Android 通过自定义view实现水波纹效果案例详解

在实际的开发中，很多时候还会遇到相对比较复杂的需求，比如产品妹纸或UI妹纸在哪看了个让人兴奋的效果，兴致高昂的来找你，看了之后目的很明确，当然就是希望你能给她；

在这样的关键时候，身子板就一定得硬了，可千万别说不行，爷们儿怎么能说不行呢；

好了，为了让大家都能给妹纸们想要的，后面会逐渐分享一些比较比较不错的效果，目的只有一个，通过自定义view实现我们所能实现的动效；

今天主要分享水波纹效果：

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：

自定义View根据实际情况可以选择继承自View、TextView、ImageView或其他，我们先只需要了解如何利用android给我们提供好的利刃去满足UI妹纸；

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：

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；

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();

主要过程就以上这些，全部代码如下：

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(mContext, 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);
    }

}

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