Path類的最全面具體解釋 - 自己定義View應用系列
前言
- 自己定義View是Android開發人員必須了解的基礎;而Path類的使用在自己定義View繪制中發揮著很關鍵的數據
- 網上有大量關於自己定義View中Path類的文章。但存在一些問題:內容不全、思路不清晰、簡單問題復雜化等等
- 今天。我將全面總結自己定義View中Path類的使用,我能保證這是市面上的最全面、最清晰、最易懂的
- 文章較長,建議收藏等充足時間再進行閱讀
- 閱讀本文前請先閱讀自己定義View基礎 - 最易懂的自己定義View原理系列
文件夾
1. 簡單介紹
- 定義:路徑。即無數個點連起來的線
作用:設置繪制的順序 & 區域
Path僅僅用於描寫敘述順序 & 區域,單使用Path無法產生效果
應用場景:繪制復雜圖形(如心形、五角星等等)
Path類封裝了由直線和曲線(2、3次貝塞爾曲線)構成的幾何路徑。
2. 基礎
2.1 開放路徑與閉合路徑的差別
2.2 怎樣推斷點在圖形內還是圖形外
- 推斷方法分為奇偶規則 & 非零圍繞規則。詳細介紹例如以下:
舉例說明1:(奇偶規則)
由上圖知:
- p1發出的射線與圖形相交1個點,即奇數點,所以P1點在圖形內
- p2發出的射線與圖形相交2個點,即偶數點。所以P2點在圖形內
舉例說明2:(非零圍繞數規則)
從上面方法分析到,不論什麽圖形都是由點連成線組成的。是具備方向的,看下圖:(矩形是順時針)
- p1發出的射線與圖形相交1個點。矩形的右側線從左邊射到右邊,圍繞數-1,終於圍繞數為-1。故p1在圖形內部。
- p2發出的射線與圖形相交2個點:矩形的右側邊從左邊射到右邊
圍繞數-1。矩形的下側邊從右邊射到左邊,圍繞數+1。終於圍繞數為0.故p2在圖形外部
3. 詳細使用
3.1 對象創建
// 使用Path首先要new一個Path對象
// Path的起點默覺得坐標為(0,0)
Path path = new Path();
// 特別註意:建全局Path 對象,在onDraw()按需改動。盡量不要在onDraw()方法裏new對象
// 原因:若View頻繁刷新。就會頻繁創建對象,拖慢刷新速度。
3.2 詳細方法使用
由於path類的方法都是聯合使用。所以以下將一組組方法進行介紹。
第一組:設置路徑
採用moveTo()、setLastPoint()、lineTo()、close()
組合
// 設置當前點位置
// 後面的路徑會從該點開始畫
moveTo(float x, float y) ;
// 當前點(上次操作結束的點)會連接該點
// 假設沒有進行過操作則默認點為坐標原點。
lineTo(float x, float y) ;
// 閉合路徑,即將當前點和起點連在一起
// 註:假設連接了最後一個點和第一個點仍然無法形成封閉圖形,則close什麽也不做
close() 。
- 可使用
setLastPoint()
設置當前點位置(取代moveTo()
) - 二者差別:
實例介紹:(含setLastPoint()
與moveTo()
)
// 使用moveTo()
// 起點默認是(0,0)
//連接點(400,500)
path.lineTo(400, 500);
// 將當前點移動到(300, 300)
path.moveTo(300, 300) ;
//連接點(900, 800)
path.lineTo(900, 800);
// 閉合路徑,即連接當前點和起點
// 即連接(200,700)與起點2(300, 300)
// 註:此時起點已經進行變換
path.close();
// 畫出路徑
canvas.drawPath(path, mPaint1);
// 使用setLastPoint()
// 起點默認是(0,0)
//連接點(400,500)
path.lineTo(400, 500);
// 將當前點移動到(300, 300)
// 會影響之前的操作
// 但不將此設置為新起點
path.setLastPoint(300, 300) ;
//連接點(900,800)
path.lineTo(900, 800);
//連接點(200,700)
path.lineTo(200, 700);
// 閉合路徑,即連接當前點和起點
// 即連接(200,700)與起點(0,0)
// 註:起點一直沒變化
path.close();
// 畫出路徑
canvas.drawPath(path, mPaint1);
關於重置路徑
- 重置Path有兩個方法:
reset()
和rewind()
- 兩者差別在於:
方法 | 是否保留FillType設置 | 是否保留原有數據結構 |
---|---|---|
Path.reset() | 是 | 否 |
Path.rewind() | 否 | 是 |
FillType
影響顯示效果。數據結構
影響重建速度- 所以一般選擇
Path.reset()
由於較簡單,此處不作過多展示。
第二組: 加入路徑
採用addXxx()、arcTo()
組合
2.1 加入基本圖形
作用:在Path路徑中加入基本圖形
如圓形路徑、圓弧路徑等等
詳細使用
// 加入圓弧
// 方法1
public void addArc (RectF oval, float startAngle, float sweepAngle)
// startAngle:確定角度的起始位置
// sweepAngle : 確定掃過的角度
// 方法2
// 與上面方法唯一不同的是:假設圓弧的起點和上次最後一個坐標點不同樣,就連接兩個點
public void arcTo (RectF oval, float startAngle, float sweepAngle)
// 方法3
// 參數forceMoveTo:是否將之前路徑的結束點設置為圓弧起點
// true:在新的起點畫圓弧,不連接最後一個點與圓弧起點,即與之前路徑沒有交集(同addArc())
// false:在新的起點畫圓弧。但會連接之前路徑的結束點與圓弧起點。即與之前路徑有交集(同arcTo(3參數))
public void arcTo (RectF oval, float startAngle, float sweepAngle, boolean forceMoveTo)
// 以下會詳細說明
// 加入圓形路徑
// 起點:x軸正方向的0度
// 當中參數dir:指定繪制時是順時針還是逆時針:CW為順時針, CCW為逆時針
// 路徑起點變為圓在X軸正方向最大的點
addCircle(float x, float y, float radius, Path.Direction dir)
// 加入橢圓形路徑
// 當中。參數oval作為橢圓的外切矩形區域
addOval(RectF oval, Path.Direction dir)
// 加入矩形路徑
// 路徑起點變為矩形的左上角頂點
addRect(RectF rect, Path.Direction dir)
//加入圓角矩形路徑
addRoundRect(RectF rect, float rx, float ry, Path.Direction dir)
// 註:加入圖形路徑後會改變路徑的起點
主要說一下dir這個參數:
dir = Direction = 圖形的方向。為枚舉類型:
- CW:clockwise。順時針
- CCW:counter-clockwise。逆時針
圖形的方向影響的是:
- 加入圖形時確定閉合順序(各個點的記錄順序)
- 圖形的渲染結果(是推斷圖形渲染的重要條件)
圖形繪制的本質:先畫點,再將點連接起來。
所以。點與點之間是存在一個先後順序的;順時針和逆時針用於確定這些點的順序。
以下實例將說明:
// 為了方便觀察,平移坐標系
canvas.translate(350, 500);
// 順時針
path.addRect(0, 0, 400, 400, Path.Direction.CW);
// 逆時針
// path.addRect(0,0,400,400, Path.Direction.CCW);
canvas.drawPath(path,mPaint1);
關於加入圖形路徑後會影響路徑的起點,實比例如以下:
// 軌跡1
// 將Canvas坐標系移到屏幕正中
canvas.translate(400,500);
// 起點是(0,0),連接點(-100,0)
path.lineTo(-100,0);
// 連接點(-100,200)
path.lineTo(-100,200);
// 連接點(200,200)
path.lineTo(200,200);
// 閉合路徑。即連接當前點和起點
// 即連接(200,200)與起點是(0,0)
path.close();
// 畫出路徑
canvas.drawPath(path,paint);
// 詳細請看下圖
// 軌跡2
// 將Canvas坐標系移到屏幕正中
canvas.translate(400,500);
// 起點是(0,0)。連接點(-100,0)
path.lineTo(-100,0);
// 畫圓:圓心=(0,0),半徑=100px
// 此時路徑起點改變 = (0,100)(記為起點2)
// 起點改變原則:新繪圖形在x軸正方向的最後一個坐標
// 後面路徑的變化以這個點繼續下去
path.addCircle(0,0,100, Path.Direction.CCW);
// 起點為:(0,100),連接 (-100,200)
path.lineTo(-100,200);
// 連接 (200,200)
path.lineTo(200,200);
// 閉合路徑,即連接當前點和起點(註:閉合的是起點2)
// 即連接(200,200)與起點2(0,100)
path.close();
// 畫出路徑
canvas.drawPath(path,paint);
// // 詳細請看下圖
這裏著重說明:加入圓弧路徑(addArc與arcTo)
// addArc
// 直接加入一個圓弧到path中
// startAngle:確定角度的起始位置
// sweepAngle : 確定掃過的角度
public void addArc (RectF oval, float startAngle, float sweepAngle)
// arcTo
// 方法1
// 同樣是加入一個圓弧到path
// 與上面方法唯一不同的是:假設圓弧的起點和上次最後一個坐標點不同樣,就連接兩個點
public void arcTo (RectF oval, float startAngle, float sweepAngle)
// 方法2
// 參數forceMoveTo:是否將之前路徑的結束點設置為圓弧起點
// true:在新的起點畫圓弧,不連接最後一個點與圓弧起點,即與之前路徑沒有交集(同addArc())
// false:在新的起點畫圓弧,但會連接之前路徑的結束點與圓弧起點。即與之前路徑有交集(同arcTo(3參數))
public void arcTo (RectF oval, float startAngle, float sweepAngle, boolean forceMoveTo)
詳細請看以下實例
// 將一個圓弧路徑加入到一條直線路徑裏
// 為了方便觀察,平移坐標系
canvas.translate(350, 500);
// 先將原點(0,0)連接點(100,100)
path.lineTo(50, 200);
// 加入圓弧路徑(2分之1圓弧)
// 不連接最後一個點與圓弧起點
path.addArc(new RectF(200, 200, 300, 300), 0, 180);
// path.arcTo(oval,0,270,true); // 與上面一句作用等價
// 連接之前路徑的結束點與圓弧起點
path.arcTo(new RectF(200, 200, 300, 300), 0, 180);
// path.arcTo(oval,0,270,false); // 與上面一句作用等價
// 畫出路徑
canvas.drawPath(path, mPaint1);
2.2 加入路徑
作用:合並路徑
即將路徑1加到路徑2裏
詳細使用
// 方法1
public void addPath (Path src)
// 方法2
// 先將src進行(x,y)位移之後再加入到當前path
public void addPath (Path src, float dx, float dy)
// 方法3
// 先將src進行Matrix變換再加入到當前path
public void addPath (Path src, Matrix matrix)
// 實例:合並矩形路徑和圓形路徑
// 為了方便觀察,平移坐標系
canvas.translate(350, 500);
// 創建路徑的對象
Path pathRect = new Path();
Path pathCircle = new Path();
// 畫一個矩形路徑
pathRect.addRect(-200, -200, 200, 200, Path.Direction.CW);
// 畫一個圓形路徑
pathCircle.addCircle(0, 0, 100, Path.Direction.CW);
// 將圓形路徑移動(0,200),再加入到矩形路徑裏
pathRect.addPath(pathCircle, 0, 200);
// 繪制合並後的路徑
canvas.drawPath(pathRect,mPaint1);
第三組:推斷路徑屬性
採用
isEmpty()、 isRect()、isConvex()、 set() 和 offset()
組合詳細使用:
// 推斷path中是否包括內容
public boolean isEmpty ()
// 樣例:
Path path = new Path();
path.isEmpty(); //返回false
path.lineTo(100,100); // 返回true
// 推斷path是否是一個矩形
// 假設是一個矩形的話,會將矩形的信息存放進參數rect中。
public boolean isRect (RectF rect)
// 實例
path.lineTo(0,400);
path.lineTo(400,400);
path.lineTo(400,0);
path.lineTo(0,0);
RectF rect = new RectF();
boolean b = path.isRect(rect); // b返回ture,
// rect存放矩形參數,詳細例如以下:
// rect.left = 0
// rect.top = 0
// rect.right = 400
// rect.bottom = 400
// 將新的路徑替代現有路徑
public void set (Path src)
// 實例
// 設置一矩形路徑
Path path = new Path();
path.addRect(-200,-200,200,200, Path.Direction.CW);
// 設置一圓形路徑
Path src = new Path();
src.addCircle(0,0,100, Path.Direction.CW);
// 將圓形路徑取代矩形路徑
path.set(src);
// 繪制圖形
canvas.drawPath(path,mPaint);
// 平移路徑
// 與Canvas.translate ()平移畫布相似
// 方法1
// 參數x,y:平移位置
public void offset (float dx, float dy)
// 方法2
// 參數dst:存儲平移後的路徑狀態,但不影響當前path
// 可通過dst參數繪制存儲的路徑
public void offset (float dx, float dy, Path dst)
// 為了方便觀察,平移坐標系
canvas.translate(350, 500);
// path中加入一個圓形(圓心在坐標原點)
path = new Path();
path.addCircle(0, 0, 100, Path.Direction.CW);
// 平移路徑並存儲平移後的狀態
Path dst = new Path();
path.offset(400, 0, dst); // 平移
canvas.drawPath(path, mPaint1); // 繪制path
// 通過dst繪制平移後的圖形(紅色)
mPaint1.setColor(Color.RED);
canvas.drawPath(dst,mPaint1);
第四組:設置路徑填充顏色
- 在Android中,有四種填充模式。詳細例如以下
均封裝在Path類中
填充模式 | 介紹 |
---|---|
EVEN_ODD | 奇偶規則 |
INVERSE_EVEN_ODD | 反奇偶規則 |
WINDING | 非零圍繞數規則 |
INVERSE_WINDING | 反非零圍繞數規則 |
請記住兩個填充規律:
從我之前的文章(1)自己定義View基礎 - 最易懂的自己定義View原理系列提到,圖形是存在方向的(繪圖 = 連接點成的線 = 有連接順序)。
- 詳細使用
// 設置填充規則
path.setFillType()
// 可填規則
// 1. EVEN_ODD:奇偶規則
// 2. INVERSE_EVEN_ODD:反奇偶規則
// 3. WINDING :非零圍繞數規則
// 4. INVERSE_WINDING:反非零圍繞數規則
// 理解奇偶規則和反奇偶規則:填充效果相反
// 舉例:對於一個矩形而言,使用奇偶規則會填充矩形內部,而使用反奇偶規則會填充矩形外部(以下會舉例說明)
// 獲取當前填充規則
path.getFillType()
// 推斷是否是反向(INVERSE)規則
path.isInverseFillType()
// 切換填充規則(即原有規則與反向規則之間相互切換)
path.toggleInverseFillType()
實例1:(奇偶規則)
// 為了方便觀察,平移坐標系
canvas.translate(350, 500);
// 在Path中加入一個矩形
path.addRect(-200, -200, 200, 200, Path.Direction.CW);
// 設置Path填充模式為 奇偶規則
path.setFillType(Path.FillType.EVEN_ODD);
// 反奇偶規則
// path.setFillType(Path.FillType.INVERSE_EVEN_ODD);
// 畫出路徑
canvas.drawPath(path, mPaint1);
舉例2:(非零圍繞規則)
// 為了方便觀察,平移坐標系
canvas.translate(550, 550);
// 在路徑中加入大正方形
// 逆時針
path.addRect(-400, -400, 400, 400, Path.Direction.CCW);
// 在路徑中加入小正方形
// 順時針
// path.addRect(-200, -200, 200, 200, Path.Direction.CW);
// 設置為逆時針
path.addRect(-200, -200, 200, 200, Path.Direction.CCW);
// 設置Path填充模式為非零圍繞規則
path.setFillType(Path.FillType.WINDING);
// 設置反非零圍繞數規則
// path.setFillType(Path.FillType.INVERSE_WINDING);
// 繪制Path
canvas.drawPath(path, mPaint1);
第五組:布爾操作
- 作用:兩個路徑Path之間的運算
- 應用場景:用簡單的圖形通過特定規則合成相對復雜的圖形。
- 詳細使用
// 方法1
boolean op (Path path, Path.Op op)
// 舉例
// 對 path1 和 path2 運行布爾運算,運算方式由第二個參數指定
// 運算結果存入到path1中。
path1.op(path2, Path.Op.DIFFERENCE);
// 方法2
boolean op (Path path1, Path path2, Path.Op op)
// 舉例
// 對 path1 和 path2 運行布爾運算,運算方式由第三個參數指定
// 運算結果存入到path3中。
path3.op(path1, path2, Path.Op.DIFFERENCE)
之間的運算方式(即Path.Op參數)例如以下
舉例:
// 為了方便觀察,平移坐標系
canvas.translate(550, 550);
// 畫兩個圓
// 圓1:圓心 = (0,0),半徑 = 100
// 圓2:圓心 = (50,0),半徑 = 100
path1.addCircle(0, 0, 100, Path.Direction.CW);
path2.addCircle(50, 0,100, Path.Direction.CW);
// 取兩個路徑的異或集
path1.op(path2, Path.Op.XOR);
// 畫出路徑
canvas.drawPath(path1, mPaint1);
4. 貝賽爾曲線
- 定義:計算曲線的數學公式
作用:計算並表示曲線
不論什麽一條曲線都能夠用貝塞爾曲線表示
詳細使用:貝塞爾曲線可通過1數據點和若幹個控制點描寫敘述
- 數據點:指路徑的起始點和終止點;
- 控制點:決定了路徑的彎曲軌跡;
- n+1階貝塞爾曲線 = 有n個控制點。
- (1階 = 一條直線,高階能夠拆解為多條低階曲線)
Canvas提供了畫二階 & 三階貝塞爾曲線的方法。以下是詳細方法:
// 繪制二階貝塞爾曲線
// (x1,y1)為控制點,(x2,y2)為終點
quadTo(float x1, float y1, float x2, float y2)
// (x1,y1)為控制點距離起點的偏移量。(x2,y2)為終點距離起點的偏移量
rQuadTo(float x1, float y1, float x2, float y2)
// 繪制三階貝塞爾曲線
// (x1,y1),(x2,y2)為控制點,(x3,y3)為終點
cubicTo(float x1, float y1, float x2, float y2, float x3, float y3)
// (x1,y1)。(x2,y2)為控制點距離起點的偏移量,(x3,y3)為終點距離起點的偏移量
rCubicTo(float x1, float y1, float x2, float y2, float x3, float y3)
此處僅僅簡單介紹貝塞爾曲線,想詳細理解能夠參考這篇文章。
5. 總結
- 通過閱讀本文。相信你已經全面了解Path類的使用;
假設希望繼續了解自己定義View的原理,請參考我寫的文章:
自己定義View基礎 - 最易懂的自己定義View原理系列(1)
自己定義View Measure過程 - 最易懂的自己定義View原理系列(2)
自己定義View Layout過程 - 最易懂的自己定義View原理系列(3)
自己定義View Draw過程- 最易懂的自己定義View原理系列(4)接下來,我將繼續對自己定義View的應用進行分析,有興趣的能夠繼續關註Carson_Ho的安卓開發筆記
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Path類的最全面具體解釋 - 自己定義View應用系列