安卓自定义 View 进阶:贝塞尔曲线(上)
itomcoil 2025-07-03 15:53 5 浏览
在上一篇文章 Path之基本图形 中我们了解了Path的基本使用方法,本次了解Path中非常非常非常重要的内容-贝塞尔曲线。
一.Path常用方法表
为了兼容性(偷懒) 本表格中去除了在API21(即安卓版本5.0)以上才添加的方法。忍不住吐槽一下,为啥看起来有些顺手就能写的重载方法要等到API21才添加上啊。宝宝此刻内心也是崩溃的。
作用 | 相关方法 | 备注 |
---|---|---|
移动起点 | moveTo | 移动下一次操作的起点位置 |
设置终点 | setLastPoint | 重置当前path中最后一个点位置,如果在绘制之前调用,效果和moveTo相同 |
连接直线 | lineTo | 添加上一个点到当前点之间的直线到Path |
闭合路径 | close | 连接第一个点连接到最后一个点,形成一个闭合区域 |
添加内容 | addRect, addRoundRect, addOval, addCircle, addPath, addArc, arcTo | 添加(矩形, 圆角矩形, 椭圆, 圆, 路径, 圆弧) 到当前Path (注意addArc和arcTo的区别) |
是否为空 | isEmpty | 判断Path是否为空 |
是否为矩形 | isRect | 判断path是否是一个矩形 |
替换路径 | set | 用新的路径替换到当前路径所有内容 |
偏移路径 | offset | 对当前路径之前的操作进行偏移(不会影响之后的操作) |
贝塞尔曲线 | quadTo, cubicTo | 分别为二次和三次贝塞尔曲线的方法 |
rXxx方法 | rMoveTo, rLineTo, rQuadTo, rCubicTo | 不带r的方法是基于原点的坐标系(偏移量), rXxx方法是基于当前点坐标系(偏移量) |
填充模式 | setFillType, getFillType, isInverseFillType, toggleInverseFillType | 设置,获取,判断和切换填充模式 |
提示方法 | incReserve | 提示Path还有多少个点等待加入(这个方法貌似会让Path优化存储结构) |
布尔操作(API19) | op | 对两个Path进行布尔运算(即取交集、并集等操作) |
计算边界 | computeBounds | 计算Path的边界 |
重置路径 | reset, rewind | 清除Path中的内容 reset不保留内部数据结构,但会保留FillType. rewind会保留内部的数据结构,但不保留FillType |
矩阵操作 | transform | 矩阵变换 |
二.Path详解
上一次除了一些常用函数之外,讲解的基本上都是直线,本次需要了解其中的曲线部分,说到曲线,就不得不提大名鼎鼎的贝塞尔曲线。它的发明者是下面这个人(法国数学家PierreBézier)。
贝塞尔曲线能干什么?
贝塞尔曲线的运用是十分广泛的,可以说贝塞尔曲线奠定了计算机绘图的基础(因为它可以将任何复杂的图形用精确的数学语言进行描述),在你不经意间就已经使用过它了。
你会使用Photoshop的话,你可能会注意到里面有一个钢笔工具,这个钢笔工具核心就是贝塞尔曲线。
你说你不会PS? 没关系,你如果看过前面的文章或者用过2D绘图,肯定绘制过圆,圆弧,圆角矩形等这些东西。这里面的圆弧部分全部都是贝塞尔曲线的运用。
贝塞尔曲线作用十分广泛,简单举几个的栗子:
QQ小红点拖拽效果
一些炫酷的下拉刷新控件
阅读软件的翻书效果
一些平滑的折线图的制作
很多炫酷的动画效果
如何轻松入门贝塞尔曲线?
虽然贝塞尔曲线用途非常广泛,然而目前貌似并没有适合的中文教程,能够搜索出来Android关于贝塞尔曲线的中文文章基本可以分为以下几种:
科普型(只是让人了解贝塞尔,并没有实质性的内容)
装逼型(摆出来一大堆公式,引用一堆英文原文)
基础型(仅仅是讲解贝塞尔曲线的两个函数用法)
实战型(根据实例讲解其中贝塞尔曲线的运用)
以上几种类型中比较有用的就是基础型和实战型,但两者各有不足,本文会综合两者内容,从零开始学习贝塞尔曲线。
第一步.理解贝塞尔曲线的原理
此处理解贝塞尔曲线并非是学会公式的推导过程(不是推倒(ノ*ω)ノ),而是要了解贝塞尔曲线是如何生成的。 贝塞尔曲线是用一系列点来控制曲线状态的,我将这些点简单分为两类:
类型 | 作用 |
---|---|
数据点 | 确定曲线的起始和结束位置 |
控制点 | 确定曲线的弯曲程度 |
此处暂时仅作了解概念,接下来就会讲解其中详细的含义。
一阶曲线原理:
一阶曲线是没有控制点的,仅有两个数据点(A 和 B),最终效果一个线段。
上图表示的是一阶曲线生成过程中的某一个阶段,动态过程可以参照下图(本文中贝塞尔曲线相关的动态演示图片来自维基百科)。
PS:一阶曲线其实就是前面讲解过的lineTo。
二阶曲线原理:
二阶曲线由两个数据点(A 和 C),一个控制点(B)来描述曲线状态,大致如下:
上图中红色曲线部分就是传说中的二阶贝塞尔曲线,那么这条红色曲线是如何生成的呢?接下来我们就以其中的一个状态分析一下:
连接AB BC,并在AB上取点D,BC上取点E,使其满足条件:
连接DE,取点F,使得:
这样获取到的点F就是贝塞尔曲线上的一个点,动态过程如下:
PS: 二阶曲线对应的方法是quadTo
三阶曲线原理:
三阶曲线由两个数据点(A 和 D),两个控制点(B 和 C)来描述曲线状态,如下:
三阶曲线计算过程与二阶类似,具体可以见下图动态效果:
PS: 三阶曲线对应的方法是cubicTo
贝塞尔曲线速查表
强烈推荐点击这里练习贝塞尔曲线,可以加深对贝塞尔曲线的理解程度。
第二步.了解贝塞尔曲线相关函数使用方法
一阶曲线:
一阶曲线是一条线段,非常简单,可以参见上一篇文章Path之基本操作,此处就不详细讲解了。
二阶曲线:
通过上面对二阶曲线的简单了解,我们知道二阶曲线是由两个数据点,一个控制点构成,接下来我们就用一个实例来演示二阶曲线是如何运用的。
首先,两个数据点是控制贝塞尔曲线开始和结束的位置,比较容易理解,而控制点则是控制贝塞尔的弯曲状态,相对来说比较难以理解,所以本示例重点在于理解贝塞尔曲线弯曲状态与控制点的关系,废话不多说,先上效果图:
为了更加容易看出控制点与曲线弯曲程度的关系,上图中绘制出了辅助点和辅助线,从上面的动态图可以看出,贝塞尔曲线在动态变化过程中有类似于橡皮筋一样的弹性效果,因此在制作一些弹性效果的时候很常用。
主要代码如下:
public class Bezier extends View {
private Paint mPaint;
private int centerX, centerY;
private PointF start, end, control;
public Bessel1(Context context) {
super(context);
mPaint = new Paint;
mPaint.setColor(Color.BLACK);
mPaint.setStrokeWidth(8);
mPaint.setStyle(Paint.Style.STROKE);
mPaint.setTextSize(60);
start = new PointF(0,0);
end = new PointF(0,0);
control = new PointF(0,0);
}
@Override
protected void onSizeChanged(int w, int h, int oldw, int oldh) {
super.onSizeChanged(w, h, oldw, oldh);
centerX = w/2;
centerY = h/2;
// 初始化数据点和控制点的位置
start.x = centerX-200;
start.y = centerY;
end.x = centerX+200;
end.y = centerY;
control.x = centerX;
control.y = centerY-100;
}
@Override
public boolean onTouchEvent(MotionEvent event) {
// 根据触摸位置更新控制点,并提示重绘
control.x = event.getX;
control.y = event.getY;
invalidate;
return true;
}
@Override
protected void onDraw(Canvas canvas) {
super.onDraw(canvas);
// 绘制数据点和控制点
mPaint.setColor(Color.GRAY);
mPaint.setStrokeWidth(20);
canvas.drawPoint(start.x,start.y,mPaint);
canvas.drawPoint(end.x,end.y,mPaint);
canvas.drawPoint(control.x,control.y,mPaint);
// 绘制辅助线
mPaint.setStrokeWidth(4);
canvas.drawLine(start.x,start.y,control.x,control.y,mPaint);
canvas.drawLine(end.x,end.y,control.x,control.y,mPaint);
// 绘制贝塞尔曲线
mPaint.setColor(Color.RED);
mPaint.setStrokeWidth(8);
Path path = new Path;
path.moveTo(start.x,start.y);
path.quadTo(control.x,control.y,end.x,end.y);
canvas.drawPath(path, mPaint);
}
}
接下文
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