帶你手把手講解一個復雜動效的自定義繪制

引子

自定義View是android高級UI知識體系的重要一環。也是區分中高級開發者的分水嶺。高級開發者，知識體系完善，但凡能夠語言描述出來的特效，他們總能給出解決方案。而中級開發者由于眼界受限，往往遇到復雜需求就無從下手。
一些看似復雜的特效，其實android已經為我們提供了一套解決方案，這是中級進階高級的必學知識。
本文給出完整攻略，保證一篇入魂。= =!

（順手留下GitHub鏈接，需要獲取相關面試等內容的可以自己去找）
https://github.com/xiangjiana/Android-MS

效果圖

下圖中可以看到，首先我們看到了一個心形，然后有波浪在跳動，最后綠色填滿了整個心形

乍一看

誒？心形是怎么繪制的？誒？波浪是怎么畫出來的，又是如何動起來的？誒? 文字是怎么呈現出同一時刻的兩種顏色的？

不知道是不是有人有這樣的疑惑````請繼續往下看.

效果拆解

拿到一個復雜特效，第一件事不要慌，先仔細分析一下，這個特效里面具體有哪些細節可以拆分出來。復雜的東西都是由簡單的細節 組合而成。

開始拆解

1、繪制區域是一個心形
2、波浪從最下面開始， 逐漸用綠色填充了整個心形
3、中間有文字內容“ 一條大灰狼”,并且在波浪增長的過程中，文字存在一段時間的上下兩部分 顏色不同的狀態.

本案例用到的知識點：

1、 canvas.clipPath 畫布裁剪
2、 canvas.save 畫布狀態保存
3、 canvas.restore 恢復
4、 canvas.translate 畫布平移
5、 path.rCubicTo 構建三階貝塞爾曲線(相當于上一個點位置)
6、屬性動畫 ValueAnimator / AnimatorSet

開始擼碼
第 1步：構建一個心形區域
當一個復雜圖形擺在我們面前，而且還是不規則圖形，我們首先應該想到的，就是 android.graphics.Path 類，它可以記錄復雜圖形的全部點組成的路徑。關鍵代碼：

/**
     * 構建心形
     * <p>
     * 注意，它這個是以 矩形區域中心點為基準的圖形，所以繪制的時候，必須先把坐標軸移動到 區域中心
     */
     private void initHeartPath(Path path) {
        List<PointF> pointList = new ArrayList<>();
        pointList.add(new PointF(0,Utils.dp2px(-38)));
        pointList.add(new PointF(Utils.dp2px(50),Utils.dp2px(-103)));
        pointList.add(new PointF(Utils.dp2px(112),Utils.dp2px(-61)));
        pointList.add(new PointF(Utils.dp2px(112),Utils.dp2px(-12)));
        pointList.add(new PointF(Utils.dp2px(112),Utils.dp2px(37)));
        pointList.add(new PointF(Utils.dp2px(51),Utils.dp2px(90)));
        pointList.add(new PointF(0,Utils.dp2px(129)));
        pointList.add(new PointF(Utils.dp2px(-51),Utils.dp2px(90)));
        pointList.add(new PointF(Utils.dp2px(-112),Utils.dp2px(37)));
        pointList.add(new PointF(Utils.dp2px(-112), Utils.dp2px(-12)));
        pointList.add(new PointF(Utils.dp2px(-112),Utils.dp2px(-61)));
        pointList.add(new PointF(Utils.dp2px(-50),Utils.dp2px(-103)));

        path.reset();
        for(int i =0; i <4; i++) {
            if (i ==0) {
                path.moveTo(pointList.get(i *3).x, pointList.get(i *3).y);
            } else {
                path.lineTo(pointList.get(i * 3).x, pointList.get(i *3).y);
            }

            int endPointIndex;
            if (i ==3) {
                endPointIndex = 0;
            } else {
                endPointIndex = i *3+3;
            }

            path.cubicTo(pointList.get(i *3+1).x, pointList.get(i *3+1).y,
                    pointList.get(i *3+2).x, pointList.get(i *3+2).y,
                    pointList.get(endPointIndex).x, pointList.get(endPointIndex).y);
                   //你的心形就是用貝塞爾曲線來畫的嗎
        }
        path.close();
        path.computeBounds(mHeartRect,false);
       //把path所占據的最小矩形區域，返回出去
    }

傳入一個 Path引用，然后在方法內部對 path進行各種 api調用改變其屬性. 這里需要提及一個重點：最后一行代碼 path.computeBounds(mHeartRect,false);意思是，無論什么樣的 path，它都會占據一個最小矩形區域， computeBounds方法可以獲取這個矩形區域，設置給入參 mHeartRect.

第 2步：將心形區域裁剪出來, 裁剪之后，后續的繪制都只會顯示在這個區域之內
(為了作圖方便，我們通常先把坐標軸原點移動到 繪制區域的正中央)

 @Override
  protected void onDraw(Canvas canvas) {

        int width = getWidth();
        int height = getHeight();
        canvas.translate(width / 2, height /2);
        //為了作圖方便，我們通常先把坐標軸原點移動到 繪制區域的正中央
        ...省略無關代碼

        canvas.clipPath(mMainPath);
        //裁剪心形區域
        canvas.save();
       //保存畫布狀態

        ...省略無關代碼

    }

第 3步：繪制波浪區域
這里有兩點細節

1）波浪區域分為兩塊， top和 bottom 上下兩塊
2) 整個波浪區域的長度為 心形矩形范圍寬度的 2倍 ( ?為什么是2倍?因為上面的波浪動畫，其實是整個波浪區域平移造成的視覺效果，為了讓這個動畫可以無限執行，設計兩倍寬度，當一半的寬度向右移動剛好觸及心形矩形區域的右邊框的時候，讓它還原到原始位置，這樣就能無縫銜接。)

關鍵代碼1 - 波浪path的構建

 /**
     * @param ifTop   是否是上部分; 上下部分的封口位置不一樣
     * @param r       心形的矩形區域
     * @param process 當前進度值
     */
    private void resetWavePath(boolean ifTop,RectF r,float process,Pathpath) {
        final float width = r.width();
        final float height = r.width();

        path.reset();

        if( ifTop) {
            path.moveTo(r.left - width, r.top);
        } else {
            path.moveTo(r.left - width, r.bottom);
            //下部，初始位置點在 下
       }

        float waveHeight = height /8f;//波動的最大幅度

        //找到矩形區域的左邊線中點
        path.lineTo(r.left - width,r.bottom - height * process);

        //做兩個周期的貝塞爾曲線
        for (int i =0; i < 2; i++) {
            float px1, py1, px2, py2, px3, py3;

            px1 = width /4;
            py1 = -waveHeight;

            px2 = width /4*3;
            py2 = waveHeight;

            px3 = width;
            py3 = 0;

            path.rCubicTo(px1, py1, px2, py2, px3, py3);
        }
        if (ifTop) {
            path.lineTo(r.right, r.top);
        } else {
            path.lineTo(r.right, r.bottom);
        }
        path.close();

    }

關鍵代碼2- 屬性動畫改變兩個全局變量波浪的向上增長系數以及橫向波浪動畫系數：

    AnimatorSet animatorSet;
    // 動起來
    public void startAnimator() {

        if(animatorSet == null) {
            animatorSet = new AnimatorSet();
            ValueAnimator growAnimator = ValueAnimator.ofFloat(0f, 1f);
            growAnimator.addUpdateListener(animation -> growProcess =(float) animation.getAnimatedValue());
            growAnimator.addListener(new AnimatorListenerAdapter() {
                @Override
                public void onAnimationEnd(Animator animation) {
                    animatorSet.cancel();
                }
            });
            growAnimator.setInterpolator(new DecelerateInterpolator());
            growAnimator.setDuration((long)(4000/ animatorSpeedCoefficient));

            ValueAnimator waveAnimator = ValueAnimator.ofFloat(0f,1f);
            waveAnimator.setRepeatCount(ValueAnimator.INFINITE);
            waveAnimator.setRepeatMode(ValueAnimator.RESTART);
            waveAnimator.addUpdateListener(animation -> {
                waveProcess = (float) animation.getAnimatedValue();
                invalidate();
            });
            waveAnimator.setInterpolator(new LinearInterpolator());
            waveAnimator.setDuration((long)(1000/ animatorSpeedCoefficient));

            animatorSet.playTogether(growAnimator, waveAnimator);
            animatorSet.start();
        } else {
            animatorSet.cancel();
            animatorSet.start();
        }
    }

關鍵代碼3- 利用屬性動畫改變的全局變量，構建動態效果

  @Override
   protected void onDraw(Canvas canvas) {

        int width = getWidth();
        int height = getHeight();
        canvas.translate(width /2, height /2);
        //為了作圖方便，我們通常先把坐標軸原點移動到 繪制區域的正中央
        curXOffset = waveProcess * mHeartRect.width();
       //當前X軸方向上 波浪偏移量

        canvas.clipPath(mMainPath);
        canvas.save();

        mainRect = new Rect();
        ...省略無關代碼

        // 上波浪區域
        resetWavePath(true, mHeartRect, growProcess, topWavePath);
        canvas.translate(curXOffset,0);
        canvas.clipPath(topWavePath);
        canvas.drawPath(topWavePath, mTopPaint);
        ...省略無關代碼

        //下波浪區域
        resetWavePath(false, mHeartRect, growProcess, bottomWavePath);
        canvas.restore();
        canvas.translate(curXOffset,0);
        canvas.clipPath(bottomWavePath);
        canvas.drawPath(bottomWavePath, mBottomPaint);
       ...省略無關代碼

    }

第 4步：繪制“一條大灰狼” 到心形中央，并且達成雙色效果
這里有兩個細節：

1. canvas.drawText， 就算你把paint 設置了 .setTextAlign(Paint.Align.CENTER); 它也未必會在你給的 x，y為中心 繪制。原因就不解釋了，谷歌大佬就是這么設計的。解決方法：利用 paint.getTextBounds，獲得文字的矩形區域。然后在真正 canvas.drawText，計算y的時候考慮這個矩形區域,就像下面這樣如下

   mainRect = new Rect();
   textBottomPaint.getTextBounds(text,0, text.length(), mainRect);

2. 由于之前波浪的橫向移動，坐標軸產生了平移，所以我繪制文字，要將平移的距離減去，再繪制，保證居中，且文字位置不隨著波浪的橫向移動而變化。

完整代碼如下(此步驟的關鍵代碼已經標紅)：

結語

來解答 乍一看里面提出的3個問題：

誒？心形是怎么繪制的？答：構建Path，然后 canvas.clipPath裁剪畫布，裁剪之后，所有的作圖效果就只在這個心形區域內可見

誒？波浪是怎么畫出來的，又是如何動起來的？答：波浪，或者說波浪區域，也是 Path構建，主要由一根波浪線以及三根直線組成，是一個封閉區域. 讓波浪動起來，其實就是 canvas平移操作，利用屬性動畫+雙倍寬度的波浪區域，形成無縫無限循環動畫.

誒? 文字是怎么呈現出同一時刻的兩種顏色的？答：在兩個相鄰的波浪區域，使用不一樣的顏色繪制兩次文字。視覺效果上還是一串文字，但是實際上是兩次繪制的組合效果。神奇嗎？神奇個屁，其實就是 同一位置繪制兩次文字，后面的覆蓋前面的......話粗理不粗- -!

話題延伸

要想隨心所欲地掌控自定義View，需要有完整的知識體系。

view的樹形結構概念
測量，布局，繪制流程
事件分發/滑動沖突核心原理
CanvasPaintPath繪制常用api
Bitmap位圖
屬性動畫
如果與 系統的某些View發生交互，還有可能需要你了解 系統源碼
但是要想隨心所欲地使用 自定義View，僅僅如此還不夠，還需要：良好的數學基礎

因為大部分的不規則圖形，可能都需要數學公式思想的輔助，像是:

心形path的構建
無限波浪的設計思路
后續文章將會 提到的 貝塞爾曲線的使用

都離不開多年前數學課上的時候養成的數學思維，如果數學基礎比較糟糕，做起這些特效，往往會比較困難.

（順手留下GitHub鏈接，需要獲取相關面試等內容的可以自己去找）
https://github.com/xiangjiana/Android-MS