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手撸一个物体下落的控件,实现雪花飘落效果

手撸一个物体下落的控件,实现雪花飘落效果

作者: 饮水思源为名 | 来源:发表于2018-12-26 11:55 被阅读21次

    效果图:

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    参考文章:

    Android自定义View——从零开始实现雪花飘落效果
    感谢原文作者,不仅实现了效果,并且写得非常详细,还做了优化。笔者参考原文作者的源码,做了一点修改,实现了效果并加入了项目中。不过都大同小异,下面笔者会将学习和制作中的难点和注意点分享给大家。

    提炼与分享:

    1. 如何实现简单的物体下落:

        @Override
        protected void onDraw(Canvas canvas) {
            super.onDraw(canvas);
            if(fallObjects.size()>0){
                for (int i=0;i<fallObjects.size();i++) {
                    //然后进行绘制
                    fallObjects.get(i).drawObject(canvas);
                }
                // 隔一段时间重绘一次, 动画效果
                getHandler().postDelayed(runnable, intervalTime);
            }
        }
        private Runnable runnable = new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                invalidate();
            }
        };
        public void drawObject(Canvas canvas){
            moveObject();
            canvas.drawBitmap(bitmap,presentX,presentY,null);
        }
        private void moveObject(){
            moveX();
            moveY();
            if(presentY>parentHeight || presentX<-bitmap.getWidth() || presentX>parentWidth+bitmap.getWidth()){
                reset();
            }
        }
        private void moveY(){
            presentY += presentSpeed;
        }
        private void moveX(){
            presentX += defaultWindSpeed * Math.sin(angle);
            if(isAngleChange){
                angle += (float) (random.nextBoolean()?-1:1) * Math.random() * 0.0025;
            }
        }
        private void reset(){
            presentY = -objectHeight;
            randomSpeed();
            randomWind();//记得重置一下初始角度,不然雪花会越下越少(因为角度累加会让雪花越下越偏)
        }
    

      首先是Y轴控制竖直下落,初始的Y轴坐标是通过屏幕高度取随机值-屏幕高度来确定的。这样物体会从不同的位置下落,在相同速度的情况下,也能在不同的时间进入屏幕。
      然后是X轴,正常的雪花肯定不是竖直下落,也不是折线下落,而是弧形,View中采用的sin函数的-Pi到Pi之间的值绘制弧形。x轴的初始位置通过对屏幕宽度做随机值确定。
      最后在物体到底屏幕底部,或者超过屏幕左右边界时,重置物体(reset方法)。需要重置的是y轴的点,以及物体的速度,当然还有我们模拟的风力,后面会单独说。

    2. 为什么要使用Builder建造者模式

      其实原文已经讲得很仔细了,我们物体会有大量的参数和对应的行为方法,为了提高代码的可读性,我们将物体提取出来,作为一个单独的类。而大量的参数采用普通的构造方法去构造,实在是不知道,传入的参数究竟代表什么。而建造者模式能够解决这个问题。

            FallObject.Builder builder = new FallObject.Builder(getResources().getDrawable(R.drawable.snowflake));
            FallObject fallObject = builder
                    .setSpeed(8,true)
                    .setSize(80,80,true)
                    .setWind(5,true)
                    .build();
            //初始化一个雪球样式的fallObject
            ((FallingView)findViewById(R.id.fallingView)).addFallObject(fallObject,60);//添加60个雪球对象
    

      在这个项目中,我们将所有与下落物体相关的方法和属性全部封装在FallObject中,并且提供Builder内部类实例化。而我们的View则仅仅需要作为一个画布,提供添加下落对象的方法,重复的绘制物体即可。至于绘制的对象是要下落还是要旋转,都与View没有关系了。

    3. 绘制图片并且控制其大小

      绘制图片在View中是有提供方法的:canvas.drawBitmap(bitmap,presentX,presentY,null);从方法中可以看到,我们需要的是bitmap的图片,那么,我们在修改图片大小之前,还需要先将drawable转化为bitmap。

        /**
         * drawable图片资源转bitmap
         * @param drawable
         * @return
         */
        public static Bitmap drawableToBitmap(Drawable drawable) {
            Bitmap bitmap = Bitmap.createBitmap(
                    drawable.getIntrinsicWidth(),
                    drawable.getIntrinsicHeight(),
                    drawable.getOpacity() != PixelFormat.OPAQUE ? Bitmap.Config.ARGB_8888
                            : Bitmap.Config.RGB_565);
            Canvas canvas = new Canvas(bitmap);
            drawable.setBounds(0, 0, drawable.getIntrinsicWidth(), drawable.getIntrinsicHeight());
            drawable.draw(canvas);
            return bitmap;
        }
    

      上面是drawable转化为bitmap的代码,简单来讲就是Bitmap的采用的是工厂模式创建一个bitmap空对象,然后通过drawable将图片图像画在bitmap对象中。

        /**
         * 改变bitmap的大小
         * @param bitmap 目标bitmap
         * @param newW 目标宽度-
         * @param newH 目标高度
         * @return
         */
        public static Bitmap changeBitmapSize(Bitmap bitmap, int newW, int newH) {
            int oldW = bitmap.getWidth();
            int oldH = bitmap.getHeight();
            // 计算缩放比例
            float scaleWidth = ((float) newW) / oldW;
            float scaleHeight = ((float) newH) / oldH;
            // 取得想要缩放的matrix参数
            Matrix matrix = new Matrix();
            matrix.postScale(scaleWidth, scaleHeight);
            // 得到新的图片
            bitmap = Bitmap.createBitmap(bitmap, 0, 0, oldW, oldH, matrix, true);
            return bitmap;
        }
    

      上面是改变图片显示大小的方法。就是直接对bitmap的缩放操作返回新的bitmao对象。需要注意的是为了保证不失帧,新的宽高度需要按原大小等比例缩放。

    4. 如何引入风的概念

        /**
         * 随机风的风向和风力大小比例,即随机物体初始下落角度
         */
        private void randomWind(){
            if(isAngleChange){
                angle = (float) ((random.nextBoolean()?-1:1) * Math.random() * initWindLevel /50);
            }else {
                angle = (float) initWindLevel /50;
            }
            //限制angle的最大最小值
            if(angle>HALF_PI){
                angle = HALF_PI;
            }else if(angle<-HALF_PI){
                angle = -HALF_PI;
            }
        }
    

      正常情况下,我们的雪花不会是直线下落的,而是有轻微的弧度飘落,我们通过改变X轴的方式来实现水平位移,但是为了保证位移的平滑,我们采用了sin正弦函数计算x轴的值,采用-π/2到π/2的弧线值作为函数的角度。这个曲线值是[-1,1],可以实现雪花自由的左右弧线移动。initWindLevel是我们模拟的风力,风力值越大,雪花飘落的弧度就越大。

    源码:

    画布View:

    package com.wusy.wusylibrary.view.FallingView;
    
    import android.content.Context;
    import android.graphics.Canvas;
    import android.graphics.Color;
    import android.graphics.Paint;
    import android.support.annotation.Nullable;
    import android.util.AttributeSet;
    import android.view.View;
    import android.view.ViewTreeObserver;
    
    import java.util.ArrayList;
    import java.util.List;
    
    /**
     * Created by XIAO RONG on 2018/12/24.
     */
    
    public class FallingView extends View {
    
        private Context mContext;
        private AttributeSet mAttrs;
    
        private int viewWidth;
        private int viewHeight;
    
        private static final int defaultWidth = 600;//默认宽度
        private static final int defaultHeight = 1000;//默认高度
        private static final int intervalTime = 10;//重绘间隔时间
    
        private List<FallObject> fallObjects;
    
        public FallingView(Context context) {
            super(context);
            mContext = context;
            init();
        }
    
        public FallingView(Context context, @Nullable AttributeSet attrs) {
            super(context, attrs);
            mContext = context;
            mAttrs = attrs;
            init();
        }
    
        private void init(){
            fallObjects = new ArrayList<>();
        }
    
        @Override
        protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
            super.onMeasure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);
            int height = measureSize(defaultHeight, heightMeasureSpec);
            int width = measureSize(defaultWidth, widthMeasureSpec);
            setMeasuredDimension(width, height);
    
            viewWidth = width;
            viewHeight = height;
        }
    
        private int measureSize(int defaultSize,int measureSpec) {
            int result = defaultSize;
            int specMode = MeasureSpec.getMode(measureSpec);
            int specSize = MeasureSpec.getSize(measureSpec);
    
            if (specMode == MeasureSpec.EXACTLY) {
                result = specSize;
            } else if (specMode == MeasureSpec.AT_MOST) {
                result = Math.min(result, specSize);
            }
            return result;
        }
    
        @Override
        protected void onDraw(Canvas canvas) {
            super.onDraw(canvas);
            if(fallObjects.size()>0){
                for (int i=0;i<fallObjects.size();i++) {
                    //然后进行绘制
                    fallObjects.get(i).drawObject(canvas);
                }
                // 隔一段时间重绘一次, 动画效果
                getHandler().postDelayed(runnable, intervalTime);
            }
        }
    
        // 重绘线程
        private Runnable runnable = new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                invalidate();
            }
        };
        /**
         * 向View添加下落物体对象
         * @param fallObject 下落物体对象
         * @param num
         * view.getViewTreeObserver().addOnPreDrawListener(opdl)
         * 此方法在视图绘制前会被调用,测量结束,客户获取到一些数据。再计算一些动态宽高时可以使用。
         * 调用一次后需要注销这个监听,否则会阻塞ui线程。
         */
        public void addFallObject(final FallObject fallObject, final int num) {
            getViewTreeObserver().addOnPreDrawListener(new ViewTreeObserver.OnPreDrawListener() {
                @Override
                public boolean onPreDraw() {
                    getViewTreeObserver().removeOnPreDrawListener(this);
                    for (int i = 0; i < num; i++) {
                        FallObject newFallObject = new FallObject(fallObject.builder,viewWidth,viewHeight);
                        fallObjects.add(newFallObject);
                    }
                    invalidate();
                    return true;
                }
            });
        }
    }
    

    下落物体类:

    package com.wusy.wusylibrary.view.FallingView;
    
    import android.graphics.Bitmap;
    import android.graphics.Canvas;
    import android.graphics.Matrix;
    import android.graphics.PixelFormat;
    import android.graphics.drawable.Drawable;
    
    import java.util.Random;
    
    public class FallObject {
        private int initX;
        private int initY;
        private Random random;
        private int parentWidth;//父容器宽度
        private int parentHeight;//父容器高度
        private float objectWidth;//下落物体宽度
        private float objectHeight;//下落物体高度
    
        public int initWindLevel;//初始风力等级
        private float angle;//下落物体角度
        private boolean isAngleChange;//下落物体角度是否改变
        private static final int defaultWindLevel = 0;//默认风力等级
        private static final int defaultWindSpeed = 10;//默认单位风速
        private static final float HALF_PI = (float) Math.PI / 2;//π/2
    
        public float initSpeed;//初始下降速度
        public float presentSpeed;//当前下降速度
    
    
        public float presentX;//当前位置X坐标
        public float presentY;//当前位置Y坐标
    
        private boolean isSpeedRandom;//物体初始下降速度比例是否随机
        private boolean isSizeRandom;//物体初始大小比例是否随机
    
        private Bitmap bitmap;
        public Builder builder;
    
        private static final int defaultSpeed = 10;//默认下降速度
    
        public FallObject(Builder builder, int parentWidth, int parentHeight){
            random = new Random();
            this.parentWidth = parentWidth;
            this.parentHeight = parentHeight;
            initX = random.nextInt(parentWidth);//随机物体的X坐标
            initY = random.nextInt(parentHeight)- parentHeight;//随机物体的Y坐标,并让物体一开始从屏幕顶部下落
            presentX = initX;
            presentY = initY;
            this.builder = builder;
            isSpeedRandom = builder.isSpeedRandom;
            isSizeRandom = builder.isSizeRandom;
            isAngleChange=builder.isAngleChange;
            initWindLevel=builder.initWindLevel;
            randomSpeed();
            randomSize();
        }
    
        private FallObject(Builder builder) {
            this.builder = builder;
            initSpeed = builder.initSpeed;
            bitmap = builder.bitmap;
            isSpeedRandom = builder.isSpeedRandom;
            isSizeRandom = builder.isSizeRandom;
            isAngleChange=builder.isAngleChange;
            initWindLevel=builder.initWindLevel;
        }
        /**
         * 绘制物体对象
         * @param canvas
         */
        public void drawObject(Canvas canvas){
            moveObject();
            canvas.drawBitmap(bitmap,presentX,presentY,null);
        }
    
        /**
         * 移动物体对象
         */
        private void moveObject(){
            moveX();
            moveY();
            if(presentY>parentHeight || presentX<-bitmap.getWidth() || presentX>parentWidth+bitmap.getWidth()){
                reset();
            }
        }
    
        /**
         * Y轴上的移动逻辑
         */
        private void moveY(){
            presentY += presentSpeed;
        }
        private void moveX(){
            presentX += defaultWindSpeed * Math.sin(angle);
            if(isAngleChange){
                angle += (float) (random.nextBoolean()?-1:1) * Math.random() * 0.0025;
            }
        }
        /**
         * 重置object位置
         */
        private void reset(){
            presentY = -objectHeight;
            randomSpeed();
            randomWind();//记得重置一下初始角度,不然雪花会越下越少(因为角度累加会让雪花越下越偏)
        }
        /**
         * 随机风的风向和风力大小比例,即随机物体初始下落角度
         */
        private void randomWind(){
            if(isAngleChange){
                angle = (float) ((random.nextBoolean()?-1:1) * Math.random() * initWindLevel /50);
            }else {
                angle = (float) initWindLevel /50;
            }
            //限制angle的最大最小值
            if(angle>HALF_PI){
                angle = HALF_PI;
            }else if(angle<-HALF_PI){
                angle = -HALF_PI;
            }
        }
        /**
         * 随机物体初始下落速度
         */
        private void randomSpeed(){
            if(isSpeedRandom){
                initSpeed = (float)((random.nextInt(3)+1)*0.1+1)* builder.initSpeed;
            }else {
                initSpeed = builder.initSpeed;
            }
            presentSpeed = initSpeed;
        }
    
        /**
         * 随机物体初始大小比例
         */
        private void randomSize(){
            if(isSizeRandom){
                float r = (random.nextInt(10)+1)*0.1f;
                float rW = r * builder.bitmap.getWidth();
                float rH = r * builder.bitmap.getHeight();
                bitmap = changeBitmapSize(builder.bitmap,(int)rW,(int)rH);
            }else {
                bitmap = builder.bitmap;
            }
            objectWidth = bitmap.getWidth();
            objectHeight = bitmap.getHeight();
        }
        /**
         * 改变bitmap的大小
         * @param bitmap 目标bitmap
         * @param newW 目标宽度-
         * @param newH 目标高度
         * @return
         */
        public static Bitmap changeBitmapSize(Bitmap bitmap, int newW, int newH) {
            int oldW = bitmap.getWidth();
            int oldH = bitmap.getHeight();
            // 计算缩放比例
            float scaleWidth = ((float) newW) / oldW;
            float scaleHeight = ((float) newH) / oldH;
            // 取得想要缩放的matrix参数
            Matrix matrix = new Matrix();
            matrix.postScale(scaleWidth, scaleHeight);
            // 得到新的图片
            bitmap = Bitmap.createBitmap(bitmap, 0, 0, oldW, oldH, matrix, true);
            return bitmap;
        }
        /**
         * drawable图片资源转bitmap
         * @param drawable
         * @return
         */
        public static Bitmap drawableToBitmap(Drawable drawable) {
            Bitmap bitmap = Bitmap.createBitmap(
                    drawable.getIntrinsicWidth(),
                    drawable.getIntrinsicHeight(),
                    drawable.getOpacity() != PixelFormat.OPAQUE ? Bitmap.Config.ARGB_8888
                            : Bitmap.Config.RGB_565);
            Canvas canvas = new Canvas(bitmap);
            drawable.setBounds(0, 0, drawable.getIntrinsicWidth(), drawable.getIntrinsicHeight());
            drawable.draw(canvas);
            return bitmap;
        }
    
        public static final class Builder {
            private float initSpeed;
            private Bitmap bitmap;
            private boolean isSpeedRandom;
            private boolean isSizeRandom;
            private int initWindLevel;//下落物体角度
            private boolean isAngleChange;//下落物体角度是否改变
            public Builder(Bitmap bitmap) {
                this.initSpeed = defaultSpeed;
                this.bitmap = bitmap;
            }
            public Builder(Drawable drawable) {
                this.initSpeed = defaultSpeed;
                this.bitmap = drawableToBitmap(drawable);
            }
    
            /**
             * 设置物体的初始下落速度
             * @param level
             * @param isAngleChange 物体初始下降速度比例是否随机
             * @return
             */
            public Builder setWind(int level,boolean isAngleChange) {
                this.initWindLevel  = level;
                this.isAngleChange = isAngleChange;
                return this;
            }
            /**
             * 设置物体的初始下落速度
             * @param speed
             * @return
             */
            public Builder setSpeed(float speed) {
                this.initSpeed = speed;
                return this;
            }
            /**
             * 设置物体的初始下落速度
             * @param speed
             * @param isRandomSpeed 物体初始下降速度比例是否随机
             * @return
             */
            public Builder setSpeed(float speed,boolean isRandomSpeed) {
                this.initSpeed = speed;
                this.isSpeedRandom = isRandomSpeed;
                return this;
            }
            /**
             * 设置下落物体的大小
             * @param w
             * @param h
             * @return
             */
            public Builder setSize(int w, int h){
                this.bitmap = changeBitmapSize(this.bitmap,w,h);
                return this;
            }
            /**
             * 设置物体大小
             * @param w
             * @param h
             * @param isRandomSize 物体初始大小比例是否随机
             * @return
             */
            public Builder setSize(int w, int h, boolean isRandomSize){
                this.bitmap = changeBitmapSize(this.bitmap,w,h);
                this.isSizeRandom = isRandomSize;
                return this;
            }
    
            /**
             * 构建FallObject
             * @return
             */
            public FallObject build() {
                return new FallObject(this);
            }
    
        }
    }
    

    在用户在xml中使用,Activity中实例化:

      FallObject.Builder builder = new FallObject.Builder(getResources().getDrawable(R.drawable.snowflake));
            FallObject fallObject = builder
                    .setSpeed(8,true)
                    .setSize(80,80,true)
                    .setWind(5,true)
                    .build();
            //初始化一个雪球样式的fallObject
            ((FallingView)findViewById(R.id.fallingView)).addFallObject(fallObject,60);//添加50个雪球对象
    
     <com.wusy.wusylibrary.view.FallingView.FallingView
                android:id="@+id/fallingView"
                android:layout_width="match_parent"
                android:layout_height="match_parent" />
    

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        本文标题:手撸一个物体下落的控件,实现雪花飘落效果

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