自定义view实现水波纹效果

Posted by jjx on May 21, 2016

水波纹效果:

1.标准正余弦水波纹;
2.非标准圆形液柱水波纹;
虽说都是水波纹,但两者在实现上差异是比较大的,一个通过正余弦函数模拟水波纹效果,另外一个会运用到图像的混合模式(PorterDuffXfermode);

先看效果:

自定义View根据实际情况可以选择继承自View、TextView、ImageView或其他
这次的实现我们都选择继承view,在实现的过程中我们需要关注如下几个方法:
1.onMeasure():最先回调,用于控件的测量;
2.onSizeChanged():在onMeasure后面回调,可以拿到view的宽高等数据,在横竖屏切换时也会回调;
3.onDraw():真正的绘制部分,绘制的代码都写到这里面;

既然如此,我们先复写这三个方法,然后来实现如上两个效果;

一:标准正余弦水波纹

这种水波纹可以用具体函数模拟出具体的轨迹,所以思路基本如下:
1.确定水波函数方程
2.根据函数方程得出每一个波纹上点的坐标;
3.将水波进行平移,即将水波上的点不断的移动;
4.不断的重新绘制,生成动态水波纹;
有了上面的思路,我们一步一步进行实现:

正余弦函数方程为: y = Asin(wx+b)+h ,这个公式里:w影响周期,A影响振幅,h影响y位置,b为初相;

根据上面的方程选取自己觉得中意的波纹效果,确定对应参数的取值; 然后根据确定好的方程得出所有的方程上y的数值,并将所有y值保存在数组里:

// 将周期定为view总宽度  
mCycleFactorW = (float) (2 * Math.PI / mTotalWidth);  
  
// 根据view总宽度得出所有对应的y值  
for (int i = 0; i < mTotalWidth; i++) {  
    mYPositions[i] = (float) (STRETCH_FACTOR_A * Math.sin(mCycleFactorW * i) + OFFSET_Y);  
}  

根据得出的所有y值,则可以在onDraw中通过如下代码绘制两条静态波纹:

for (int i = 0; i < mTotalWidth; i++) {  
  
      // 减400只是为了控制波纹绘制的y的在屏幕的位置,大家可以改成一个变量,然后动态改变这个变量,从而形成波纹上升下降效果  
      // 绘制第一条水波纹  
      canvas.drawLine(i, mTotalHeight - mResetOneYPositions[i] - 400, i,  
              mTotalHeight,  
              mWavePaint);  
  
      // 绘制第二条水波纹  
      canvas.drawLine(i, mTotalHeight - mResetTwoYPositions[i] - 400, i,  
              mTotalHeight,  
              mWavePaint);  
  }  

这种方式类似于数学里面的细分法,一条波纹,如果横向以一个像素点为单位进行细分,则形成view总宽度条直线,并且每条直线的起点和终点我们都能知道,在此基础上我们只需要循环绘制出所有细分出来的直线(直线都是纵向的),则形成了一条静态的水波纹;

接下来我们让水波纹动起来,之前用了一个数组保存了所有的y值点,有两条水波纹,再利用两个同样大小的数组来保存两条波纹的y值数据,并不断的去改变这两个数组中的数据:

 private void resetPositonY() {  
    // mXOneOffset代表当前第一条水波纹要移动的距离  
    int yOneInterval = mYPositions.length - mXOneOffset;  
    // 使用System.arraycopy方式重新填充第一条波纹的数据  
    System.arraycopy(mYPositions, mXOneOffset, mResetOneYPositions, 0, yOneInterval);  
    System.arraycopy(mYPositions, 0, mResetOneYPositions, yOneInterval, mXOneOffset);  
  
    int yTwoInterval = mYPositions.length - mXTwoOffset;  
    System.arraycopy(mYPositions, mXTwoOffset, mResetTwoYPositions, 0,  
            yTwoInterval);  
    System.arraycopy(mYPositions, 0, mResetTwoYPositions, yTwoInterval, mXTwoOffset);  
}  

如此下来只要不断的改变这两个数组的数据,然后不断刷新,即可生成动态水波纹了;
刷新可以调用invalidate()或postInvalidate(),区别在于后者可以在子线程中更新UI

整体代码如下:


package com.csdn.csdnblog2.ui;

import com.csdn.csdnblog2.utils.UiUtils;

import android.content.Context;
import android.graphics.Canvas;
import android.graphics.DrawFilter;
import android.graphics.Paint;
import android.graphics.Paint.Style;
import android.graphics.PaintFlagsDrawFilter;
import android.util.AttributeSet;
import android.view.View;

public class DynamicWave extends View {

    // 波纹颜色
    private static final int WAVE_PAINT_COLOR = 0x880000aa;
    // y = Asin(wx+b)+h
    private static final float STRETCH_FACTOR_A = 20;
    private static final int OFFSET_Y = 0;
    // 第一条水波移动速度
    private static final int TRANSLATE_X_SPEED_ONE = 7;
    // 第二条水波移动速度
    private static final int TRANSLATE_X_SPEED_TWO = 5;
    private float mCycleFactorW;

    private int mTotalWidth, mTotalHeight;
    private float[] mYPositions;
    private float[] mResetOneYPositions;
    private float[] mResetTwoYPositions;
    private int mXOffsetSpeedOne;
    private int mXOffsetSpeedTwo;
    private int mXOneOffset;
    private int mXTwoOffset;

    private Paint mWavePaint;
    private DrawFilter mDrawFilter;

    public DynamicWave(Context context, AttributeSet attrs) {
        super(context, attrs);
        // 将dp转化为px,用于控制不同分辨率上移动速度基本一致
        mXOffsetSpeedOne = UiUtils.dipToPx(context, TRANSLATE_X_SPEED_ONE);
        mXOffsetSpeedTwo = UiUtils.dipToPx(context, TRANSLATE_X_SPEED_TWO);

        // 初始绘制波纹的画笔
        mWavePaint = new Paint();
        // 去除画笔锯齿
        mWavePaint.setAntiAlias(true);
        // 设置风格为实线
        mWavePaint.setStyle(Style.FILL);
        // 设置画笔颜色
        mWavePaint.setColor(WAVE_PAINT_COLOR);
        mDrawFilter = new PaintFlagsDrawFilter(0, Paint.ANTI_ALIAS_FLAG | Paint.FILTER_BITMAP_FLAG);
    }

    @Override
    protected void onDraw(Canvas canvas) {
        super.onDraw(canvas);
        // 从canvas层面去除绘制时锯齿
        canvas.setDrawFilter(mDrawFilter);
        resetPositonY();
        for (int i = 0; i < mTotalWidth; i++) {

            // 减400只是为了控制波纹绘制的y的在屏幕的位置,大家可以改成一个变量,然后动态改变这个变量,从而形成波纹上升下降效果
            // 绘制第一条水波纹
            canvas.drawLine(i, mTotalHeight - mResetOneYPositions[i] - 400, i,
                    mTotalHeight,
                    mWavePaint);

            // 绘制第二条水波纹
            canvas.drawLine(i, mTotalHeight - mResetTwoYPositions[i] - 400, i,
                    mTotalHeight,
                    mWavePaint);
        }

        // 改变两条波纹的移动点
        mXOneOffset += mXOffsetSpeedOne;
        mXTwoOffset += mXOffsetSpeedTwo;

        // 如果已经移动到结尾处,则重头记录
        if (mXOneOffset >= mTotalWidth) {
            mXOneOffset = 0;
        }
        if (mXTwoOffset > mTotalWidth) {
            mXTwoOffset = 0;
        }

        // 引发view重绘,一般可以考虑延迟20-30ms重绘,空出时间片
        postInvalidate();
    }

    private void resetPositonY() {
        // mXOneOffset代表当前第一条水波纹要移动的距离
        int yOneInterval = mYPositions.length - mXOneOffset;
        // 使用System.arraycopy方式重新填充第一条波纹的数据
        System.arraycopy(mYPositions, mXOneOffset, mResetOneYPositions, 0, yOneInterval);
        System.arraycopy(mYPositions, 0, mResetOneYPositions, yOneInterval, mXOneOffset);

        int yTwoInterval = mYPositions.length - mXTwoOffset;
        System.arraycopy(mYPositions, mXTwoOffset, mResetTwoYPositions, 0,
                yTwoInterval);
        System.arraycopy(mYPositions, 0, mResetTwoYPositions, yTwoInterval, mXTwoOffset);
    }

    @Override
    protected void onSizeChanged(int w, int h, int oldw, int oldh) {
        super.onSizeChanged(w, h, oldw, oldh);
        // 记录下view的宽高
        mTotalWidth = w;
        mTotalHeight = h;
        // 用于保存原始波纹的y值
        mYPositions = new float[mTotalWidth];
        // 用于保存波纹一的y值
        mResetOneYPositions = new float[mTotalWidth];
        // 用于保存波纹二的y值
        mResetTwoYPositions = new float[mTotalWidth];

        // 将周期定为view总宽度
        mCycleFactorW = (float) (2 * Math.PI / mTotalWidth);

        // 根据view总宽度得出所有对应的y值
        for (int i = 0; i < mTotalWidth; i++) {
            mYPositions[i] = (float) (STRETCH_FACTOR_A * Math.sin(mCycleFactorW * i) + OFFSET_Y);
        }
    }

}

二:非标准圆形液柱水波纹

前面的波形使用函数模拟,这个我们换种方式,采用图进行实现,先用PS整张不像波纹的波纹图;

为了衔接紧密,首尾都比较平,并高度一致;
思路:
1.使用一个圆形图作为遮罩过滤波形图;
2.平移波纹图,即不断改变绘制的波纹图的区域,即srcRect;
3.当一个周期绘制完,则从波纹图的最前面重新计算;

首先初始化bitmap:

private void initBitmap() {  
        mSrcBitmap = ((BitmapDrawable) getResources().getDrawable(R.drawable.wave_2000))  
                .getBitmap();  
        mMaskBitmap = ((BitmapDrawable) getResources().getDrawable(  
                R.drawable.circle_500))  
                .getBitmap();  
    }  

使用drawable获取的方式,全局只会生成一份,并且系统会进行管理,而BitmapFactory.decode()出来的则decode多少次生成多少张,务必自己进行recycle;

然后绘制波浪和遮罩图,绘制时设置对应的混合模式:

/*  
 * 将绘制操作保存到新的图层  
 */  
int sc = canvas.saveLayer(0, 0, mTotalWidth, mTotalHeight, null, Canvas.ALL_SAVE_FLAG);  
  
// 设定要绘制的波纹部分  
mSrcRect.set(mCurrentPosition, 0, mCurrentPosition + mCenterX, mTotalHeight);  
// 绘制波纹部分  
canvas.drawBitmap(mSrcBitmap, mSrcRect, mDestRect, mBitmapPaint);  
  
// 设置图像的混合模式  
mBitmapPaint.setXfermode(mPorterDuffXfermode);  
// 绘制遮罩圆  
canvas.drawBitmap(mMaskBitmap, mMaskSrcRect, mMaskDestRect,  
        mBitmapPaint);  
mBitmapPaint.setXfermode(null);  
canvas.restoreToCount(sc);  

为了形成动态的波浪效果,单开一个线程动态更新要绘制的波浪的位置:

new Thread() {  
    public void run() {  
        while (true) {  
            // 不断改变绘制的波浪的位置  
            mCurrentPosition += mSpeed;  
            if (mCurrentPosition >= mSrcBitmap.getWidth()) {  
                mCurrentPosition = 0;  
            }  
            try {  
                // 为了保证效果的同时,尽可能将cpu空出来,供其他部分使用  
                Thread.sleep(30);  
            } catch (InterruptedException e) {  
            }  
  
            postInvalidate();  
        }  
  
    };  
}.start();  

全部代码如下


package com.csdn.csdnblog2.ui;

import android.content.Context;
import android.graphics.Bitmap;
import android.graphics.Canvas;
import android.graphics.Color;
import android.graphics.Paint;
import android.graphics.PaintFlagsDrawFilter;
import android.graphics.PorterDuff;
import android.graphics.PorterDuffXfermode;
import android.graphics.Rect;
import android.graphics.drawable.BitmapDrawable;
import android.util.AttributeSet;
import android.view.View;

import com.csdn.csdnblog2.R;
import com.csdn.csdnblog2.utils.UiUtils;

/**
 * @author tianjian
 * @created 2015/2/2
 */
public class PorterDuffXfermodeView extends View {

    private static final int WAVE_TRANS_SPEED = 4;

    private Paint mBitmapPaint, mPicPaint;
    private int mTotalWidth, mTotalHeight;
    private int mCenterX, mCenterY;
    private int mSpeed;

    private Bitmap mSrcBitmap;
    private Rect mSrcRect, mDestRect;

    private PorterDuffXfermode mPorterDuffXfermode;
    private Bitmap mMaskBitmap;
    private Rect mMaskSrcRect, mMaskDestRect;
    private PaintFlagsDrawFilter mDrawFilter;

    private int mCurrentPosition;

    public PorterDuffXfermodeView(Context context, AttributeSet attrs) {
        super(context, attrs);
        initPaint();
        initBitmap();
        mPorterDuffXfermode = new PorterDuffXfermode(PorterDuff.Mode.DST_IN);
        mSpeed = UiUtils.dipToPx(getContext(), WAVE_TRANS_SPEED);
        mDrawFilter = new PaintFlagsDrawFilter(Paint.ANTI_ALIAS_FLAG, Paint.DITHER_FLAG);
        new Thread() {
            public void run() {
                while (true) {
                    // 不断改变绘制的波浪的位置
                    mCurrentPosition += mSpeed;
                    if (mCurrentPosition >= mSrcBitmap.getWidth()) {
                        mCurrentPosition = 0;
                    }
                    try {
                        // 为了保证效果的同时,尽可能将cpu空出来,供其他部分使用
                        Thread.sleep(30);
                    } catch (InterruptedException e) {
                    }

                    postInvalidate();
                }

            };
        }.start();
    }

    @Override
    protected void onDraw(Canvas canvas) {
        super.onDraw(canvas);

        // 从canvas层面去除锯齿
        canvas.setDrawFilter(mDrawFilter);
        canvas.drawColor(Color.TRANSPARENT);

        /*
         * 将绘制操作保存到新的图层
         */
        int sc = canvas.saveLayer(0, 0, mTotalWidth, mTotalHeight, null, Canvas.ALL_SAVE_FLAG);

        // 设定要绘制的波纹部分
        mSrcRect.set(mCurrentPosition, 0, mCurrentPosition + mCenterX, mTotalHeight);
        // 绘制波纹部分
        canvas.drawBitmap(mSrcBitmap, mSrcRect, mDestRect, mBitmapPaint);

        // 设置图像的混合模式
        mBitmapPaint.setXfermode(mPorterDuffXfermode);
        // 绘制遮罩圆
        canvas.drawBitmap(mMaskBitmap, mMaskSrcRect, mMaskDestRect,
                mBitmapPaint);
        mBitmapPaint.setXfermode(null);
        canvas.restoreToCount(sc);
    }

    // 初始化bitmap
    private void initBitmap() {
        mSrcBitmap = ((BitmapDrawable) getResources().getDrawable(R.drawable.wave_2000))
                .getBitmap();
        mMaskBitmap = ((BitmapDrawable) getResources().getDrawable(
                R.drawable.circle_500))
                .getBitmap();
    }

    // 初始化画笔paint
    private void initPaint() {

        mBitmapPaint = new Paint();
        // 防抖动
        mBitmapPaint.setDither(true);
        // 开启图像过滤
        mBitmapPaint.setFilterBitmap(true);

        mPicPaint = new Paint(Paint.ANTI_ALIAS_FLAG);
        mPicPaint.setDither(true);
        mPicPaint.setColor(Color.RED);
    }

    @Override
    protected void onSizeChanged(int w, int h, int oldw, int oldh) {
        super.onSizeChanged(w, h, oldw, oldh);
        mTotalWidth = w;
        mTotalHeight = h;
        mCenterX = mTotalWidth / 2;
        mCenterY = mTotalHeight / 2;

        mSrcRect = new Rect();
        mDestRect = new Rect(0, 0, mTotalWidth, mTotalHeight);

        int maskWidth = mMaskBitmap.getWidth();
        int maskHeight = mMaskBitmap.getHeight();
        mMaskSrcRect = new Rect(0, 0, maskWidth, maskHeight);
        mMaskDestRect = new Rect(0, 0, mTotalWidth, mTotalHeight);
    }

}

一些知识点

  • canvas.saveLayer

参考链接 Android中的canvas介绍 - linghu_java的专栏 - 博客频道 - CSDN.NET

  • android中Canvas使用drawBitmap绘制图片

参考链接 android中Canvas使用drawBitmap绘制图片 - longyi_java的专栏 - 博客频道 - CSDN.NET

  • canvas.setXfermode属性

参考链接:setXfermode属性 - xSTARx - ITeye技术网站

源代码

源代码

参考链接

自定义view实现水波纹效果 - Ajian_studio - 博客频道 - CSDN.NET