自定义View进阶篇《五》——Path之基本操作

一、Path常用方法表

为了兼容性(偷懒) 本表格中去除了部分API21(即安卓版本5.0)以上才添加的方法。


二、Path详解

请关闭硬件加速,以免引起不必要的问题!
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在AndroidMenifest文件中application节点下添上 android:hardwareAccelerated=”false”以关闭整个应用的硬件加速。

Path作用

本次特地开了一篇详细讲解Path,为什么要单独摘出来呢,这是因为Path在2D绘图中是一个很重要的东西。

在前面我们讲解的所有绘制都是简单图形(如 矩形 圆 圆弧等),而对于那些复杂一点的图形则没法去绘制(如绘制一个心形 正多边形 五角星等),而使用Path不仅能够绘制简单图形,也可以绘制这些比较复杂的图形。另外,根据路径绘制文本和剪裁画布都会用到Path。

Path含义

Path封装了由直线和曲线(二次,三次贝塞尔曲线)构成的几何路径。你能用Canvas中的drawPath来把这条路径画出来(同样支持Paint的不同绘制模式),也可以用于剪裁画布和根据路径绘制文字。我们有时会用Path来描述一个图像的轮廓,所以也会称为轮廓线(轮廓线仅是Path的一种使用方法,两者并不等价)
另外路径有开放和封闭的区别。


Path使用方法详解

第1组: moveTo、 setLastPoint、 lineTo 和 close
由于Path的有些知识点无法单独来讲,所以本次采取了一次讲一组方法。

按照惯例,先创建画笔:

Paint mPaint = new Paint();             // 创建画笔
mPaint.setColor(Color.BLACK);           // 画笔颜色 - 黑色
mPaint.setStyle(Paint.Style.STROKE);    // 填充模式 - 描边
mPaint.setStrokeWidth(10);              // 边框宽度 - 10

lineTo:

方法预览:

public void lineTo (float x, float y)

首先讲解的的LineTo,为啥先讲解这个呢?

是因为moveTo、 setLastPoint、 close都无法直接看到效果,借助有具现化效果的lineTo才能让这些方法现出原形。

lineTo很简单,只有一个方法,作用也很容易理解,line嘛,顾名思义就是一条线。

俗话(数学书上)说,两点确定一条直线,但是看参数明显只给了一个点的坐标吧(这不按常理出牌啊)。

再仔细一看,这个lineTo除了line外还有一个to呢,to翻译过来就是“至”,到某个地方的意思,lineTo难道是指从某个点到参数坐标点之间连一条线?

没错,你猜对了,但是这某个点又是哪里呢?

前面我们提到过Path可以用来描述一个图像的轮廓,图像的轮廓通常都是用一条线构成的,所以这里的某个点就是上次操作结束的点,如果没有进行过操作则默认点为坐标原点。

那么我们就来试一下:

canvas.translate(mWidth / 2, mHeight / 2);  // 移动坐标系到屏幕中心(宽高数据在onSizeChanged中获取)

Path path = new Path();                     // 创建Path

path.lineTo(200, 200);                      // lineTo
path.lineTo(200,0);

canvas.drawPath(path, mPaint);              // 绘制Path

在示例中我们调用了两次lineTo,第一次由于之前没有过操作,所以默认点就是坐标原点O,结果就是坐标原点O到A(200,200)之间连直线(用蓝色圈1标注)。

第二次lineTo的时候,由于上次的结束位置是A(200,200),所以就是A(200,200)到B(200,0)之间的连线(用蓝色圈2标注)。

moveTo 和 setLastPoint:

方法预览:

// moveTo
public void moveTo (float x, float y)

// setLastPoint
public void setLastPoint (float dx, float dy)

这两个方法虽然在作用上有相似之处,但实际上却是完全不同的两个东东,具体参照下表:



废话不多说,直接上代码:

canvas.translate(mWidth / 2, mHeight / 2);  // 移动坐标系到屏幕中心

Path path = new Path();                     // 创建Path

path.lineTo(200, 200);                      // lineTo

path.moveTo(200,100);                       // moveTo

path.lineTo(200,0);                         // lineTo

canvas.drawPath(path, mPaint);              // 绘制Path

这个和上面演示lineTo的方法类似,只不过在两个lineTo之间添加了一个moveTo。
moveTo只改变下次操作的起点,在执行完第一次LineTo的时候,本来的默认点位置是A(200,200),但是moveTo将其改变成为了C(200,100),所以在第二次调用lineTo的时候就是连接C(200,100) 到 B(200,0) 之间的直线(用蓝色圈2标注)。
下面是setLastPoint的示例:

canvas.translate(mWidth / 2, mHeight / 2);  // 移动坐标系到屏幕中心

Path path = new Path();                     // 创建Path

path.lineTo(200, 200);                      // lineTo

path.setLastPoint(200,100);                 // setLastPoint

path.lineTo(200,0);                         // lineTo

canvas.drawPath(path, mPaint);              // 绘制Path

setLastPoint是重置上一次操作的最后一个点,在执行完第一次的lineTo的时候,最后一个点是A(200,200),而setLastPoint更改最后一个点为C(200,100),所以在实际执行的时候,第一次的lineTo就不是从原点O到A(200,200)的连线了,而变成了从原点O到C(200,100)之间的连线了。

在执行完第一次lineTo和setLastPoint后,最后一个点的位置是C(200,100),所以在第二次调用lineTo的时候就是C(200,100) 到 B(200,0) 之间的连线(用蓝色圈2标注)。

close

方法预览:

public void close ()

close方法用于连接当前最后一个点和最初的一个点(如果两个点不重合的话),最终形成一个封闭的图形。

canvas.translate(mWidth / 2, mHeight / 2);  // 移动坐标系到屏幕中心

Path path = new Path();                     // 创建Path

path.lineTo(200, 200);                      // lineTo

path.lineTo(200,0);                         // lineTo

path.close();                               // close

canvas.drawPath(path, mPaint);              // 绘制Path

很明显,两个lineTo分别代表第1和第2条线,而close在此处的作用就算连接了B(200,0)点和原点O之间的第3条线,使之形成一个封闭的图形。
注意:close的作用是封闭路径,与连接当前最后一个点和第一个点并不等价。如果连接了最后一个点和第一个点仍然无法形成封闭图形,则close什么 也不做。

第2组: addXxx与arcTo

这次内容主要是在Path中添加基本图形,重点区分addArc与arcTo。

第一类(基本形状)

方法预览:

// 第一类(基本形状)

// 圆形
public void addCircle (float x, float y, float radius, Path.Direction dir)
// 椭圆
public void addOval (RectF oval, Path.Direction dir)
// 矩形
public void addRect (float left, float top, float right, float bottom, Path.Direction dir)
public void addRect (RectF rect, Path.Direction dir)
// 圆角矩形
public void addRoundRect (RectF rect, float[] radii, Path.Direction dir)
public void addRoundRect (RectF rect, float rx, float ry, Path.Direction dir)

仔细观察一下第一类是方法,无一例外,在最后都有一个 Path.Direction,这是一个什么神奇的东东?
Direction的意思是 方向,趋势。 点进去看一下会发现Direction是一个枚举(Enum)类型,里面只有两个枚举常量,如下:



先偷偷剧透一下这个顺时针和逆时针的作用。



这个先剧透这么多,至于对闭合顺序有啥影响,图形的渲染等问题等请慢慢看下去

咱们先研究确定闭合顺序的问题,添加一个矩形试试看:

canvas.translate(mWidth / 2, mHeight / 2);  // 移动坐标系到屏幕中心

Path path = new Path();

path.addRect(-200,-200,200,200, Path.Direction.CW);

canvas.drawPath(path,mPaint);

将上面代码的CW改为CCW再运行一次。接下来就是见证奇迹的时刻,两次运行结果一模一样,有木有很神奇!(神奇个毛啊??????????)
其实啊,这个东东是自带隐身技能的,想要让它现出原形,就要用到咱们刚刚学到的setLastPoint(重置当前最后一个点的位置)。

canvas.translate(mWidth / 2, mHeight / 2);  // 移动坐标系到屏幕中心

Path path = new Path();

path.addRect(-200,-200,200,200, Path.Direction.CW);

path.setLastPoint(-300,300);                // <-- 重置最后一个点的位置

canvas.drawPath(path,mPaint);

可以明显看到,图形发生了奇怪的变化。为何会如此呢?

我们先分析一下,绘制一个矩形(仅绘制边线),实际上只需要进行四次lineTo操作就行了,也就是说,只需要知道4个点的坐标,然后使用moveTo到第一个点,之后依次lineTo就行了(从上面的测试可以看出,在实际绘制中也确实是这么干的)。

可是为什么要这么做呢?确定一个矩形最少需要两个点(对角线的两个点),根据这两个点的坐标直接算出四条边然后画出来不就行了,干嘛还要先计算出四个点坐标,之后再连直线呢?

这个就要涉及一些path的存储问题了,前面在path中的定义中说过,Path是封装了由直线和曲线(二次,三次贝塞尔曲线)构成的几何路径。其中曲线部分用的是贝塞尔曲线,稍后再讲。 然而除了曲线部分就只剩下直线了,对于直线的存储最简单的就是记录坐标点,然后直接连接各个点就行了。虽然记录矩形只需要两个点,但是如果只用两个点来记录一个矩形的话,就要额外增加一个标志位来记录这是一个矩形,显然对于存储和解析都是很不划算的事情,将矩形转换为直线,为的就是存储记录方便。

扯了这么多,该回归正题了,就是我们的顺时针和逆时针在这里是干啥的?

图形在实际记录中就是记录各个的点,对于一个图形来说肯定有多个点,既然有这么多的点,肯定就需要一个先后顺序,这里顺时针和逆时针就是用来确定记录这些点的顺序的。

对于上面这个矩形来说,我们采用的是顺时针(CW),所以记录的点的顺序就是 A -> B -> C -> D. 最后一个点就是D,我们这里使用setLastPoint改变最后一个点的位置实际上是改变了D的位置。

理解了上面的原理之后,设想如果我们将顺时针改为逆时针(CCW),则记录点的顺序应该就是 A -> D -> C -> B, 再使用setLastPoint则改变的是B的位置,我们试试看结果和我们的猜想是否一致:

canvas.translate(mWidth / 2, mHeight / 2);  // 移动坐标系到屏幕中心

Path path = new Path();

path.addRect(-200,-200,200,200, Path.Direction.CCW);

path.setLastPoint(-300,300);                // <-- 重置最后一个点的位置

canvas.drawPath(path,mPaint);

通过验证发现,发现结果和我们猜想的一样,但是还有一个潜藏的问题不晓得大家可否注意到。我们用两个点的坐标确定了一个矩形,矩形起始点(A)就是我们指定的第一个点的坐标。

需要注意的是,交换坐标点的顺序可能就会影响到某些绘制内容哦,例如上面的例子,你可以尝试交换两个坐标点,或者指定另外两个点来作为参数,虽然指定的是同一个矩形,但实际绘制出来是不同的哦。
参数中点的顺序很重要!
参数中点的顺序很重要!
参数中点的顺序很重要!

重要的话说三遍,本次是用矩形作为例子的,其他的几个图形基本上都包含了曲线,详情参见后续的贝塞尔曲线部分。

重要的话说三遍,本次是用矩形作为例子的,其他的几个图形基本上都包含了曲线,详情参见后续的贝塞尔曲线部分。

第二类(Path)

方法预览:

// 第二类(Path)
// path
public void addPath (Path src)
public void addPath (Path src, float dx, float dy)
public void addPath (Path src, Matrix matrix)

这个相对比较简单,也很容易理解,就是将两个Path合并成为一个。

第三个方法是将src添加到当前path之前先使用Matrix进行变换。

第二个方法比第一个方法多出来的两个参数是将src进行了位移之后再添加进当前path中。
示例:

canvas.translate(mWidth / 2, mHeight / 2);  // 移动坐标系到屏幕中心
canvas.scale(1,-1);                         // <-- 注意 翻转y坐标轴

Path path = new Path();
Path src = new Path();

path.addRect(-200,-200,200,200, Path.Direction.CW);
src.addCircle(0,0,100, Path.Direction.CW);

path.addPath(src,0,200);

mPaint.setColor(Color.BLACK);           // 绘制合并后的路径
canvas.drawPath(path,mPaint);

首先我们新建地方两个Path(矩形和圆形)中心都是坐标原点,我们在将包含圆形的path添加到包含矩形的path之前将其进行移动了一段距离,最终绘制出来的效果就如上面所示。

第三类(addArc与arcTo)

方法预览:

// 第三类(addArc与arcTo)

// addArc
public void addArc (RectF oval, float startAngle, float sweepAngle)
// arcTo
public void arcTo (RectF oval, float startAngle, float sweepAngle)
public void arcTo (RectF oval, float startAngle, float sweepAngle, boolean forceMoveTo)

参数表:


PS: sweepAngle取值范围是 [-360, 360),不包括360,当 >= 360 或者 < -360 时将不会绘制任何内容, 对于360,你可以用一个接近的值替代,例如: 359.99。

从名字就可以看出,这两个方法都是与圆弧相关的,作用都是添加一个圆弧到path中,但既然存在两个方法,两者之间肯定是有区别的:



可以看到addArc有1个方法(实际上是两个的,但另一个重载方法是API21添加的), 而arcTo有2个方法,其中一个最后多了一个布尔类型的变量forceMoveTo。

forceMoveTo是什么作用呢?

这个变量意思为“是否强制使用moveTo”,也就是说,是否使用moveTo将变量移动到圆弧的起点位移,也就意味着:



示例(addArc):

canvas.translate(mWidth / 2, mHeight / 2);  // 移动坐标系到屏幕中心
canvas.scale(1,-1);                         // <-- 注意 翻转y坐标轴

Path path = new Path();
path.lineTo(100,100);

RectF oval = new RectF(0,0,300,300);

path.addArc(oval,0,270);
// path.arcTo(oval,0,270,true);             // <-- 和上面一句作用等价

canvas.drawPath(path,mPaint);

示例(arcTo):

canvas.translate(mWidth / 2, mHeight / 2);  // 移动坐标系到屏幕中心
canvas.scale(1,-1);                         // <-- 注意 翻转y坐标轴

Path path = new Path();
path.lineTo(100,100);

RectF oval = new RectF(0,0,300,300);

path.arcTo(oval,0,270);
// path.arcTo(oval,0,270,false);             // <-- 和上面一句作用等价

canvas.drawPath(path,mPaint);

第3组:isEmpty、 isRect、isConvex、 set 和 offset

这一组比较简单,稍微说一下就可以了。

isEmpty

方法预览:

public boolean isEmpty ()

判断path中是否包含内容。

Path path = new Path();
Log.e("1",path.isEmpty()+"");

path.lineTo(100,100);
Log.e("2",path.isEmpty()+"");

log输出结果:

com.sloop.canvas E/1: true
com.sloop.canvas E/2: false

isRect

方法预览:

public boolean isRect (RectF rect)

判断path是否是一个矩形,如果是一个矩形的话,会将矩形的信息存放进参数rect中。

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);
Log.e("Rect","isRect:"+b+"| left:"+rect.left+"| top:"+rect.top+"| right:"+rect.right+"| bottom:"+rect.bottom);

log 输出结果:

com.sloop.canvas E/Rect: isRect:true| left:0.0| top:0.0| right:400.0| bottom:400.0

set

方法预览:

public void set (Path src)

将新的path赋值到现有path。

canvas.translate(mWidth / 2, mHeight / 2);  // 移动坐标系到屏幕中心
canvas.scale(1,-1);                         // <-- 注意 翻转y坐标轴

Path path = new Path();                     // path添加一个矩形
path.addRect(-200,-200,200,200, Path.Direction.CW);

Path src = new Path();                      // src添加一个圆
src.addCircle(0,0,100, Path.Direction.CW);

path.set(src);                              // 大致相当于 path = src;

canvas.drawPath(path,mPaint);

offset

方法预览:

public void offset (float dx, float dy)
public void offset (float dx, float dy, Path dst)

这个的作用也很简单,就是对path进行一段平移,它和Canvas中的translate作用很像,但Canvas作用于整个画布,而path的offset只作用于当前path。
但是第二个方法最后怎么会有一个path作为参数?

其实第二个方法中最后的参数das是存储平移后的path的。


canvas.translate(mWidth / 2, mHeight / 2);  // 移动坐标系到屏幕中心
canvas.scale(1,-1);                         // <-- 注意 翻转y坐标轴

Path path = new Path();                     // path中添加一个圆形(圆心在坐标原点)
path.addCircle(0,0,100, Path.Direction.CW);

Path dst = new Path();                      // dst中添加一个矩形
dst.addRect(-200,-200,200,200, Path.Direction.CW);

path.offset(300,0,dst);                     // 平移

canvas.drawPath(path,mPaint);               // 绘制path

mPaint.setColor(Color.BLUE);                // 更改画笔颜色

canvas.drawPath(dst,mPaint);                // 绘制dst

从运行效果图可以看出,虽然我们在dst中添加了一个矩形,但是并没有表现出来,所以,当dst中存在内容时,dst中原有的内容会被清空,而存放平移后的path。

三、总结

本想一篇把path写完,但是万万没想到居然扯了这么多。本篇中讲解的是直线部分和一些常用方法,下一篇将着重讲解贝塞尔曲线和自相交图形渲染等相关问题,敬请期待哦。

学完本篇之后又解锁了新的境界,可以看看这位大神的文章 Android雷达图(蜘蛛网图)绘制

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