Android 自定义view实现水波纹动画效果

Z时代
2024-01-10
分类：综合

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); 
 } 
}