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Android 高级UI10 Path及其贝塞尔曲线

Android 高级UI10 Path及其贝塞尔曲线

作者: 香沙小熊 | 来源:发表于2019-03-12 16:16 被阅读64次

    Android 高级UI 目录
    Path工具类:用来记录线条的轨迹路径
    canvas.draw(path,paint);
    贝塞尔曲线
    现实生活当中,任何的曲线和曲面都可以用贝塞尔公式来解决。
    比如:

    1.设计贝塞尔曲线或者贝塞尔曲线效果图
    2.怎么去得到贝塞尔曲线的几个要素(比如二阶贝塞尔:p0初始位置,p1拐点,p2结束点)
    p1拐点如何确定,可以通过工具来确定,比如Photoshop点钢笔工具等

    原理和简单推导(以三阶为例):

    P0P02P2是一条抛物线上顺序三个不同的点。过P0P2点的两切线交于P1点,在P02点的切线交P0P1P2P1P01P11,则如下比例成立:

    这是所谓抛物线的三切线定理。

    P0P2固定,引入参数t,令上述比值为t:(1-t),即有:

    t从0变到1,第一、二式就分别表示控制二边形的第一、二条边,它们是两条一次Bezier曲线。将一、二式代入第三式得:

    t从0变到1时,它表示了由三顶点P0、P1、P2三点定义的一条二次Bezier曲线。

    并且表明:

    二次Bezier曲线P02可以定义为分别由前两个顶点(P0,P1)和后两个顶点(P1,P2)决定的一次Bezier曲线的线性组合**。

    依次类推,

    由四个控制点定义的三次Bezier曲线P03可被定义为分别由(P0,P1,P2)和(P1,P2,P3)确定的二条二次Bezier曲线的线性组合,由(n+1)个控制点Pi(i=0,1,...,n)定义的n次Bezier曲线P0n可被定义为分别由前、后n个控制点定义的两条(n-1)次Bezier曲线P0n-1P1n-1的线性组合:

    image

    由此得到Bezier曲线的递推计算公式

    image

    这就是这就是de Casteljau算法,可以简单阐述三阶贝塞尔曲线原理。

    Bézier curve(贝塞尔曲线)是应用于二维图形应用程序的数学曲线。 曲线定义:起始点、终止点(也称锚点)、控制点。通过调整控制点,贝塞尔曲线的形状会发生变化。 1962年,法国数学家Pierre Bézier第一个研究了这种矢量绘制曲线的方法,并给出了详细的计算公式,因此按照这样的公式绘制出来的曲线就用他的姓氏来命名,称为贝塞尔曲线。

    以下公式中:B(t)为t时间下 点的坐标;

    P0为起点,Pn为终点,Pi为控制点

    一阶贝塞尔曲线(线段):

    image.png image

    意义:由 P0 至 P1 的连续点, 描述的一条线段

    二阶贝塞尔曲线(抛物线):

    image

    原理:由 P0 至 P1 的连续点 Q0,描述一条线段。
    由 P1 至 P2 的连续点 Q1,描述一条线段。
    由 Q0 至 Q1 的连续点 B(t),描述一条二次贝塞尔曲线。

    经验:P1-P0为曲线在P0处的切线。

    三阶贝塞尔曲线:

    image

    通用公式:

    image.png

    高阶贝塞尔曲线:

    4阶曲线:

    image

    5阶曲线:

    image
    二阶贝塞尔曲线
    public class WaveView extends View {
    
        private Paint paint;
        private Path path;
    
        public WaveView(Context context) {
            super(context);
    
        }
    
        public WaveView(Context context,
                @Nullable AttributeSet attrs) {
            super(context, attrs);
    
            init();
        }
    
        private void init() {
            path = new Path();
            paint = new Paint();
            paint.setColor(Color.RED);
            paint.setStyle(Style.STROKE);
            paint.setStrokeWidth(10);
        }
    
        @Override
        protected void onDraw(Canvas canvas) {
            super.onDraw(canvas);
            //第一个点--起始点
            path.moveTo(100, 400);
            //二阶贝塞尔曲线1
    
            path.quadTo(250, 200, 400, 400);
    
            //二阶贝塞尔曲线2(后面的曲线的起始点默认是接着上一个曲线的结束点)
            path.quadTo(550, 600, 700, 400);
            //关闭路径(将起点和终点闭合)
            path.close();
            canvas.drawPath(path, paint);
    
        }
    }
    
    三阶贝塞尔曲线
            path.moveTo(100, 700);
            path.cubicTo(50, 500, 550, 500, 700, 700);
            canvas.drawPath(path, paint);
    
    波浪实例
    public class WaveView extends View {
    
        private Paint paint;
        private Path path;
    
        //波长
        private int waveLength = 800;
        private int dx;
        private int dy;
    
        public WaveView(Context context) {
            super(context);
    
        }
    
        public WaveView(Context context,
                @Nullable AttributeSet attrs) {
            super(context, attrs);
    
            init();
        }
    
        private void init() {
            path = new Path();
            paint = new Paint();
            paint.setColor(Color.RED);
            paint.setStyle(Style.FILL_AND_STROKE);
            paint.setStrokeWidth(10);
        }
    
        @Override
        protected void onDraw(Canvas canvas) {
            super.onDraw(canvas);
    
            path.reset();
            int originY = 500;
    //        if(dy<originY + 150){
    //            dy += 30;
    //        }
            int halfWaveLength = waveLength / 2;
            path.moveTo(-waveLength + dx, originY - dy);
    
            //屏幕宽度里面画多少哥波长
            for (int i = -waveLength; i < getWidth() + waveLength; i += waveLength) {
    
                //二阶贝塞尔曲线1
                /**
                 * 相对于起始点的增量
                 */
                path.rQuadTo(halfWaveLength / 2, -150, halfWaveLength, 0);
                path.rQuadTo(halfWaveLength / 2, 150, halfWaveLength, 0);
    
            }
            //颜色填充
            //画一个封闭的空间
            path.lineTo(getWidth(), getHeight());
            path.lineTo(0, getHeight());
            path.close();
            canvas.drawPath(path, paint);
    
        }
    
        public void startAnimation() {
            ValueAnimator animator = ValueAnimator.ofInt(0, waveLength);
            animator.setDuration(1000);
            animator.setInterpolator(new LinearInterpolator());
            //无限循环
            animator.setRepeatCount(ValueAnimator.INFINITE);
            animator.addUpdateListener(new AnimatorUpdateListener() {
                @Override
                public void onAnimationUpdate(ValueAnimator animation) {
                    dx = (int) animation.getAnimatedValue();
                    postInvalidate();
                }
            });
            animator.start();
        }
    
    }
    
    调用
    WaveView waveView = findViewById(R.id.waveView);
    waveView.startAnimation();
    
    特别感谢:

    http://blog.csdn.net/tianhai110/article/details/2203572

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