安卓画笔笔锋的实现探索（二）
2017-10-18 本文已影响703人
仕明同学
- 本篇文章已授权微信公众号 guolin_blog （郭霖）独家发布
1、下图的效果的实现看这篇文章：http://www.jianshu.com/p/6746d68ef2c3
微信图片_20171018135736.jpg
2、水彩笔效果一
//不设置
paint.setXfermode(new PorterDuffXfermode(PorterDuff.Mode.DST_IN));
//使用原图的资源文件为
mOriginBitmap = BitmapFactory.decodeResource( mContext.getResources(), R.mipmap.brush);
微信图片_20171018135732.jpg
3、水彩笔效果二，使用原图的资源文件为R.mipmap.cicrle
微信图片_20171018135726.jpg
4、水彩笔效果三，使用原图的资源文件为R.mipmap.tranglie
微信图片_20171018135715.jpg
5、设置paint.setXfermode(new PorterDuffXfermode(PorterDuff.Mode.DST_IN));的效果
微信图片_20171018143623.jpg
如何实现的细节在上篇文章有很仔细的说明，可先看上篇文章
image.png
1.代码上我抽取了一个基类，主要是方便后面的扩展
/**
* @author shiming
* @version v1.0 create at 2017/10/17
* @des 处理draw和touch事件的基类
*/
public abstract class BasePen {
/**
* 绘制
*
* @param canvas
*/
public abstract void draw(Canvas canvas);
/**
* 接受并处理onTouchEvent
*
* @param event
* @return
*/
public boolean onTouchEvent(MotionEvent event,Canvas canvas){
return false;
}
}
2、关于BasePenExtend集成BasePen
draw方法的抽取，和上篇文章一样，当接触到的点很少的时候，不用去绘制，由于在实现水彩笔的时候，使用一只笔的时候会导致整个画布的笔的透明度发生改变，所以提供了一个抽象的方法让子类去实现，SteelPen和BrushPen中唯一在draw的差别就是多了一只paint。
@Override
public void draw(Canvas canvas) {
mPaint.setStyle(Paint.Style.FILL);
//点的集合少 不去绘制
if (mHWPointList == null || mHWPointList.size() < 1)
return;
//当控制点的集合很少的时候，需要画个小圆，但是需要算法
if (mHWPointList.size() < 2) {
ControllerPoint point = mHWPointList.get(0);
//由于此问题在算法上还没有实现，所以暂时不给他画圆圈
//canvas.drawCircle(point.x, point.y, point.width, mPaint);
} else {
mCurPoint = mHWPointList.get(0);
drawNeetToDo(canvas);
}
}
/**
* 这里由于在设置笔的透明度，会导致整个线，或者说整个画布的的颜透明度随着整个笔的透明度而变化，
* 所以在这里考虑是不是说，绘制毛笔的时候，每次都给它new 一个paint ，但是这里我还没有找到更好的办法
*
* @param canvas
*/
// TODO: 2017/10/17 这个问题 待解决
protected abstract void drawNeetToDo(Canvas canvas);
onTouchEvent事件在NewDrawPenView调用，这里实现就可以了，注意这个问题就行，event会被下一次事件重用，这里必须生成新的，否则会有问题
@Override
public boolean onTouchEvent(MotionEvent event,Canvas canvas) {
// event会被下一次事件重用，这里必须生成新的，否则会有问题
MotionEvent event2 = MotionEvent.obtain(event);
switch (event.getActionMasked()) {
case MotionEvent.ACTION_DOWN:
onDown(createMotionElement(event2));
return true;
case MotionEvent.ACTION_MOVE:
onMove(createMotionElement(event2));
return true;
case MotionEvent.ACTION_UP:
onUp(createMotionElement(event2),canvas);
return true;
default:
break;
}
return super.onTouchEvent(event,canvas);
}
onDown事件的实现，由于在自定义View中，MotionEvent.ACTION_DOWN:事件的触发要比onDraw早，当实现水彩笔的时候，我在想每次能不能使用一只新的笔，那么改变笔的透明度的时候，画布其他上上的笔画的就不会发生改变，所以暴露了一个方法，让子类去实现，不从写的话，这个笔就会为null！
/**
* 按下的事件
* @param mElement
*/
public void onDown(MotionElement mElement){
if (mPaint==null){
throw new NullPointerException("paint 笔不可能为null哦");
}
if (getNewPaint(mPaint)!=null){
Paint paint=getNewPaint(mPaint);
mPaint=paint;
//当然了，不要因为担心内存泄漏，在每个变量使用完成后都添加xxx=null，
// 对于消除过期引用的最好方法，就是让包含该引用的变量结束生命周期，而不是显示的清空
paint=null;
System.out.println("shiming 当绘制的时候是否为新的paint"+mPaint+"原来的对象是否销毁了paint=="+paint);
}
mPointList.clear();
//如果在brush字体这里接受到down的事件，把下面的这个集合清空的话，那么绘制的内容会发生改变
//不清空的话，也不可能
mHWPointList.clear();
//记录down的控制点的信息
ControllerPoint curPoint = new ControllerPoint(mElement.x, mElement.y);
//如果用笔画的画我的屏幕，记录他宽度的和压力值的乘，但是哇，
if (mElement.tooltype == MotionEvent.TOOL_TYPE_STYLUS) {
mLastWidth = mElement.pressure * mBaseWidth;
} else {
//如果是手指画的，我们取他的0.8
mLastWidth = 0.8 * mBaseWidth;
}
//down下的点的宽度
curPoint.width = (float) mLastWidth;
mLastVel = 0;
mPointList.add(curPoint);
//记录当前的点
mLastPoint = curPoint;
}
protected Paint getNewPaint(Paint paint){
return null;
}
onMove事件其实实现原理和上篇文章一样，但是呢，当绘制水彩笔的时候，有个透明度的关系，所以需要交给子类去实现.
/**
* 手指移动的事件
* @param mElement
*/
public void onMove(MotionElement mElement){
ControllerPoint curPoint = new ControllerPoint(mElement.x, mElement.y);
double deltaX = curPoint.x - mLastPoint.x;
double deltaY = curPoint.y - mLastPoint.y;
//deltaX和deltay平方和的二次方根 想象一个例子 1+1的平方根为1.4 （x²+y²）开根号
double curDis = Math.hypot(deltaX, deltaY);
//我们求出的这个值越小，画的点或者是绘制椭圆形越多，这个值越大的话，绘制的越少，笔就越细，宽度越小
double curVel = curDis * IPenConfig.DIS_VEL_CAL_FACTOR;
double curWidth;
//点的集合少，我们得必须改变宽度,每次点击的down的时候，这个事件
if (mPointList.size() < 2) {
if (mElement.tooltype == MotionEvent.TOOL_TYPE_STYLUS) {
curWidth = mElement.pressure * mBaseWidth;
} else {
curWidth = calcNewWidth(curVel, mLastVel, curDis, 1.5,
mLastWidth);
}
curPoint.width = (float) curWidth;
mBezier.init(mLastPoint, curPoint);
} else {
mLastVel = curVel;
if (mElement.tooltype == MotionEvent.TOOL_TYPE_STYLUS) {
curWidth = mElement.pressure * mBaseWidth;
} else {
//由于我们手机是触屏的手机，滑动的速度也不慢，所以，一般会走到这里来
//阐明一点，当滑动的速度很快的时候，这个值就越小，越慢就越大，依靠着mlastWidth不断的变换
curWidth = calcNewWidth(curVel, mLastVel, curDis, 1.5,
mLastWidth);
}
curPoint.width = (float) curWidth;
mBezier.addNode(curPoint);
}
//每次移动的话，这里赋值新的值
mLastWidth = curWidth;
mPointList.add(curPoint);
moveNeetToDo(curDis);
mLastPoint = curPoint;
}
/**
* 移动的时候，这里由于需要透明度的处理，交给子类
* @param
*/
protected abstract void moveNeetToDo(double f);
在上篇文章中我们有详细介绍calcNewWidth（）方法的作用：当滑动的速度很快的时候，这个值就越小，越慢就越大，依靠着mlastWidth不断的变换，如何变化的呢？在代码中做了很详细的解释
public double calcNewWidth(double curVel, double lastVel, double curDis,
double factor, double lastWidth) {
double calVel = curVel * 0.6 + lastVel * (1 - 0.6);
//返回指定数字的自然对数
//手指滑动的越快，这个值越小，为负数
double vfac = Math.log(factor * 2.0f) * (-calVel);
//此方法返回值e，其中e是自然对数的基数。
//Math.exp(vfac) 变化范围为0 到1 当手指没有滑动的时候 这个值为1 当滑动很快的时候无线趋近于0
//在次说明下，当手指抬起来，这个值会变大，这也就说明，抬起手太慢的话，笔锋效果不太明显
//这就说明为什么笔锋的效果不太明显
double calWidth = mBaseWidth * Math.exp(vfac);
//滑动的速度越快的话，mMoveThres也越大
double mMoveThres = curDis * 0.01f;
//对之值最大的地方进行控制
if (mMoveThres > IPenConfig.WIDTH_THRES_MAX) {
mMoveThres = IPenConfig.WIDTH_THRES_MAX;
}
//滑动的越快的话，第一个判断会走
if (Math.abs(calWidth - mBaseWidth) / mBaseWidth > mMoveThres) {
if (calWidth > mBaseWidth) {
calWidth = mBaseWidth * (1 + mMoveThres);
} else {
calWidth = mBaseWidth * (1 - mMoveThres);
}
//滑动的越慢的话，第二个判断会走
} else if (Math.abs(calWidth - lastWidth) / lastWidth > mMoveThres) {
if (calWidth > lastWidth) {
calWidth = lastWidth * (1 + mMoveThres);
} else {
calWidth = lastWidth * (1 - mMoveThres);
}
}
return calWidth;
}
最后一步绘制，只需要要判断现在的点和触摸点的位置一样就不用去绘制，其余的交个子类去实现即可，在这里我有一个问题没有解决，在onDown事件下，就是一直按着屏幕某个点的时候，这个方法会一直走，意思就是说，用户的行为没有发生绘制笔，但是呢，代码一直在绘制，不断重复的绘制，可能在性能上不太友好！还需优化
/**
* 当现在的点和触摸点的位置在一起的时候不用去绘制
* @param canvas
* @param point
* @param paint
*/
protected void drawToPoint(Canvas canvas, ControllerPoint point, Paint paint) {
if ((mCurPoint.x == point.x) && (mCurPoint.y == point.y)) {
return;
}
//毛笔的效果和钢笔的不太一样，交给自己去实现
doNeetToDo(canvas,point,paint);
}
关于BrushPen
初始化是从资源文件中获取bitmap，在我个人的测试中，当资源文件如果形状很多种的时候，会构建很多中的笔画的效果，非常有意思，如上面的图例
public BrushPen(Context context) {
super(context);
initTexture();
}
/**
* 感谢公司的ui大哥 小伍哥 免费给的切图
* R.mipmap.tranglie 设置的时候有点像三角形的笔锋
* R.mipmap.cicrle 圆形的笔锋效果
* R.mipmap.six 六边形有点怪怪的，可以测试一下
* R.drawable.brush 这个才是用起来比较舒服，如果你的笔锋要很尖的话，叫ui爸爸给你裁剪这种图 越尖越好
*/
private void initTexture() {
//通过资源文件生成的原始的bitmap区域 后面的资源图有些更加有意识的东西
mOriginBitmap = BitmapFactory.decodeResource(
mContext.getResources(), R.mipmap.brush);
}
setBitmap(bitmap)方法，主要是得到需要绘制的rect的区域，这个没什么，一些列的操作的时候，但是这里有个很有趣的现象， paint.setXfermode(new PorterDuffXfermode(PorterDuff.Mode.DST_IN));以下的话源自网络不是我说的，哈哈：PorterDuffXfermode其实就是简单的图形交并集计算，比如重叠的部分删掉或者叠加等等，事实上呢！PorterDuffXfermode的计算绝非是根据于此！如下图所示，最常见的应用就是蒙板绘制，利用源图作为蒙板“抠出”目标图上的图像。
image.png
Xfermode国外有大神称之为过渡模式，这种翻译比较贴切但恐怕不易理解，大家也可以直接称之为图像混合模式，这是我在上篇文章介绍的，抛砖引玉下，地址：http://www.cnblogs.com/tianzhijiexian/p/4297172.html
/**
* 主要是得到需要绘制的rect的区域
* @param bitmap
*/
private void setBitmap(Bitmap bitmap) {
Canvas canvas = new Canvas();
mBitmap = Bitmap.createBitmap(bitmap.getWidth(), bitmap.getHeight(),
Bitmap.Config.ARGB_8888);
//用指定的方式填充位图的像素。
mBitmap.eraseColor(Color.rgb(Color.red(mPaint.getColor()),
Color.green(mPaint.getColor()), Color.blue(mPaint.getColor())));
//用画布制定位图绘制
canvas.setBitmap(mBitmap);
Paint paint = new Paint();
//如果把这行代码注释掉这里生成的东西更加有意思
paint.setXfermode(new PorterDuffXfermode(PorterDuff.Mode.DST_IN));
canvas.drawBitmap(bitmap, 0, 0, paint);
//src 代表需要绘制的区域
mOldRect.set(0, 0, mBitmap.getWidth()/4, mBitmap.getHeight()/4);
}
根据笔的宽度的变化，笔的透明度要和发生变化
/**
* 更具笔的宽度的变化，笔的透明度要和发生变化
* @param point
* @return
*/
private ControllerPoint getWithPointAlphaPoint(ControllerPoint point) {
ControllerPoint nPoint = new ControllerPoint();
nPoint.x = point.x;
nPoint.y = point.y;
nPoint.width = point.width;
int alpha = (int) (255 * point.width / mBaseWidth / 2);
if (alpha < 10) {
alpha = 10;
} else if (alpha > 255) {
alpha = 255;
}
nPoint.alpha = alpha;
return nPoint;
}
这里才是关键的地方，原理就是不断的绘制Bitmap，通过Bitmap构建成为一根线，同时绘制区域的大小，直接导致笔的宽度的变化
protected void drawLine(Canvas canvas, double x0, double y0, double w0,
int a0, double x1, double y1, double w1, int a1, Paint paint) {
double curDis = Math.hypot(x0 - x1, y0 - y1);
int factor = 2;
if (paint.getStrokeWidth() < 6) {
factor = 1;
} else if (paint.getStrokeWidth() > 60) {
factor = 3;
}
int steps = 1 + (int) (curDis / factor);
double deltaX = (x1 - x0) / steps;
double deltaY = (y1 - y0) / steps;
double deltaW = (w1 - w0) / steps;
double deltaA = (a1 - a0) / steps;
double x = x0;
double y = y0;
double w = w0;
double a = a0;
for (int i = 0; i < steps; i++) {
if (w < 1.5)
w = 1.5;
//根据点的信息计算出需要把bitmap绘制在什么地方
mNeedDrawRect.set((float) (x - w / 2.0f), (float) (y - w / 2.0f),
(float) (x + w / 2.0f), (float) (y + w / 2.0f));
//每次到这里来的话，这个笔的透明度就会发生改变，但是呢，这个笔不用同一个的话，有点麻烦
//我在这里做了个不是办法的办法，每次呢？我都从新new了一个新的笔，每次循环就new一个，内存就有很多的笔了
//这里new 新的笔 我放到外面去做了
//Paint newPaint = new Paint(paint);
//当这里很小的时候，透明度就会很小，个人测试在3.0左右比较靠谱
paint.setAlpha((int) (a / 3.0f));
//第一个Rect 代表要绘制的bitmap 区域，第二个 Rect 代表的是要将bitmap 绘制在屏幕的什么地方
canvas.drawBitmap(mBitmap, mOldRect, mNeedDrawRect, paint);
x += deltaX;
y += deltaY;
w += deltaW;
a += deltaA;
}
}
关于SteelPen，由于在上篇文章已经很详细的介绍了，这里就不在多少，需要的话，移步上篇文章：http://www.jianshu.com/p/6746d68ef2c3
package com.shiming.pen.new_code;
import android.content.Context;
import android.graphics.Canvas;
import android.graphics.Paint;
import android.graphics.RectF;
import com.shiming.pen.old_code.ControllerPoint;
import static com.shiming.pen.new_code.IPenConfig.STEPFACTOR;
/**
* @author shiming
* @version v1.0 create at 2017/10/17
* @des 钢笔
*/
public class SteelPen extends BasePenExtend {
public SteelPen(Context context) {
super(context);
}
@Override
protected void drawNeetToDo(Canvas canvas) {
for (int i = 1; i < mHWPointList.size(); i++) {
ControllerPoint point = mHWPointList.get(i);
drawToPoint(canvas, point, mPaint);
mCurPoint = point;
}
}
@Override
protected void moveNeetToDo(double curDis) {
int steps = 1 + (int) curDis / STEPFACTOR;
double step = 1.0 / steps;
for (double t = 0; t < 1.0; t += step) {
ControllerPoint point = mBezier.getPoint(t);
mHWPointList.add(point);
}
}
@Override
protected void doNeetToDo(Canvas canvas, ControllerPoint point, Paint paint) {
drawLine(canvas, mCurPoint.x, mCurPoint.y, mCurPoint.width, point.x,
point.y, point.width, paint);
}
/**
* 其实这里才是关键的地方，通过画布画椭圆，每一个点都是一个椭圆，这个椭圆的所有细节，逐渐构建出一个完美的笔尖
* 和笔锋的效果,我觉得在这里需要大量的测试，其实就对低端手机进行排查，看我们绘制的笔的宽度是多少，绘制多少个椭圆
* 然后在低端手机上不会那么卡，当然你哪一个N年前的手机给我，那也的卡，只不过需要适中的范围里面
*
* @param canvas
* @param x0
* @param y0
* @param w0
* @param x1
* @param y1
* @param w1
* @param paint
*/
private void drawLine(Canvas canvas, double x0, double y0, double w0, double x1, double y1, double w1, Paint paint) {
//求两个数字的平方根 x的平方+y的平方在开方记得X的平方+y的平方=1，这就是一个园
double curDis = Math.hypot(x0 - x1, y0 - y1);
int steps = 1;
if (paint.getStrokeWidth() < 6) {
steps = 1 + (int) (curDis / 2);
} else if (paint.getStrokeWidth() > 60) {
steps = 1 + (int) (curDis / 4);
} else {
steps = 1 + (int) (curDis / 3);
}
double deltaX = (x1 - x0) / steps;
double deltaY = (y1 - y0) / steps;
double deltaW = (w1 - w0) / steps;
double x = x0;
double y = y0;
double w = w0;
for (int i = 0; i < steps; i++) {
//都是用于表示坐标系中的一块矩形区域，并可以对其做一些简单操作
//精度不一样。Rect是使用int类型作为数值，RectF是使用float类型作为数值。
// Rect rect = new Rect();
RectF oval = new RectF();
oval.set((float) (x - w / 4.0f), (float) (y - w / 2.0f), (float) (x + w / 4.0f), (float) (y + w / 2.0f));
// oval.set((float)(x+w/4.0f), (float)(y+w/4.0f), (float)(x-w/4.0f), (float)(y-w/4.0f));
//最基本的实现，通过点控制线，绘制椭圆
canvas.drawOval(oval, paint);
x += deltaX;
y += deltaY;
w += deltaW;
}
}
}
