自定义view实现水波纹效果

痛定思痛。 2022-07-24 11:19 239阅读 0赞

### 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：

![Center][]

![Center 1][]

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；

![Center 2][]

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_canvas_ - linghu_java_ - _ - 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][android_Canvas_drawBitmap_ - longyi_java_ - _ - CSDN.NET]
 *  canvas.setXfermode属性  
    参考链接:[setXfermode属性 - xSTARx - ITeye技术网站][setXfermode_ - xSTARx - ITeye]

### 源代码 ###

[源代码][Link 1]

### 参考链接 ###

[自定义view实现水波纹效果 - Ajian\_studio - 博客频道 - CSDN.NET][view_ - Ajian_studio - _ - CSDN.NET]

[Center]: /images/20220722/d36c1be788f546f7b289a6a93c4e2538.png
[Center 1]: /images/20220722/1f43a0ab2d054246bc61ec41b95dfb44.png
[Center 2]: /images/20220722/867e68c2e8424baf80e503dacf1aa474.png
[Android_canvas_ - linghu_java_ - _ - CSDN.NET]: http://blog.csdn.net/linghu_java/article/details/8939952
[android_Canvas_drawBitmap_ - longyi_java_ - _ - CSDN.NET]: http://blog.csdn.net/longyi_java/article/details/6930480
[setXfermode_ - xSTARx - ITeye]: http://407827531.iteye.com/blog/1470519
[Link 1]: http://download.csdn.net/detail/tianjian4592/8571345
[view_ - Ajian_studio - _ - CSDN.NET]: http://blog.csdn.net/tianjian4592/article/details/44222565