔设置的颜色和透明度铺满画布
* drawRect(RectF rect, Paint paint)
绘制矩形，参数一为RectF一个区域
* drawRect(float left, float top, float right, float bottom, Paint paint)
绘制矩形，left:矩形left的x坐标，top:矩形top的y坐标，right:矩形right的x坐标，bottom:矩形bottom的y坐标
* drawRoundRect(RectF rect, float rx, float ry, Paint paint)
绘制圆角矩形， rx:x方向的圆角半径，ry:y方向的圆角半径
* drawRoundRect(float left, float top, float right, float bottom, float rx, float ry, Paint paint)
* drawPath(Path path, Paint paint)
绘制一个路径，参数一为Path路径对象
* drawBitmap(Bitmap bitmap, Rect src, Rect dst, Paint paint)
贴图，参数一就是我们常规的Bitmap对象，参数二是源区域(这里是bitmap)，参数三是目标区域(应该在canvas的位置和大小)，参数四是Paint画刷对象，因为用到了缩放和拉伸的可能，当原始Rect不等于目标Rect时性能将会有大幅损失。
* drawBitmap (Bitmap bitmap, float left, float top, Paint paint)
* drawLine(float startX, float startY, float stopX, float stopY, Paintpaint)
画线，参数一起始点的x轴位置，参数二起始点的y轴位置，参数三终点的x轴水平位置，参数四y轴垂直位置，最后一个参数为Paint 画刷对象。
* drawPoint(float x, float y, Paint paint)
画点，参数一水平x轴，参数二垂直y轴，第三个参数为Paint对象。
* drawText(String text, float x, floaty, Paint paint)
渲染文本，Canvas类除了上面的还可以描绘文字，参数一是String类型的文本，参数二文字左侧到x轴距离，参数三文字BaseLine到y轴距离，参数四是Paint对象。
* drawOval(RectF oval, Paint paint)
绘制椭圆，参数一是扫描区域，参数二为paint对象
* drawOval(float left, float top, float right, float bottom, Paint paint）
* drawCircle(float cx, float cy, float radius,Paint paint)
绘制圆，参数一是中心点的x轴，参数二是中心点的y轴，参数三是半径，参数四是paint对象；
* drawArc(RectF oval, float startAngle, float sweepAngle, boolean useCenter, Paint paint)
画弧，参数一是RectF对象，指定圆弧的外轮廓矩形区域，参数二是起始角(度)在电弧的开始，参数三扫描角(度)开始顺时针测量的，参数四是如果这是真的话,包括椭圆中心的电弧,并关闭它,如果它是假这将是一个弧线,参数五是Paint对象；
Canvas对象的获取方式有两种：一种我们通过重写View.onDraw方法，View中的Canvas对象会被当做参数传递过来，我们操作这个Canvas，效果会直接反应在View中。
@Override
protected void onDraw(Canvas canvas) {
} 另一种就是当你想创建一个Canvas对象时使用的方法：
Bitmap b = Bitmap.createBitmap(100, 100, Bitmap.Config.ARGB_8888);
Canvas c = new Canvas(b);上面代码创建了一个尺寸是100*100的Bitmap，使用它作为Canvas操作的对象，这时候的Canvas就是使用创建的方式。当你使用创建的Canvas在bitmap上执行绘制方法后，你还可以将绘制的结果提交给另外一个Canvas，这样就可以达到两个Canvas协作完成的效果，简化逻辑。
从上面方法的名字看来我们可以知道Canvas可以绘制的对象有：弧线(arcs)、填充颜色(argb和color)、Bitmap、圆(circle和oval)、点(point)、线(line)、矩形(Rect)、图片(Picture)、圆角矩形(RoundRect)、文本(text)、顶点(Vertices)、路径(path)。下面我们就演示下canvas的一些简单用法：
绘制圆、椭圆
@Override
protected void onDraw(Canvas canvas) {
super.onDraw(canvas);
Paint paint=new Paint();
paint.setAntiAlias(true);
paint.setColor(Color.blue));
paint.setStyle(Paint.Style.FILL);
canvas.drawCircle(200,200,100,paint);
canvas.drawOval(500, 100, 800, 300, paint);
//上面代码等同于
//RectF rel=new RectF(500,100,800,300);
//canvas.drawOval(rel, paint);
paint.setStyle(Paint.Style.STROKE);
paint.setStrokeWidth(20);
canvas.drawCircle(200,500,90,paint);
canvas.drawOval(500,400,800,600, paint);
//上面代码等同于
//RectF rel2=new RectF(500,400,800,600);
//canvas.drawOval(rel2, paint);
} 
绘制矩形、圆角矩形
@Override
protected void onDraw(Canvas canvas) {
super.onDraw(canvas);
Paint paint = new Paint();
paint.setAntiAlias(true);
paint.setColor(Color.red));
paint.setStyle(Paint.Style.FILL);
canvas.drawRect(100, 100, 300, 300, paint);
canvas.drawRoundRect(400, 100, 600, 300, 30, 30, paint);
paint.setStyle(Paint.Style.STROKE);
paint.setStrokeWidth(20);
canvas.drawRect(100, 400, 300, 600, paint);
canvas.drawRoundRect(400, 400, 600, 600, 30, 30, paint);
}
绘制弧形、封闭弧形
@Override
protected void onDraw(Canvas canvas) {
super.onDraw(canvas);
Paint paint = new Paint();
paint.setAntiAlias(true);
paint.setColor(Color.orange));
RectF rel = new RectF(100, 100, 300, 300);
//实心圆弧
canvas.drawArc(rel, 0, 270, false, paint);
//实心圆弧 将圆心包含在内
RectF rel2 = new RectF(100, 400, 300, 600);
canvas.drawArc(rel2, 0, 270, true, paint);
//设置空心Style
paint.setStyle(Paint.Style.STROKE);
paint.setStrokeWidth(20);
RectF rel3 = new RectF(100, 700, 300, 900);
canvas.drawArc(rel3, 0, 270, false, paint);
RectF rel4 = new RectF(100, 1000, 300, 1200);
canvas.drawArc(rel4, 0, 270, true, paint);
}
绘制文字
@Override
protected void onDraw(Canvas canvas) {
super.onDraw(canvas);
Paint paint = new Paint();
paint.setAntiAlias(true);
paint.setColor(Color.orange));
paint.setTextSize(100);
canvas.drawText("jEh", 80, 150, paint);
}
绘制图片
@Override
protected void onDraw(Canvas canvas) {
super.onDraw(canvas);
Paint paint = new Paint();
Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeResource(getResources(), R.drawable.music);
canvas.drawBitmap(bitmap, 100, 100, mPaint);
//上面代码等同于
//Rect mSrc = new Rect(0, 0, mBitWidth, mBitHeight);
//Rect mDest = new Rect(100,100,100+mBitWidth,100+mBitHeight);
//canvas.drawBitmap(bitmap, mSrc, mDest, mPaint);
}
绘制Path
通过Path这个类，我们可以画出三角形，梯形等多边形。
常用方法：
moveTo();设置地点
lineTo();连接两点
close();连接起点和终点
Path angle = new Path();
angle.moveTo(250, 0);//设置起点
angle.lineTo(0, 500);
angle.lineTo(500, 500);
angle.close();//闭合路径
canvas.drawPath(angle, mPaint);
Canvas位置转换
通过组合这些对象我们可以画出一些简单有趣的界面出来，但是光有这些功能还是不够的，如果我要画一个仪表盘(数字围绕显示在一个圆圈中)呢？ 幸好Android还提供了一些对Canvas位置转换的方法：rorate、scale、translate、skew(扭曲)等，而且它允许你通过获得它的转换矩阵对象(getMatrix方法) 直接操作它。这些操作就像是虽然你的笔还是原来的地方画，但是画纸旋转或者移动了，所以你画的东西的方位就产生变化。为了方便一些转换操作，Canvas 还提供了保存和回滚属性的方法(save和restore)，比如你可以先保存目前画纸的位置(save)，然后旋转90度，向下移动100像素后画一些图形，画完后调用restore方法返回到刚才保存的位置。
canvas.translate() － 画布的平移
@Override
protected void onDraw(Canvas canvas) {
super.onDraw(canvas);
canvas.drawColor(Color.BLUE);
canvas.translate(100, 100);
mPaint.setColor(Color.RED);
canvas.drawRect(new Rect(0, 0, 400, 400), mPaint);
}
canvas.scale( ) － 画布的缩放
关于scale，Android 提供了以下两个接口：
/**
* Preconcat the current matrix with the specified scale.
* @param sx The amount to scale in X
* @param sy The amount to scale in Y
*/
public native void scale(float sx, float sy);
/**
* Preconcat the current matrix with the specified scale.
* @param sx The amount to scale in X
* @param sy The amount to scale in Y
* @param px The x-coord for the pivot point (unchanged by the scale)
* @param py The y-coord for the pivot point (unchanged by the scale)
*/
public final void scale(float sx, float sy, float px, float py) {
translate(px, py);
scale(sx, sy);
translate(-px, -py);
} @Override
protected void onDraw(Canvas canvas) {
super.onDraw(canvas);
canvas.drawColor(Color.BLUE);
mPaint.setColor(Color.RED);
canvas.drawRect(new Rect(0, 0, 800, 800), mPaint);
// 保存画布状态
canvas.save();
canvas.scale(0.5f, 0.5f);
mPaint.setColor(Color.YELLOW);
canvas.drawRect(new Rect(0, 0, 800, 800), mPaint);
// 画布状态回滚
canvas.restore();
canvas.scale(0.5f, 0.5f, 400, 400);
mPaint.setColor(Color.GREEN);
canvas.drawRect(new Rect(0, 0, 800, 800), mPaint);
} 
canvas.rotate( ) － 画布的旋转
canvas.rotate( )和canvas.scale()可以类比起来看，它也有两个可以使用的方法：
/**
* Preconcat the current matrix with the specified rotation.
* @param degrees The amount to rotate, in degrees
*/
public native void rotate(float degrees);
/**
* Preconcat the current matrix with the specified rotation.
* @param degrees The amount to rotate, in degrees
* @param px The x-coord for the pivot point (unchanged by the rotation)
* @param py The y-coord for the pivot point (unchanged by the rotation)
*/
public final void rotate(float degrees, float px, float py) {
translate(px, py);
rotate(degrees);
translate(-px, -py);
} @Override
protected void onDraw(Canvas canvas) {
super.onDraw(canvas);
canvas.drawColor(Color.BLUE);
mPaint.setColor(Color.RED);
canvas.drawRect(new Rect(0, 0, 800, 800), mPaint);
canvas.save();
mPaint.setColor(Color.YELLOW);
canvas.rotate(45);
canvas.drawRect(new Rect(0, 0, 800, 800), mPaint);
canvas.restore();
mPaint.setColor(Color.GREEN);
canvas.rotate(45,400,400);
canvas.drawRect(new Rect(0, 0, 800, 800), mPaint);
}
canvas.skew( ) － 画布的错切
public native void skew(float sx, float sy);
这个方法只要理解了两个参数即可：
float sx:将画布在x方向上倾斜相应的角度，sx为倾斜角度的tan值；
float sy:将画布在y轴方向上倾斜相应的角度，sy为倾斜角度的tan值；
注意，这里全是倾斜角度的tan值，比如我们打算在X轴方向上倾斜45度，tan45=1；
@Override
protected void onDraw(Canvas canvas) {
super.onDraw(canvas);
canvas.drawColor(Color.BLUE);
mPaint.setColor(Color.RED);
canvas.drawRect(new Rect(0, 0, 400, 400), mPaint);
canvas.save();
//x方向上倾斜45度
canvas.skew(1, 0);
mPaint.setColor(Color.YELLOW);
canvas.drawRect(new Rect(0, 0, 400, 400), mPaint);
canvas.restore();
//y方向上移动400再倾斜45度
canvas.translate(0, 400);
canvas.skew(0, 1);
mPaint.setColor(Color.GREEN);
canvas.drawRect(new Rect(0, 0, 400, 400), mPaint);
} 
matrix的变换应用到canvas上
@Override
protected void onDraw(Canvas canvas) {
super.onDraw(canvas);
canvas.drawColor(Color.BLUE);
mPaint.setColor(Color.RED);
canvas.drawRect(0, 0, 100, 100, mPaint);
canvas.save();
Matrix matrix = new Matrix();
matrix.setScale(2f, 2f);
canvas.concat(matrix);
canvas.drawRect(100, 100, 200, 200, mPaint);
canvas.restore();
canvas.drawRect(400, 400, 500, 500, mPaint);
}
Matrix延伸：
我们通过animation来实现view组件的动画效果时候,实际上是改变canvas的matrix, matrix矩阵的作用主要是对每个坐标点(x,y)转换为另外的(x’,y’)，必要的时候canvas还会通过clipRect()方法改变它的绘制可见范围，这样不至于做移动的时候看不到view组件。我们看到view的动画效果时，其实它的大小和布局都没有变化，所以会看到比较搞笑的现象，就是一个button通过translate偏离原来位置后，它的touch事件响应还是在原来位置上，而不是所看到的眼前位置。
Canvas的translate(int dx, int dy)方法，其实和通过设置它的matrix的postTranslate(int dx, int dy), preTranslate(int dx, int dy)方法效果是一样的, 唯独set系列的方法和pre, post的不同，它是直接设值，而后者它们是设置matrix的增量。
更进一步，
比如preTranslate, setTranslate, postTranslate这几个方法的调用顺序对坐标变换的影响。抽象的说pre方法是向前”生长”,从队列前面加入,post方法是向后”生长”，从队列后面加入，然后从前到后按顺序执行队列即可。具体拿个例子来说，比如一个matrix调用了下列一系列的方法：
matrix.preScale(0.5f, 1); matrix.preTranslate(10, 0); matrix.postScale(0.7f, 1); matrix.postTranslate(15, 0); 则坐标变换经过的4个变换过程依次是：translate(10, 0) -> scale(0.5f, 1) -> scale(0.7f, 1) -> translate(15, 0), 所以对matrix方法的调用顺序是很重要的，不同的顺序往往会产生不同的变换效果。pre方法的调用顺序和post方法的互不影响，即以下的方法调用和前者在真实坐标变换顺序里是一致的， matrix.postScale(0.7f, 1); matrix.preScale(0.5f, 1); matrix.preTranslate(10, 0); matrix.postTranslate(15, 0);
而matrix的set方法则会对先前的pre和post操作进行刷除，而后再设置它的值，比如下列的方法调用:
matrix.preScale(0.5f, 1); matrix.postTranslate(10, 0); matrix.setScale(1, 0.6f); matrix.postScale(0.7f, 1); matrix.preTranslate(15, 0); 其坐标变换顺序是translate(15, 0) -> scale(1, 0.6f) -> scale(0.7f, 1).
Canvas里scale, translate, rotate, concat方法都是pre方法，如果要进行更多的变换可以先从canvas获得matrix, 变换后再设置回canvas.