28.Flutter:成為Canvas繪制大師(四)

目錄傳送門:《Flutter快速上手指南》先導(dǎo)篇

通過(guò)前面 3 篇:

相信你已經(jīng)掌握了 Flutter 中繪制基礎(chǔ)圖形的操作,本篇將會(huì)講解 Canvas 的變換操作。

save()、saveLayer() 和 restore()

在開始了解 Canvas 的變換操作時(shí),先看看 Canvas 的 save()、saveLayer()restore()。

在進(jìn)行變換操作時(shí),你經(jīng)常會(huì)需要用到它們。

save()

save() 操作會(huì)保存此前的所有繪制內(nèi)容和 Canvas 狀態(tài)。

在調(diào)用該函數(shù)之后的繪制操作和變換操作,會(huì)重新記錄。

當(dāng)你調(diào)用 restore() 之后,會(huì)把 save()restore() 之間所進(jìn)行的操作與之前的內(nèi)容進(jìn)行合并。

?? 注意,save() 并不會(huì)創(chuàng)建新的圖層,和 saveLayer() 是不同的。

saveLayer()

saveLayer() 在大多數(shù)情況下看起來(lái)和 save() 的效果是差不多的。

不同的是 saveLayer() 會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的圖層。

saveLayer()restore() 之間的操作,是在新的圖層上進(jìn)行的,雖然最終它們還是會(huì)合成到一起。

看看 saveLayer() 的兩個(gè)參數(shù):

  • rect

    Rect,用于設(shè)置新圖層的范圍區(qū)域。

    你的繪制操作只有在這個(gè)區(qū)域內(nèi)才會(huì)有效,超過(guò)這個(gè)區(qū)域的部分會(huì)被忽略。

    ?? e.g.:

    canvas.saveLayer(Rect.fromCircle(
        center: Offset(size.width / 2, size.height / 2), radius: 100), paint);
    // 用顏色填充整個(gè)繪制區(qū)域
    canvas.drawPaint(Paint()..color = Colors.blue);
    // 在繪制區(qū)域以外繪制一個(gè)矩形
    canvas.drawRect(Rect.fromLTWH(0, 0, 100, 100), Paint()..color = Colors.red);
    canvas.restore();
    

    ?? 效果:

    image

    從這個(gè)例子中可以看到,新圖層的繪制內(nèi)容被限制在了 rect 范圍內(nèi)。

  • paint

    Paint,其 ColorFiltersBlendMode 配置會(huì)在圖層合成的時(shí)候生效。

    其中,前面的圖層為 dst,本圖層為 src 。

    ?? e.g.:

    canvas.saveLayer(Rect.fromCircle(
        center: Offset(size.width / 2, size.height / 2), radius: 60), Paint()..color = Colors.red);
    canvas.drawPaint(Paint()..color = Colors.amber);
    canvas.restore();
    

    ?? 效果:

    image

    前面的圖層繪制了一張圖片,在新圖層中,繪制了一個(gè)矩形。

    如果 Paint 沒有設(shè)置混合參數(shù),新圖層就相當(dāng)于僅僅是蓋在了前面的圖層之上。

    ?? 注意,在傳入的 Paint 必須設(shè)置過(guò) color,否則你設(shè)置的 rect 范圍限制將會(huì)失效!

    如果將 Paint 設(shè)置 BlendMode 混合模式,再看看效果。

    canvas.saveLayer(Rect.fromCircle(
        center: Offset(size.width / 2, size.height / 2), radius: 60), 
         Paint()
           ..color=Colors.red
           ..blendMode=BlendMode.exclusion);
    

    ?? 效果:

    image

    可以看到,新的圖層和之前的內(nèi)容的像素進(jìn)行了混合。

    ?? 提示,BlendMode 的支持的所有混合效果,可以參考:BlendMode API。

restore()

讀到這,相信你對(duì) restore() 也不會(huì)陌生了。

在調(diào)用 save() 或者 saveLayer() 必須調(diào)用 restore() 來(lái)合成,否則 Flutter 會(huì)拋出異常。

值得注意的是,每一個(gè) save() 或者 saveLayer() 都必須有一個(gè)對(duì)應(yīng)的 restore()。

?? e.g.:

// save-1  
canvas.save();
...
// save-2
canvas.saveLayer(dstRect, paint);
...
// save-3
canvas.saveLayer(dstRect, paint);
...
// restore-3
canvas.restore();
// restore-2
canvas.restore();
// restore-1
canvas.restore(); 

restore() 是從離它最近的 save() 或者 saveLayer() 操作開始合成。

?? 注意,Canvas 的變化操作需要放到 save() 或者 saveLayer()restore() 之間,否則你很難得到想要的效果。

平移畫布translate()

translate() 用于將畫布相對(duì)于原來(lái)的位置,平移指定的距離。

下面看個(gè)例子 ??。

先在畫布中畫一張圖:

canvas.drawImage(background, Offset.zero, paint);

?? 效果:

image

現(xiàn)在,將畫布平移:

canvas.save();
// 平移畫布
canvas.translate(100, 100);
canvas.drawImage(background, Offset.zero, paint);
canvas.restore();

?? 效果:

image

繪制圖片的邏輯不變,但經(jīng)過(guò)平移后,圖片的位置發(fā)生了變化。

縮放畫布scale()

scale() 用于將畫布進(jìn)行縮放。

直接看例子 ??。

先畫一個(gè)充滿畫布的矩形:

canvas.drawRect(Offset.zero & size, Paint()..color=Colors.pinkAccent);

?? 效果:

image

現(xiàn)在,將畫布進(jìn)行縮放:

canvas.save();
canvas.scale(0.5);
canvas.drawRect(Offset.zero & size, Paint()..color=Colors.pinkAccent);
canvas.restore();

?? 效果:

image

將畫布縮小一半后,可以看到原來(lái)的矩形也縮小了一半。

旋轉(zhuǎn)畫布rotate()

rotate() 用于旋轉(zhuǎn)畫布。

看著例子 ?? 來(lái)理解它的用法。

先在畫布的中心位置畫一個(gè)矩形:

canvas.drawRect(Rect.fromCircle(
        center: Offset(size.width / 2, size.height / 2), radius: 100), Paint()..color = Colors.amber);

?? 效果:

image

現(xiàn)在,旋轉(zhuǎn)45度:

canvas.save();
canvas.rotate(pi/4);
canvas.drawRect(Rect.fromCircle(
    center: Offset(size.width / 2, size.height / 2), radius: 100), Paint()..color = Colors.amber);
canvas.restore();

?? 效果:

image

看效果圖,會(huì)發(fā)現(xiàn),矩形確實(shí)是旋轉(zhuǎn)了,但是旋轉(zhuǎn)的有點(diǎn)怪 ??。

這是因?yàn)?,Canvas 的旋轉(zhuǎn)中心是在畫布的左上角,所以得到的結(jié)果不是想要的。

如何獲得預(yù)期的中心旋轉(zhuǎn)效果呢?

你需要移動(dòng)畫布,讓繞左上角旋轉(zhuǎn)的畫布看起來(lái)像中心旋轉(zhuǎn)一樣。

那么重點(diǎn)就是,如何確定畫布需要移動(dòng)多少偏移量呢?

首先,看看在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中,畫布的中心位置是如何變化的吧:

image

??提示,Canvas 的正向旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?,?0 弧度在圖中 x 軸正方向上。

從圖中可以看到,當(dāng)畫布圍繞左上角旋轉(zhuǎn)時(shí),畫布的中心點(diǎn)始終在以 左上角為圓心畫布對(duì)角線的一半 為半徑的圓上移動(dòng)。

畫布需要移動(dòng)的偏移量實(shí)際上就是 圓上各點(diǎn)(旋轉(zhuǎn)后的畫布中心點(diǎn)) 到畫布 初始中心點(diǎn) 的距離的一半。

那么這個(gè)問(wèn)題就被轉(zhuǎn)化為了:求圓上兩點(diǎn)之間的距離的問(wèn)題。

現(xiàn)在,來(lái)解決它吧 ??!

現(xiàn)在的已知條件只有:畫布的尺寸,size。

但這就夠了。

1.計(jì)算畫布 初始中心點(diǎn) 的坐標(biāo)。

求圓上某點(diǎn)的坐標(biāo),可以通過(guò)以下公式計(jì)算:

x = x0 + r * cos(??)
y = y0 + r * sin(??)

因?yàn)閳A心為畫布左上角,即 (0, 0) 點(diǎn),所以可以簡(jiǎn)化為:

x = r * cos(??)
y = r * sin(??)

顯然,要計(jì)算畫布 初始中心點(diǎn) 的坐標(biāo),先要計(jì)算中心點(diǎn)軌跡圓的半徑,以及該點(diǎn)所在弧度。

根據(jù) 勾股定理 很容易計(jì)算出中心點(diǎn)軌跡圓的半徑:

double r = sqrt(pow(size.width, 2) + pow(size.height, 2));

根據(jù) 反正弦函數(shù),可以計(jì)算出 初始中心點(diǎn) 的弧度:

double startAngle = atan(size.height / size.width);

現(xiàn)在,就可以很輕松的求解出畫布 初始中心點(diǎn) 的坐標(biāo):

double x0 = r * cos(startAngle);
double y0 = r * sin(startAngle);
Point p0 = Point(x0, y0);

2.計(jì)算旋轉(zhuǎn)后的畫布的中心點(diǎn)坐標(biāo)

回顧一下上面的圖,當(dāng)畫布旋轉(zhuǎn) ?? 弧度后,其中心點(diǎn)所在的弧度為 ?? + 畫布初始中心點(diǎn)的弧度,則:

double realAngle = xAngle + startAngle;

獲得了中心點(diǎn)的角度,那計(jì)算它的坐標(biāo)也就輕而易舉了:

Point px = Point(r * cos(realAngle), r * sin(realAngle));  

3.平移畫布

現(xiàn)在,我們獲得了畫布 初始中心點(diǎn) 的坐標(biāo)和畫布旋轉(zhuǎn)后的中心點(diǎn)坐標(biāo),就可以知道畫布應(yīng)該平移多少了:

canvas.translate((p0.x - px.x)/2, (p0.y - px.y)/2);

4.完整代碼

把上面的代碼,帶入剛剛的旋轉(zhuǎn)操作中:

canvas.save();
// 計(jì)算畫布中心軌跡圓半徑
double r = sqrt(pow(size.width, 2) + pow(size.height, 2));
// 計(jì)算畫布中心點(diǎn)初始弧度
double startAngle = atan(size.height / size.width);
// 計(jì)算畫布初始中心點(diǎn)坐標(biāo)
Point p0 = Point(r * cos(startAngle), r * sin(startAngle));
// 需要旋轉(zhuǎn)的弧度
double xAngle = pi / 4;
// 計(jì)算旋轉(zhuǎn)后的畫布中心點(diǎn)坐標(biāo)
Point px = Point(
    r * cos(xAngle + startAngle), r * sin(xAngle + startAngle));
// 先平移畫布
canvas.translate((p0.x - px.x) / 2, (p0.y - px.y) / 2);
// 后旋轉(zhuǎn)
canvas.rotate(xAngle);
canvas.drawRect(Rect.fromCircle(
    center: Offset(size.width / 2, size.height / 2), radius: 100), Paint()
  ..color = Colors.amber);
canvas.restore();

?? 效果:

image

??提示,rotate() 是以弧度制進(jìn)行的。

斜切畫布skew()

skew() 用于斜切畫布,它有兩個(gè)參數(shù),第一個(gè)表示水平方向的斜切,第二個(gè)表示垂直方向的斜切,斜切值是正弦函數(shù) tan 值。

比如,斜切 45 度,即 tan(pi/4) = 1

看例子 ??。

先在畫布中心位置畫一張圖片:

canvas.drawImageRect(background, Offset.zero & imgSize,
        Alignment.center.inscribe(imgSize, Offset.zero & size), paint);

?? 效果:

image

進(jìn)行斜切操作:

canvas.save();
canvas.skew(0.2, 0);
canvas.drawImageRect(background, Offset.zero & imgSize,
    Alignment.center.inscribe(imgSize, Offset.zero & size), paint);
canvas.restore();

?? 效果:

image

效果還是比較明顯的 ??。

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