Android自定义系列——4.Canvas操作
1.画布操作
为什么要有画布操作？
画布操作可以帮助我们用更加容易理解的方式制作图形。
⑴位移(translate)
translate是坐标系的移动，可以为图形绘制选择一个合适的坐标系。 请注意，位移是基于当前位置移动，而不是每次基于屏幕左上角的(0,0)点移动，如下：
// 省略了创建画笔的代码
// 在坐标原点绘制一个黑色圆形
mPaint.setColor(Color.BLACK);
canvas.translate(200,200);
canvas.drawCircle(0,0,100,mPaint);
// 在坐标原点绘制一个蓝色圆形
mPaint.setColor(Color.BLUE);
canvas.translate(200,200);
canvas.drawCircle(0,0,100,mPaint);
先将坐标系移动一段距离绘制一个圆形，之后再移动一段距离绘制一个圆形，两次移动是可叠加的。
⑵缩放(scale)
缩放提供了两个方法
public void scale (float sx, float sy)
public final void scale (float sx, float sy, float px, float py)
这两个方法中前两个参数是相同的分别为x轴和y轴的缩放比例。而第二种方法比前一种多了两个参数，用来控制缩放中心位置的。
缩放比例(sx,sy)取值范围详解：
| 取值范围(n) | 说明 |
|---|---|
| (-∞, -1) | 先根据缩放中心放大n倍，再根据中心轴进行翻转 |
| -1 | 根据缩放中心轴进行翻转 |
| (-1, 0) | 先根据缩放中心缩小到n，再根据中心轴进行翻转 |
| 0 | 不会显示，若sx为0，则宽度为0，不会显示，sy同理 |
| (0, 1) | 根据缩放中心缩小到n |
| 1 | 没有变化 |
| (1, +∞) | 根据缩放中心放大n倍 |
// 将坐标系原点移动到画布正中心
canvas.translate(mWidth / 2, mHeight / 2);
RectF rect = new RectF(0,-400,400,0); // 矩形区域
mPaint.setColor(Color.BLACK); // 绘制黑色矩形
canvas.drawRect(rect,mPaint);
canvas.scale(0.5f,0.5f); // 画布缩放
mPaint.setColor(Color.BLUE); // 绘制蓝色矩形
canvas.drawRect(rect,mPaint);
接下来我们使用第二种方法让缩放中心位置稍微改变一下，如下：
// 将坐标系原点移动到画布正中心
canvas.translate(mWidth / 2, mHeight / 2);
RectF rect = new RectF(0,-400,400,0); // 矩形区域
mPaint.setColor(Color.BLACK); // 绘制黑色矩形
canvas.drawRect(rect,mPaint);
canvas.scale(0.5f,0.5f,200,0); // 画布缩放 <-- 缩放中心向右偏移了200个单位
mPaint.setColor(Color.BLUE); // 绘制蓝色矩形
canvas.drawRect(rect,mPaint);
由于本次未对缩放中心进行偏移，所有默认的缩放中心就是坐标原点，中心轴就是x轴和y轴。
本次缩放可以看做是先根据缩放中心(坐标原点)缩放到原来的0.5倍，然后分别按照x轴和y轴进行翻转。
// 将坐标系原点移动到画布正中心
canvas.translate(mWidth / 2, mHeight / 2);
RectF rect = new RectF(0,-400,400,0); // 矩形区域
mPaint.setColor(Color.BLACK); // 绘制黑色矩形
canvas.drawRect(rect,mPaint);
canvas.scale(-0.5f,-0.5f,200,0); // 画布缩放 <-- 缩放中心向右偏移了200个单位
mPaint.setColor(Color.BLUE); // 绘制蓝色矩形
canvas.drawRect(rect,mPaint);
本次对缩放中心点y轴坐标进行了偏移，故中心轴也向右偏移了。
注意:和位移(translate)一样，缩放也是可以叠加的。
canvas.scale(0.5f,0.5f);
canvas.scale(0.5f,0.1f);
调用两次缩放则 x轴实际缩放为0.5x0.5=0.25 y轴实际缩放为0.5x0.1=0.05
⑶旋转(rotate)
旋转提供了两种方法：
public void rotate (float degrees)
public final void rotate (float degrees, float px, float py)
和缩放一样，第二种方法多出来的两个参数依旧是控制旋转中心点的。
默认的旋转中心依旧是坐标原点：
// 将坐标系原点移动到画布正中心
canvas.translate(mWidth / 2, mHeight / 2);
RectF rect = new RectF(0,-400,400,0); // 矩形区域
mPaint.setColor(Color.BLACK); // 绘制黑色矩形
canvas.drawRect(rect,mPaint);
canvas.rotate(180); // 旋转180度 <-- 默认旋转中心为原点
mPaint.setColor(Color.BLUE); // 绘制蓝色矩形
canvas.drawRect(rect,mPaint);
改变旋转中心位置：
// 将坐标系原点移动到画布正中心
canvas.translate(mWidth / 2, mHeight / 2);
RectF rect = new RectF(0,-400,400,0); // 矩形区域
mPaint.setColor(Color.BLACK); // 绘制黑色矩形
canvas.drawRect(rect,mPaint);
canvas.rotate(180,200,0); // 旋转180度 <-- 旋转中心向右偏移200个单位
mPaint.setColor(Color.BLUE); // 绘制蓝色矩形
canvas.drawRect(rect,mPaint);
好吧，旋转也是可叠加的
canvas.rotate(180);
canvas.rotate(20);
调用两次旋转，则实际的旋转角度为180+20=200度。
为了演示这一个效果，我做了一个不明觉厉的东西：
⑷错切(skew)
skew这里翻译为错切，错切是特殊类型的线性变换。
错切只提供了一种方法：
public void skew (float sx, float sy)
参数含义：
float sx:将画布在x方向上倾斜相应的角度，sx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.
变换后:
X = x + sx * y
Y = sy * x + y
示例：
// 将坐标系原点移动到画布正中心
canvas.translate(mWidth / 2, mHeight / 2);
RectF rect = new RectF(0,0,200,200); // 矩形区域
mPaint.setColor(Color.BLACK); // 绘制黑色矩形
canvas.drawRect(rect,mPaint);
canvas.skew(1,0); // 水平错切 <- 45度
mPaint.setColor(Color.BLUE); // 绘制蓝色矩形
canvas.drawRect(rect,mPaint);
如你所想，错切也是可叠加的，不过请注意，调用次序不同绘制结果也会不同
// 将坐标系原点移动到画布正中心
canvas.translate(mWidth / 2, mHeight / 2);
RectF rect = new RectF(0,0,200,200); // 矩形区域
mPaint.setColor(Color.BLACK); // 绘制黑色矩形
canvas.drawRect(rect,mPaint);
canvas.skew(1,0); // 水平错切
canvas.skew(0,1); // 垂直错切
mPaint.setColor(Color.BLUE); // 绘制蓝色矩形
canvas.drawRect(rect,mPaint);
⑸快照(save)和回滚(restore)
| 相关API | 简介 |
|---|---|
| save | 把当前的画布的状态进行保存，然后放入特定的栈中 |
| saveLayerXxx | 新建一个图层，并放入特定的栈中 |
| restore | 把栈中最顶层的画布状态取出来，并按照这个状态恢复当前的画布 |
| restoreToCount | 弹出指定位置及其以上所有的状态，并按照指定位置的状态进行恢复 |
| getSaveCount | 获取栈中内容的数量(即保存次数) |
状态栈：这个栈可以存储画布状态和图层状态。
画布和图层：画布是由多个图层构成的
实际上我们之前讲解的绘制操作和画布操作都是在默认图层上进行的。
在通常情况下，使用默认图层就可满足需求，但是如果需要绘制比较复杂的内容，如地图(地图可以有多个地图层叠加而成，比如：政区层，道路层，兴趣点层)等，则分图层绘制比较好一些。
你可以把这些图层看做是一层一层的玻璃板，你在每层的玻璃板上绘制内容，然后把这些玻璃板叠在一起看就是最终效果。
SaveFlags
| 名称 | 简介 |
|---|---|
| ALL_SAVE_FLAG | 默认，保存全部状态 |
| CLIP_SAVE_FLAG | 保存剪辑区 |
| CLIP_TO_LAYER_SAVE_FLAG | 剪裁区作为图层保存 |
| FULL_COLOR_LAYER_SAVE_FLAG | 保存图层的全部色彩通道 |
| HAS_ALPHA_LAYER_SAVE_FLAG | 保存图层的alpha(不透明度)通道 |
| MATRIX_SAVE_FLAG | 保存Matrix信息( translate, rotate, scale, skew) |
save
save 有两种方法：
// 保存全部状态
public int save ()
// 根据saveFlags参数保存一部分状态
public int save (int saveFlags)
可以看到第二种方法比第一种多了一个saveFlags参数，使用这个参数可以只保存一部分状态，更加灵活，这个saveFlags参数具体可参考上面表格中的内容。
每调用一次save方法，都会在栈顶添加一条状态信息，以上面状态栈图片为例，再调用一次save则会在第5次上面载添加一条状态。
saveLayerXxx
saveLayerXxx有比较多的方法：
// 无图层alpha(不透明度)通道
public int saveLayer (RectF bounds, Paint paint)
public int saveLayer (RectF bounds, Paint paint, int saveFlags)
public int saveLayer (float left, float top, float right, float bottom, Paint paint)
public int saveLayer (float left, float top, float right, float bottom, Paint paint, int saveFlags)
// 有图层alpha(不透明度)通道
public int saveLayerAlpha (RectF bounds, int alpha)
public int saveLayerAlpha (RectF bounds, int alpha, int saveFlags)
public int saveLayerAlpha (float left, float top, float right, float bottom, int alpha)
public int saveLayerAlpha (float left, float top, float right, float bottom, int alpha, int saveFlags)
使用saveLayerXxx方法，也会将图层状态也放入状态栈中，同样使用restore方法进行恢复。
restore
状态回滚，就是从栈顶取出一个状态然后根据内容进行恢复。
同样以上面状态栈图片为例，调用一次restore方法则将状态栈中第5次取出，根据里面保存的状态进行状态恢复。
restoreToCount
弹出指定位置以及以上所有状态，并根据指定位置状态进行恢复。
以上面状态栈图片为例，如果调用restoreToCount(2) 则会弹出 2 3 4 5 的状态，并根据第2次保存的状态进行恢复。
getSaveCount
获取保存的次数，即状态栈中保存状态的数量，以上面状态栈图片为例，使用该函数的返回值为5。
不过请注意，该函数的最小返回值为1，即使弹出了所有的状态，返回值依旧为1，代表默认状态。
常用格式
save(); //保存状态
... //具体操作
restore(); //回滚到之前的状态