• 贝塞尔曲线


    一、moveTo(float,float)

    用于移动路径的起始点到Point(x,y),咱们都知道对于android系统来说,屏幕的左上角的坐标是 (0,0) , 我们在做一些操作的时候默认基准点也是 (0,0),比如调用canvas.rotate(float degrees) 将Canvas (画布) 旋转对应的角度,当然 ,Canvas还有另外一个方法rotate(float degrees,float px, float py),其中所做的事情就是通过 translate(px, py) 改变了canvas.rotate() 的基准点,Path 的moveTo 方法可以与此进行一个类比,就是为了改变 Path 的起始点;

    我们一起看下小例子:

    [html] view plain copy
     
    1. private void init() {  
    2.     mPaint = new Paint(Paint.ANTI_ALIAS_FLAG);  
    3.     mPaint.setStyle(Style.STROKE);  
    4.     mPaint.setStrokeWidth(PATH_WIDTH);  
    5.     mPaint.setColor(Color.RED);  
    6.   
    7.     mPath = new Path();  
    8.     mPath.lineTo(150, 150);  
    9. }  
    10.   
    11. @Override  
    12. protected void onDraw(Canvas canvas) {  
    13.     super.onDraw(canvas);  
    14.     canvas.drawColor(Color.WHITE);  
    15.     canvas.drawPath(mPath, mPaint);  
    16.   
    17. }  

    此时屏幕上展现的效果即从屏幕上画了一条直线,从 (0,0) 到 (150,150),效果如下:

    我们在 

    [html] view plain copy
     
    1. mPath.lineTo(150, 150)  

    前面加上一句 mPath.moveTo(50,50),看看效果:

    此时线的起始点移动到了(50,50) ,即从 (50,50) 连到了 (150,150) ;

    二、rMoveTo(float,float)

    前面加上 r 的 XXXTo方法,只需要理解它的意义即可明白, r 即 relative ,会相对于前一个点往后计量;

    我们对前面的例子稍作改动:

    [html] view plain copy
     
    1. <span style="white-space:pre">    </span>mPath = new Path();  
    2. <span style="white-space:pre">    </span>mPath.moveTo(50, 50);  
    3.         mPath.lineTo(150, 150);  
    4.         // 相对前面的点 x 往后移动 100 个像素,y 往下移动 100 个像素  
    5.         mPath.rMoveTo(100, 100);  
    6.         mPath.lineTo(400, 400);  

    按照我们的预期,此时应该是画两条线分别从 (0,0) - (150,150) 和 (250,250) - (400,400) , 当调 rMoveTo(float,float) 时前一个点为 (0,0) ,那么效果等同于 moveTo(float,float);

    三、lineTo(float x,float y)

    上面的例子也已经能看出该方法的作用了,即从上一个点以直线方式连接到参数里的 (x,y)

    四、rLineTo(float x,float y) , 即以当前点作为基准点,以直线的形式连接到 (currentX + x , currentY + y) 

    五、arcTo(RectF oval, float startAngle, float sweepAngle,boolean forceMoveTo)

    该方法是添加一段弧线到path中,我们先来看看各参数的意义:

    第一个参数:RectF oval 代表弧线所在椭圆所占的矩形区域;

    这句话看起来还有点绕,细细一想,一段弧线必然是附属于一个椭圆或正圆,只不过只是显示了这个椭圆或正圆的一部分,而这个椭圆或正圆又必然刚好被包含于一个矩形区域,该参数就是这个矩形区域:

    第二个参数:float startAngle 代表弧线的起始角度;

    第三个参数:float sweepAngle 代表弧线所划过的角度;

    第四个参数:boolean forceMoveTo 如果为true ,则效果相当于新建一条路径并 moveTo 到弧线起始点,然后添加弧线,可能有人会问,这个方法有何用,待会一起看例子;

    大家需要注意的是 0 度所在点并不是正上方,而是时钟上三点钟所在的位置;

    接下来我们添加一段弧线到刚才的 path 里:

    [html] view plain copy
     
    1.     mPath = new Path();  
    2.     mPath.moveTo(50, 50);  
    3.     mPath.lineTo(150, 150);  
    4.     // 相对前面的点 x 往后移动 100 个像素,y 往下移动 100 个像素  
    5.     mPath.rMoveTo(100, 100);  
    6.     mPath.lineTo(400, 400);  
    7.     mRectF = new RectF(0, 400, 800, 800);  
    8.     mPath.arcTo(mRectF, 0, 90);  
    9. }  
    10.   
    11. @Override  
    12. protected void onDraw(Canvas canvas) {  
    13.     super.onDraw(canvas);  
    14.     canvas.drawColor(Color.WHITE);  
    15.     canvas.drawPath(mPath, mPaint);  
    16.     canvas.drawRect(mRectF, mPaint);  
    17.   
    18. }  

    此时的效果如下:

    我们可以看到此时多了一条线(处理成蓝色),由于弧线的起始点和 path 的最后一个点不是同一个点,path 会直接lineTo到弧线的起始点,然后arcTo ,而对于我们来说,我们不想要这一条多余的线,该怎么办呢?arcTo(RectF oval, float startAngle, float sweepAngle,boolean forceMoveTo) 方法就派上用场了:

    改使用 

    [html] view plain copy
     
    1. mPath.arcTo(mRectF, 0, 90, true);  

    此时效果为:

    六、close()

    顾名思义,即关闭当前路径,还是使用前面的例子:

    [html] view plain copy
     
    1. <span style="white-space:pre">    </span>mPath.rMoveTo(100, 100);  
    2.         mPath.lineTo(400, 400);  
    3.         mRectF = new RectF(0, 400, 800, 800);  
    4.         mPath.arcTo(mRectF, 0, 90);  
    5.         mPath.close();  

    大家可以先想象一下现在的结果应该是什么:

    我们再看看改为

    [html] view plain copy
     
    1. mPath.arcTo(mRectF, 0, 90, true);  

    之后的效果:

    此时对于close的结果是否有结论了呢?close相当于lineTo到最后一次moveTo的终点,为了便于理解,可以把每次调用moveTo 之后的Path 当作一条独立的路径;

    七、path 里与贝塞尔曲线相关的方法:

    我们先简单的了解下贝塞尔曲线:

    贝塞尔曲线(Bézier curve),又称贝兹曲线或贝济埃曲线,是应用于二维图形应用程序的数学曲线。一般的矢量图形软件通过它来精确画出曲线,贝兹曲线由线段节点组成,节点是可拖动的支点,线段像可伸缩的皮筋,我们在绘图工具上看到的钢笔工具就是来做这种矢量曲线的。贝塞尔曲线是计算机图形学中相当重要的参数曲线,在一些比较成熟的位图软件中也有贝塞尔曲线工具,如PhotoShop等。

    在Flash4中还没有完整的曲线工具,而在Flash5里面已经提供出贝塞尔曲线工具。

    贝塞尔曲线的一般参数方程为:

    二次贝塞尔曲线(有一个控制点)方程为:

    三次贝塞尔曲线(有两个控制点)方程为:

    android 只对低阶贝塞尔曲线进行了封装,二次贝塞尔曲线对应 quadTo(float x1,float y1,float x2, float y2) , 三次贝塞尔曲线对应 cubicTo(float x1,float y1, floatx2, float y2, float x3,float y3) 

    (1)、quadTo(float x1, float y1, float x2, float y2)

    x1、y1 代表控制点的 x、y,即一个控制点动态图中的P1,x2、y2 代表目标点的 x、y;

    (2)、cubicTo(float x1, float y1, float x2, float y2, float x3, float y3)

    x1、y1 代表控制点1的 x、y;

    x2、y2 代表控制点2的 x、y;

    x3、y3 代表目标点的 x、y;

    接下来咱们利用上面的两个方法画个令人怦然心动的爱心出来:

    [html] view plain copy
     
    1. public class HeartView extends View {  
    2.   
    3.     private static final int PATH_WIDTH = 2;  
    4.     // 起始点  
    5.     private static final int[] START_POINT = new int[] {  
    6.             300, 270  
    7.     };  
    8.     // 爱心下端点  
    9.     private static final int[] BOTTOM_POINT = new int[] {  
    10.             300, 400  
    11.     };  
    12.     // 左侧控制点  
    13.     private static final int[] LEFT_CONTROL_POINT = new int[] {  
    14.             450, 200  
    15.     };  
    16.     // 右侧控制点  
    17.     private static final int[] RIGHT_CONTROL_POINT = new int[] {  
    18.             150, 200  
    19.     };  
    20.     private Paint mPaint;  
    21.     private Path mPath;  
    22.   
    23.     public HeartView(Context context) {  
    24.         super(context);  
    25.         init();  
    26.     }  
    27.   
    28.     private void init() {  
    29.         mPaint = new Paint(Paint.ANTI_ALIAS_FLAG);  
    30.         mPaint.setStyle(Style.STROKE);  
    31.         mPaint.setStrokeWidth(PATH_WIDTH);  
    32.         mPaint.setColor(Color.RED);  
    33.   
    34.         mPath = new Path();  
    35.         mPath.moveTo(START_POINT[0], START_POINT[1]);  
    36.         mPath.quadTo(RIGHT_CONTROL_POINT[0], RIGHT_CONTROL_POINT[1], BOTTOM_POINT[0],  
    37.                 BOTTOM_POINT[1]);  
    38.         mPath.quadTo(LEFT_CONTROL_POINT[0], LEFT_CONTROL_POINT[1], START_POINT[0], START_POINT[1]);  
    39.     }  
    40.   
    41.     @Override  
    42.     protected void onDraw(Canvas canvas) {  
    43.         super.onDraw(canvas);  
    44.         canvas.drawColor(Color.WHITE);  
    45.         canvas.drawPath(mPath, mPaint);  
    46.   
    47.         canvas.drawCircle(RIGHT_CONTROL_POINT[0], RIGHT_CONTROL_POINT[1], 5, mPaint);  
    48.         canvas.drawCircle(LEFT_CONTROL_POINT[0], LEFT_CONTROL_POINT[1], 5, mPaint);  
    49.     }  
    50. }  

    效果如下:

    到这里,path的基本使用应该没啥问题了,下一篇我们给这个爱心加上动效,使之更有feel;

    如果对这个桃心绘制有问题或有兴趣的同学,可以链接到 Path相关方法讲解(二),此时我们的需求是这样的:

    假定我们现在是一个婚恋产品,有一个“心动”的功能,用户点击“心动”按钮的时候,有一个光点快速的沿着桃心转一圈,然后整个桃心泛起光晕!

    针对这个需求,很多人可能会想到以下方案:

    不就一个光点沿着桃心跑一圈么,既然桃心是使用贝塞尔曲线画出来的,那么我们就可以用对应的函数模拟出这条曲线,然后算出对应位置上的点,不断将光点绘制到对应的位置上!

    这个思路当然没有问题,但我们还有相对简单的方式,那就是使用 PathMeasure:

    我们主要使用它两个方法:

    1.getLength() - 获取路径的长度

    2.getPosTan(float distance, float pos[],float tan[]) - path 为 null ,返回 false

    distance 为一个 0 - getLength() 之间的值,根据这个值 PathMeasure 会计算出当前点的坐标封装到 pos 中;

    上面这句话我们可以这么来理解,不管实际 Path 多么的复杂,PathMeasure 都相当于做了一个事情,就是把 Path “拉直”,然后给了我们一个接口(getLength)告诉我们path的总长度,然后我们想要知道具体某一点的坐标,只需要用相对的distance去取即可,这样就省去了自己用函数模拟path,然后计算获取点坐标的过程;

    接下来,我们用代码实现这一效果:

    我们先创建一个 PathMeasure ,并将创建好的 path 作为参数传入

    [html] view plain copy
     
    1. mPath = new Path();  
    2. mPath.moveTo(START_POINT[0], START_POINT[1]);  
    3. mPath.quadTo(RIGHT_CONTROL_POINT[0], RIGHT_CONTROL_POINT[1], BOTTOM_POINT[0],  
    4.         BOTTOM_POINT[1]);  
    5. mPath.quadTo(LEFT_CONTROL_POINT[0], LEFT_CONTROL_POINT[1], START_POINT[0], START_POINT[1]);  
    6. mPathMeasure = new PathMeasure(mPath, true);  

    然后用一个数组纪录点的坐标:

    [html] view plain copy
     
    1. private float[] mCurrentPosition = new float[2];  

    向外暴露一个开启动效的接口:

    [html] view plain copy
     
    1. // 开启路径动画  
    2. public void startPathAnim(long duration) {  
    3.     // 0 - getLength()  
    4.     ValueAnimator valueAnimator = ValueAnimator.ofFloat(0, mPathMeasure.getLength());  
    5.     Log.i(TAG, "measure length = " + mPathMeasure.getLength());  
    6.     valueAnimator.setDuration(duration);  
    7.     // 减速插值器  
    8.     valueAnimator.setInterpolator(new DecelerateInterpolator());  
    9.     valueAnimator.addUpdateListener(new AnimatorUpdateListener() {  
    10.   
    11.         @Override  
    12.         public void onAnimationUpdate(ValueAnimator animation) {  
    13.             float value = (Float) animation.getAnimatedValue();  
    14.             // 获取当前点坐标封装到mCurrentPosition  
    15.             mPathMeasure.getPosTan(value, mCurrentPosition, null);  
    16.             postInvalidate();  
    17.         }  
    18.     });  
    19.     valueAnimator.start();  
    20. }  

    实时获取到当前点之后,将目标绘制到对应位置:

    [html] view plain copy
     
    1. protected void onDraw(Canvas canvas) {  
    2.     super.onDraw(canvas);  
    3.     canvas.drawColor(Color.WHITE);  
    4.     canvas.drawPath(mPath, mPaint);  
    5.   
    6.     canvas.drawCircle(RIGHT_CONTROL_POINT[0], RIGHT_CONTROL_POINT[1], 5, mPaint);  
    7.     canvas.drawCircle(LEFT_CONTROL_POINT[0], LEFT_CONTROL_POINT[1], 5, mPaint);  
    8.   
    9.     // 绘制对应目标  
    10.     canvas.drawCircle(mCurrentPosition[0], mCurrentPosition[1], 10, mPaint);  
    11. }  

    到这里目标环绕 path 的效果就ok了,不管这条路径简单也好,复杂也罢,我们都可以如此简单的完成对应的效果,而不需要自己用简单或复杂函数模拟求解了;

    完成了一步,自己提的需求还有一点就是光晕的问题,这个东西如何是好呢?切图?! 不需要,Android 已经给我们提供了一个好用的东西 MaskFilter ,后面我就不做了,大家有兴趣自己做的玩玩,只需要注意一点,MaskFilter 不支持硬件加速,记得关掉!

    好了,PathMeasure 看似很简单,但着实很有用,有了它,再结合上 Path 、Shader、ColorMatrix  等利器,我们已经可以做出很多酷炫的效果了!

    最后,完整的代码献上,请笑纳:

    [html] view plain copy
     
    1. public class DynamicHeartView extends View {  
    2.   
    3.     private static final String TAG = "DynamicHeartView";  
    4.     private static final int PATH_WIDTH = 2;  
    5.     // 起始点  
    6.     private static final int[] START_POINT = new int[] {  
    7.             300, 270  
    8.     };  
    9.     // 爱心下端点  
    10.     private static final int[] BOTTOM_POINT = new int[] {  
    11.             300, 400  
    12.     };  
    13.     // 左侧控制点  
    14.     private static final int[] LEFT_CONTROL_POINT = new int[] {  
    15.             450, 200  
    16.     };  
    17.     // 右侧控制点  
    18.     private static final int[] RIGHT_CONTROL_POINT = new int[] {  
    19.             150, 200  
    20.     };  
    21.   
    22.     private PathMeasure mPathMeasure;  
    23.     private Paint mPaint;  
    24.     private Path mPath;  
    25.     private float[] mCurrentPosition = new float[2];  
    26.   
    27.     public DynamicHeartView(Context context) {  
    28.         super(context);  
    29.         init();  
    30.     }  
    31.   
    32.     private void init() {  
    33.         mPaint = new Paint(Paint.ANTI_ALIAS_FLAG);  
    34.         mPaint.setStyle(Style.STROKE);  
    35.         mPaint.setStrokeWidth(PATH_WIDTH);  
    36.         mPaint.setColor(Color.RED);  
    37.   
    38.         mPath = new Path();  
    39.         mPath.moveTo(START_POINT[0], START_POINT[1]);  
    40.         mPath.quadTo(RIGHT_CONTROL_POINT[0], RIGHT_CONTROL_POINT[1], BOTTOM_POINT[0],  
    41.                 BOTTOM_POINT[1]);  
    42.         mPath.quadTo(LEFT_CONTROL_POINT[0], LEFT_CONTROL_POINT[1], START_POINT[0], START_POINT[1]);  
    43.   
    44.         mPathMeasure = new PathMeasure(mPath, true);  
    45.         mCurrentPosition = new float[2];  
    46.     }  
    47.   
    48.     @Override  
    49.     protected void onDraw(Canvas canvas) {  
    50.         super.onDraw(canvas);  
    51.         canvas.drawColor(Color.WHITE);  
    52.         canvas.drawPath(mPath, mPaint);  
    53.   
    54.         canvas.drawCircle(RIGHT_CONTROL_POINT[0], RIGHT_CONTROL_POINT[1], 5, mPaint);  
    55.         canvas.drawCircle(LEFT_CONTROL_POINT[0], LEFT_CONTROL_POINT[1], 5, mPaint);  
    56.   
    57.         // 绘制对应目标  
    58.         canvas.drawCircle(mCurrentPosition[0], mCurrentPosition[1], 10, mPaint);  
    59.     }  
    60.   
    61.     // 开启路径动画  
    62.     public void startPathAnim(long duration) {  
    63.         // 0 - getLength()  
    64.         ValueAnimator valueAnimator = ValueAnimator.ofFloat(0, mPathMeasure.getLength());  
    65.         Log.i(TAG, "measure length = " + mPathMeasure.getLength());  
    66.         valueAnimator.setDuration(duration);  
    67.         // 减速插值器  
    68.         valueAnimator.setInterpolator(new DecelerateInterpolator());  
    69.         valueAnimator.addUpdateListener(new AnimatorUpdateListener() {  
    70.   
    71.             @Override  
    72.             public void onAnimationUpdate(ValueAnimator animation) {  
    73.                 float value = (Float) animation.getAnimatedValue();  
    74.                 // 获取当前点坐标封装到mCurrentPosition  
    75.                 mPathMeasure.getPosTan(value, mCurrentPosition, null);  
    76.                 postInvalidate();  
    77.             }  
    78.         });  
    79.         valueAnimator.start();  
    80.   
    81.     }  
    82. }  

    以上代码的效果如下,其余效果大家自行补充:

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