Android自定义View绘制进阶-水波浪温度刻度表

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波浪形温度刻度表实现

前言

之前的绘制圆环,我们了解了如何绘制想要的形状和进度的一些特点,那么此篇文章我们更近一步,绘制一个稍微复杂一点的刻度与波浪。来一起复习一下Android的绘制。

相对应的这种类型的自定义View网上并不少见,但是如果我们要做一些个性化的效果,最好还是自己绘制一份,也相对的比较容易控制效果,如果想实现上面的效果,我们一般来说分为以下几个步骤:

  1. 重写测量方法,确保它是一个正方形
  2. 绘制刻度
  3. 绘制中心的圆与文字
  4. 水波纹的动画
  5. 设置进度与动画,一起动起来

思路我们已经有了,下面一步一步的来实现吧。

话不多说,Let's go

300.png

1、onMeasure重新测量

之前的圆环进度,我们并没有重写 onMeasure 方法,而是在布局中指定为固定的宽高,其实兼容性和健壮性并不好,万一写错了就会变形导致显示异常。

最好的办法是不管xml中设置为什么值,这里都能保证为一个正方形,要么是取宽度为准,让高度和宽度一致,要么就是宽度高度取最大值,让他们保持一致。由于我们是竖屏的应用,所以我就取宽度为准,让高度和宽度一致。

前面我们只是讲了 onDraw 并没有讲到 onMeasure , 这里简单的说一下。

我们为什么要重写 onMeasure ? 1. 为了自定义View尺寸的规则,如果你的自定义View的尺寸是根据父控件行为一致,就不需要重写onMeasure()方法。 2. 如果不重写onMeasure方法,那么自定义view的尺寸默认就和父控件一样大小,当然也可以在布局文件里面写死宽高,而重写该方法可以根据自己的需求设置自定义view大小。

一般来说我们重写的 onMeasure 长这样: kotlin override fun onMeasure(widthMeasureSpec: Int, heightMeasureSpec: Int) { super.onMeasure(widthMeasureSpec,heightMeasureSpec) }

widthMeasureSpec ,heightMeasureSpec 并不是真正的宽高,看名字就知道,它只是宽高测量的规格,我们通过 MeasureSpec 的一些静态方法,通过它们拿到一些信息。

static int getMode(int measureSpec):根据提供的测量值(规格)提取模式(上述三个模式之一)

测量的 Model 一共有三种 1. UNSPECIFIED(未指定),父元素部队自元素施加任何束缚,子元素可以得到任意想要的大小; 2. EXACTLY(完全),父元素决定自元素的确切大小,子元素将被限定在给定的边界里而忽略它本身大小; 3. AT_MOST(至多),子元素至多达到指定大小的值。

我们常用的就是 EXACTLY 和 AT_MOST ,EXACTLY 对应的就是我们设置的match_parent或者300这样的精确值,而 AT_MOST 对应的就是wrap_content。

static int getSize(int measureSpec):根据提供的测量值(规格)提取大小值(这个大小也就是我们通常所说的大小)

通过此方法就能获取控件的宽度和高度值。

static int makeMeasureSpec(int size,int mode):根据提供的大小值和模式创建一个测量值(规格)

通过具体的宽高和model,创建对应的宽高测量规格,用于确定View的测量

onMeasure 的最终设置确定宽度的测量有两种方式, 1. setMeasuredDimension(width, height) 2. super.onMeasure(widthMeasureSpec,heightMeasureSpec)

实战:

比如我们的自定义温度刻度View,我们整个View要确保一个正方形,那么就拿到宽度,设置同样的高度,然后确定测量,流程如下: ```java //重新测量 @Override protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {

    //获取控件的宽度,高度
    int widthMode = MeasureSpec.getMode(widthMeasureSpec);
    int newWidthMeasureSpec = widthMeasureSpec;

    //如果没有指定宽度,默认给200宽度
    if (widthMode != MeasureSpec.EXACTLY) {
        newWidthMeasureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(200, MeasureSpec.EXACTLY);
    }

    //获取到最新的宽度
    int width = MeasureSpec.getSize(newWidthMeasureSpec) - getPaddingLeft() - getPaddingRight();

    //我们要的是矩形,不管高度是多高,让它总是和宽度一致
    int height = width;

    centerPosition.x = width / 2;
    centerPosition.y = height / 2;
    radius = width / 2f;
    mRectF.set(0f, 0f, width, height);


    //最后设置生效-下面两种方式都可以
    // setMeasuredDimension(width, height);

    super.onMeasure(
            MeasureSpec.makeMeasureSpec(width, MeasureSpec.EXACTLY),
            MeasureSpec.makeMeasureSpec(height, MeasureSpec.EXACTLY)
    );

}

```

这里有详细的注释,大致实现的效果如下:

image.png

2、绘制刻度

由于原本的 Canvas 内部没有绘制刻度这么一说,所以我们只能用绘制线条的方式,就是 drawLine 方法。

为了了解到坐标系和方便实现,我们可以先绘制一个圆环,定位我们刻度需要绘制的位置。 ```java @Override protected void onDraw(Canvas canvas) { super.onDraw(canvas);

    //画圆环
    canvas.drawArc(
            mRectF.left + 2f, mRectF.top + 2f, mRectF.right - 2f, mRectF.bottom - 2f,
            mStartAngle, mSweepAngle, false, mDegreeCirPaint
    );
}

```

这个圆环是之前讲到过了,就不过多赘述了,实现效果如下:

image.png

由于开始绘制的地方在左上角位置,我们要移动到圆的中心点开始绘制,也就是红色点移动到蓝色点。

我们就需要x轴和y轴做一下偏移 canvas.translate(radius, radius);

默认的 drawLine 都是横向绘制,我们想要实现效果图的效果,就需要旋转一下画笔,也就是用到 canvas.rotate(rotateAngle);

那么旋转多少了,如果说最底部是90度,我们的起始角度是120度开始的,我们就起始旋转30度。后面每一次旋转就按照百分比来,比如我们100度的温度,那么就相当于要画100个刻度,我们就用需要绘制的角度除以100,就是每一个刻度的角度。

具体的刻度实现代码: ```java

private float mStartAngle = 120f;  // 圆弧的起始角度
private float mSweepAngle = 300f; //绘制的起始角度和滑过角度(绘制300度)
private float mTargetAngle = 300f;  //刻度的角度(根据此计算需要绘制有色的进度)

private void drawDegreeLine(Canvas canvas) {
    //先保存
    canvas.save();

    // 移动画布
    canvas.translate(radius, radius);
    // 旋转坐标系,需要确定旋转角度
    canvas.rotate(30);

    // 每次旋转的角度
    float rotateAngle = mSweepAngle / 100;
    // 累计叠加的角度
    float currentAngle = 0;
    for (int i = 0; i <= 100; i++) {

        if (currentAngle <= mTargetAngle && mTargetAngle != 0) {
            // 计算累计划过的刻度百分比
            float percent = currentAngle / mSweepAngle;

            //动态的设置颜色
            mDegreelinePaint.setColor(evaluateColor(percent, Color.GREEN, Color.RED));

            canvas.drawLine(0, radius, 0, radius - 20, mDegreelinePaint);

            // 画过的角度进行叠加
            currentAngle += rotateAngle;

        } else {
            mDegreelinePaint.setColor(Color.WHITE);
            canvas.drawLine(0, radius, 0, radius - 20, mDegreelinePaint);
        }

        //画完一个刻度就要旋转移动位置
        canvas.rotate(rotateAngle);
    }

    //再恢复
    canvas.restore();

}

```

加上圆环与刻度的效果图: image.png

3. 设置刻度动画

前面的一篇我们使用的是属性动画不停的绘制从而实现进度的效果,那么这一次我们使用定时任务的方式也是可以实现动画的效果。

由于我们之前的 drawDegreeLine 方法内部控制绘制进度的变量就是 targetAngle 来控制的,所以我们通过入口方法设置温度的时候通过定时任务的方式来控制。

代码如下:

```java

//动画状态
private boolean isAnimRunning;
// 手动实现越来越慢的效果
private int[] slow = {10, 10, 10, 8, 8, 8, 6, 6, 6, 6, 4, 4, 4, 4, 2};
// 动画的下标
private int goIndex = 0;

//设置温度,入口的开始
public void setupTemperature(float temperature) {
    mCurPercent = 0f;
    totalAngle = (temperature / 100) * mSweepAngle;
    targetAngle = 0f;
    mCurPercent = 0f;
    mCurTemperature = "0.0";
    mWaveUpValue = 0;

    startTimerAnim();
}

  //使用定时任务做动画
private void startTimerAnim() {

    if (isAnimRunning) {
        return;
    }

    mAnimTimer = new Timer();
    mAnimTimer.schedule(new TimerTask() {

        @Override
        public void run() {

            isAnimRunning = true;
            targetAngle += slow[goIndex];
            goIndex++;
            if (goIndex == slow.length) {
                goIndex--;
            }
            if (targetAngle >= totalAngle) {
                targetAngle = totalAngle;
                isAnimRunning = false;
                mAnimTimer.cancel();
            }

            // 计算的温度
            mCurPercent = targetAngle / mSweepAngle;
            mCurTemperature = mDecimalFormat.format(mCurPercent * 100);

            // 水波纹的高度
            mWaveUpValue = (int) (mCurPercent * (mSmallRadius * 2));

            postInvalidate();
        }
    }, 250, 30);

}

```

那么刻度动画的效果如下:

rote-02.gif

4. 绘制中心的圆与文字

我们再动画中记录动画的百分比进度,和动画当前的温度。

```java ...
// 计算的温度 mCurPercent = targetAngle / mSweepAngle; mCurTemperature = mDecimalFormat.format(mCurPercent * 100);

postInvalidate();

...

```

我们记录一下小圆的半径和文本的画笔资源

```java private float mSmallRadius = 0f; private Paint mTextPaint; private Paint mSmallCirclePaint; private float mCurPercent = 0f; //进度 private String mCurTemperature = "0.0"; private DecimalFormat mDecimalFormat;

private void init() {
    ...

    mTextPaint = new Paint();
    mTextPaint.setAntiAlias(true);
    mTextPaint.setTextAlign(Paint.Align.CENTER);
    mTextPaint.setColor(Color.WHITE);

    mSmallCirclePaint = new Paint();
}

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

    ...

    //画小圆
    drawSmallCircle(canvas, evaluateColor(mCurPercent, Color.GREEN, Color.RED));

    //画中心的圆与文本
    drawTemperatureText(canvas);

}

```

具体的文本与小圆的绘制 ```java private void drawSmallCircle(Canvas canvas, int evaluateColor) { mSmallCirclePaint.setColor(evaluateColor); mSmallCirclePaint.setAlpha(65); canvas.drawCircle(centerPosition.x, centerPosition.y, mSmallRadius, mSmallCirclePaint); }

private void drawTemperatureText(Canvas canvas) {

    //提示文字
    mTextPaint.setTextSize(mSmallRadius / 6f);
    canvas.drawText("当前温度", centerPosition.x, centerPosition.y - mSmallRadius / 2f, mTextPaint);

    //温度文字
    mTextPaint.setTextSize(mSmallRadius / 2f);
    canvas.drawText(mCurTemperature, centerPosition.x, centerPosition.y + mSmallRadius / 4f, mTextPaint);

    //绘制单位
    mTextPaint.setTextSize(mSmallRadius / 6f);
    canvas.drawText("°C", centerPosition.x + (mSmallRadius / 1.5f), centerPosition.y, mTextPaint);

}

```

由于进度和温度都是动画在 invalidate 之前赋值的,所以我们的文本和小圆天然就支持动画的效果了。

效果如下:

rote-03.gif

5. 水波纹动画

水波纹的效果,我们不能直接用 Canvas 来绘制,我们可以用刻度的方法用 drawLine的方式来绘制,如何绘制呢?相信大家也有了解,就是正弦函数了。

由于我们的效果是两个水波纹相互叠加起起伏伏的效果,所以我们定义两个函数。

总体的思路是:我们定义两个数组来管理我们的Y轴的值,通过正弦函数给Y轴赋值,然后在drawLine的时候取出对应的x轴的y值就可以绘制出来。

x轴其实就是我们的控件宽度,我们先用一个数组保存起来

```java private float[] mFirstWaterLine; private float[] mSecondWaterLine;

 @Override
protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {

    //获取控件的宽度,高度
    int widthMode = MeasureSpec.getMode(widthMeasureSpec);
    int newWidthMeasureSpec = widthMeasureSpec;

    //如果没有指定宽度,默认给200宽度
    if (widthMode != MeasureSpec.EXACTLY) {
        newWidthMeasureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(200, MeasureSpec.EXACTLY);
    }

    //获取到最新的宽度
    int width = MeasureSpec.getSize(newWidthMeasureSpec) - getPaddingLeft() - getPaddingRight();

    //我们要的是矩形,不管高度是多高,让它总是和宽度一致
    int height = width;


    mFirstWaterLine = new float[width];
    mSecondWaterLine = new float[width];


    super.onMeasure(
            MeasureSpec.makeMeasureSpec(width, MeasureSpec.EXACTLY),
            MeasureSpec.makeMeasureSpec(height, MeasureSpec.EXACTLY)
    );

}

```

然后我们再绘制之前就先对x轴对应的y值赋值,然后绘制的时候就取出对应的y值来 drawLine,具体的代码如下:

动画的时候先对横向运动和垂直运动的变量做一个赋值: ```java private int mWaveUpValue = 0; private float mWaveMoveValue = 0f;

//使用定时任务做动画
private void startTimerAnim() {

    if (isAnimRunning) {
        return;
    }
    mAnimTimer = new Timer();
    mAnimTimer.schedule(new TimerTask() {

        @Override
        public void run() {

            ...

            // 计算的温度
            mCurPercent = targetAngle / mSweepAngle;
            mCurTemperature = mDecimalFormat.format(mCurPercent * 100);

            // 水波纹的高度
            mWaveUpValue = (int) (mCurPercent * (mSmallRadius * 2));

            postInvalidate();
        }
    }, 250, 30);

}

public void moveWaterLine() {
    mWaveTimer = new Timer();
    mWaveTimer.schedule(new TimerTask() {

        @Override
        public void run() {
            mWaveMoveValue += 1;
            if (mWaveMoveValue == 100) {
                mWaveMoveValue = 1;
            }
            postInvalidate();
        }
    }, 500, 200);
}

```

拿到了对应的变量值之后,然后开始绘制:

```java /* * 绘制水波 / private void drawWaterWave(Canvas canvas, int color) {

    int len = (int) mRectF.right;

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

    // 得到第一条波的峰值
    for (int i = 0; i < len; i++) {
        mFirstWaterLine[i] = (float) (10 * Math.sin(mCycleFactorW * i + mWaveMoveValue) - mWaveUpValue);
    }
    // 得到第一条波的峰值
    for (int i = 0; i < len; i++) {
        mSecondWaterLine[i] = (float) (15 * Math.sin(mCycleFactorW * i + mWaveMoveValue + 10) - mWaveUpValue);
    }

    canvas.save();

    // 裁剪成圆形区域
    Path path = new Path();
    path.addCircle(len / 2f, len / 2f, mSmallRadius, Path.Direction.CCW);
    canvas.clipPath(path);
    path.reset();

    // 将坐标系移到底部
    canvas.translate(0, centerPosition.y + mSmallRadius);

    mSmallCirclePaint.setColor(color);

    for (int i = 0; i < len; i++) {
        canvas.drawLine(i, mFirstWaterLine[i], i, len, mSmallCirclePaint);
    }
    for (int i = 0; i < len; i++) {
        canvas.drawLine(i, mSecondWaterLine[i], i, len, mSmallCirclePaint);
    }

    canvas.restore();

}

```

一个是对Y轴赋值,一个是取出x轴对应的y轴进行绘制,这里需要注意的是我们裁剪出了一个小圆的图形,并且覆盖在小圆上面实现出效果图的样子。

运行的效果如下:

rote-04.gif

要记得对定时器进行资源你的关闭哦。

java @Override protected void onDetachedFromWindow() { super.onDetachedFromWindow(); if (mWaveTimer != null) { mWaveTimer.cancel(); } if (mAnimTimer != null && isAnimRunning) { mAnimTimer.cancel(); } }

使用的时候我们只需要设置温度即可开始动画。

```kotlin findViewById(R.id.set_progress).click {

       val temperatureView = findViewById<TemperatureView>(R.id.temperature_view)
        temperatureView .setupTemperature(70f)
    }

```

后记

由于是自用定制的,本人也比较懒,所以并没有对一些配置的属性做自定义属性的抽取,比如圆环的间距,大小,颜色,波纹的间距,动画的快慢等等。

内部加了一点点测量的用法,但是主要还是绘制的流程,基本上把常用的几种绘制方式都用到了。以后有类似的效果大家也可以按需修改即可。

由于是自用的一个View,相对圆环进度没有那么多场景使用,就没有抽取出来上传到Maven,如果大家有兴趣可以查看源码点击【传送门】

同时,你也可以关注我的这个Kotlin项目,我有时间都会持续更新。

惯例,我如有讲解不到位或错漏的地方,希望同学们可以指出交流。

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Ok,这一期就此完结。

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