Android：自定义沿着曲线轨迹移动

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二流小码农 发表于 2023/08/11 09:17:55 2023/08/11
【摘要】 实现这样的一个需求，最主要的是曲线的绘制，和如何设置移动的icon轨迹，这两部分攻克之后，这个需求也就完成了。

前言


前几天，后台有老铁留言，说有个需求，画两条曲线，中间是一个小球，沿着两条线中间的轨迹从左往右移动，让提供个思路，做为一个极度宠粉的博主，思路不仅要提供，实现方案也必须要给出，在互联网中玩的就是真实！



今天的文章大致如下：


1、最终实现效果

2、思路及主要源码剖析

3、全部源码

4、总结


一、最终实现效果



简单录制了一个Gif动画，如下图所示，虽然说是一个简单的Demo，但给出了相关属性和方法，像移动的Icon图标，曲线的的粗细及颜色，以及动画的时长和重复播放都可以动态控制，相关设置之后，即可满足粉丝提出的需求。


二、思路及主要源码剖析


实现这样的一个需求，最主要的是曲线的绘制，和如何设置移动的icon轨迹，这两部分攻克之后，这个需求也就完成了。


首先，如何绘制一条曲线呢？潜意识当中，肯定会想到贝塞尔曲线，有的老铁也许未接触过，觉得这是一个高大上的技术，其实，真正接触起来，也就那么回事，毕竟在Android当中原生的Api就给我们提供了绘制的方法，使用贝塞尔曲线这是再方便不过的。


对贝塞尔曲线做一个简单的概述吧，PhotoShop工具大家都用过吧，里面的”钢笔“功能，就是用贝塞尔曲线来作为计算基础绘制的。



贝塞尔曲线其原理主要是依靠顶点间的比例来计算，具体就是通过起始点和终点，以及若干控制点，通过调整控制点来形成的，在日常的开发中，最常见的就是二阶和三阶贝塞尔曲线，有的老铁可能会问，为啥没有一阶，因为一阶是没有控制点的，仅有两个数据点(A 和 B)，也就是一条直线，这个没什么好说的。


二阶贝塞尔曲线



上图比较简单，模拟二阶贝塞尔曲线的运动轨迹，首先P₀和P₁形成了一条一阶贝塞尔曲线，Q₀就是这条线上匀速运动的点，P₁和P₂也是一条贝塞尔曲线，同样Q₁是这条线上匀速运动的点，两条一阶贝塞尔曲线，Q₀和Q₁相连后又生成了新的一条一阶贝塞尔曲线，而在这条线上匀速运动的点B，它的运动形态就是二阶贝塞尔曲线的最终形态，简而言之，之所以称B的运动轨迹为二阶贝塞尔曲线，是因为B的运动轨迹建立在两条一阶贝塞尔曲线之上。

动态的运动轨迹如下：




在Android中二阶贝塞尔绘制相关Api如下：


public void quadTo(float x1, float y1, float x2, float y2)
public void rQuadTo(float dx1, float dy1, float dx2, float dy2)


quadTo函数，其中前两个点为控制点坐标，也就是上面的P₁，而后两个点则是终点坐标，也就是P₂，至于起始点，也就是P₀，在开发中，使用path.moveTo()设置起始点。


rQuadTo函数，四个参数解释如下：dx1，控制点x坐标，相对于上一个终点x坐标的位移；dy1，控制点y坐标，相对于上一个终点y坐标的位移；dx2，终点x坐标，相对于上一个终点x坐标位移；dy2：终点y坐标，相对于上一个坐标y坐标的位移。


至于三阶贝塞尔曲线，暂时没有用到，先不做解释，后续有时间，再对贝塞尔曲线做详细解释吧。


简单的了解完贝塞尔曲线之后，那么绘制曲线就比较简单了，根据需求，上下两条曲线，由于路径不一样，则需要逐一创建，在这里，我单独创建了一个中间的路径，也就是两条曲线的中间位置，这个路径不做绘制，用于移动的View轨迹使用。


由于屏幕的宽度和自己设置的曲面宽度不一样，为了达到曲线展示的完整性，当小于屏幕的宽度时，我们进行循环绘制，曲线绘制代码如下：


override fun onDraw(canvas: Canvas?) {
        super.onDraw(canvas)
        val centerHeight = height / 2//y轴中点
        val leftStartPoint = mCurveWidth / 2 //左边起始点

        //上面的路径起始点
        mPathTop.moveTo(0f, (centerHeight - mCurveMargin))
        //中间的路径起始点
        mPathCenter.moveTo(-mCurveThumpWidth, centerHeight.toFloat() - mCurveThumpHeight / 2)
        //下面的路径起始点
        mPathBottom.moveTo(0f, (centerHeight + mCurveMargin))

        var tempWidth = 0//循环，若大于View的宽度，就停止

        while (tempWidth < width) {
            val controlX = (leftStartPoint / 2).toFloat()//控制点X坐标
            val controlY = -100f//控制点Y坐标

            val endX = leftStartPoint.toFloat()//结束X坐标
            val endY = 0f//结束Y坐标

            setCurvePath(mPathTop, controlX, controlY, endX, endY)
            setCurvePath(mPathCenter, controlX, controlY, endX, endY)
            setCurvePath(mPathBottom, controlX, controlY, endX, endY)

            tempWidth += mCurveWidth
        }

        canvas?.drawPath(mPathTop, mPaint)

        canvas?.drawPath(mPathBottom, mPaint)

    }


因为需要连续绘制，这里使用的rQuadTo函数。


    /**
     * AUTHOR:AbnerMing
     * INTRODUCE:设置曲线路径
     */
    private fun setCurvePath(
        path: Path, controlX: Float, controlY: Float, endX: Float, endY: Float
    ) {
        path.rQuadTo(controlX, controlY, endX, endY)
        path.rQuadTo(controlX, 100f, endX, endY)
    }


动画的运动轨迹


一开始，始终想不到，让icon如何沿着曲线进行移动，利用贝塞尔曲线工具动态的计算Y轴吧，总计算不对，经过后面的不断调研，才发现，动画是可以传入路径的，真尴尬，感觉这么多年Android白做了，这个API竟然没想到。


mPathCenter就是上面的中间路径，记录两条曲线的中间运动轨迹。


    /**
     * AUTHOR:AbnerMing
     * INTRODUCE:启动动画
     */
    fun startAnimate(view: View) {
        val mAnimator = ObjectAnimator.ofFloat(view, X, Y, mPathCenter)
        mAnimator.duration = mAnimateDuration
        mAnimator.repeatCount = mAnimateRepeatCount
        mAnimator.start()
    }


绘制的难度，基本上就以上两点，一个是曲线的绘制，一个是曲线运动轨迹动画，说实在话，这个动画虽然简单，但如果不知道，还真能被难住~


三、全部源码


源码没多少内容，很多都是一些简单的方法设置和属性设置，大家可以看到，这里我定义了两个View，一个是继承于View，一个继承于ViewGroup，继承于View没什么好说的，就是简单的用来绘制曲线，至于ViewGroup这个，主要用来，移动的Icon和曲线View相结合，其实这一步完全可以省略，完全可以把Icon这个View传递到曲线View中，但是，为了使用起来简单，这里就包了一层。


package com.abner.curve

import android.animation.ObjectAnimator
import android.content.Context
import android.graphics.Canvas
import android.graphics.Color
import android.graphics.Paint
import android.graphics.Path
import android.util.AttributeSet
import android.view.View
import android.widget.ImageView
import android.widget.LinearLayout


/**
 *AUTHOR:AbnerMing
 *DATE:2023/8/9
 *INTRODUCE:曲线动画
 */

class CurveAnimationView : LinearLayout {


    //动画时长
    private var mAnimateDuration = 5000

    //曲线颜色
    private var mCurveColor = Color.BLACK

    //曲线宽度
    private var mCurveWidth = 8f

    private var mCurveThumb: Int? = null//移动的Icon

    //移动的Thump宽度
    private var mCurveThumbWidth = 30f

    //移动的Thump高度
    private var mCurveThumbHeight = 30f

    //两条曲线间距
    private var mCurveTopBottomMargin = 50f

    private lateinit var mImageView: ImageView
    private var mCurveAnimation: CurveAnimation? = null


    constructor(
        context: Context
    ) : super(context) {
        init(context)
    }

    constructor(
        context: Context, attrs: AttributeSet?
    ) : super(context, attrs) {
        context.obtainStyledAttributes(attrs, R.styleable.CurveAnimationView)
            .apply {
                //曲线颜色
                mCurveColor =
                    getColor(R.styleable.CurveAnimationView_curve_color, mCurveColor)
                //曲线宽度
                mCurveWidth = getDimension(R.styleable.CurveAnimationView_curve_width, mCurveWidth)
                //移动图标，默认
                mCurveThumb =
                    getResourceId(
                        R.styleable.CurveAnimationView_curve_thump,
                        R.mipmap.ic_launcher
                    )
                //移动时长
                mAnimateDuration =
                    getInt(R.styleable.CurveAnimationView_curve_animate_duration, mAnimateDuration)
                //两个曲线上下距离
                mCurveTopBottomMargin = getDimension(
                    R.styleable.CurveAnimationView_curve_top_bottom_margin,
                    mCurveTopBottomMargin
                )
                //两个曲线上下距离
                mCurveThumbWidth = getDimension(
                    R.styleable.CurveAnimationView_curve_thump_width,
                    mCurveThumbWidth
                )
                //两个曲线上下距离
                mCurveThumbHeight = getDimension(
                    R.styleable.CurveAnimationView_curve_thump_height,
                    mCurveThumbHeight
                )
            }
        init(context)
    }

    private fun init(context: Context) {
        mCurveAnimation = CurveAnimation(context)
        addView(mCurveAnimation)
        //初始化图片资源
        mImageView = ImageView(context)
        addView(mImageView)

        setImageViewSize(mCurveThumbWidth.toInt(), mCurveThumbHeight.toInt())//默认图片大小
        mCurveAnimation?.setCurveThumpSize(mCurveThumbWidth, mCurveThumbHeight)
        //设置图片资源
        mCurveThumb?.let { setImageResource(it) }
        //设置曲线颜色
        setCurveColor(mCurveColor)
        //设置曲线宽度
        setStrokeWidth(mCurveWidth)
        //设置动画时长
        setAnimateDuration(mAnimateDuration)
        //设置两条曲线上下边距
        setCurveMargin(mCurveTopBottomMargin)
    }

    /**
     * AUTHOR:AbnerMing
     * INTRODUCE:设置曲线上下边距
     */
    fun setCurveMargin(curveMargin: Float) {
        mCurveAnimation?.setCurveMargin(curveMargin)
    }

    /**
     * AUTHOR:AbnerMing
     * INTRODUCE:设置曲线颜色
     */
    fun setCurveColor(curveColor: Int): CurveAnimationView {
        mCurveAnimation?.setCurveColor(curveColor)
        return this
    }

    /**
     * AUTHOR:AbnerMing
     * INTRODUCE:设置曲线宽度
     */
    fun setStrokeWidth(curveWidth: Float): CurveAnimationView {
        mCurveAnimation?.setStrokeWidth(curveWidth)
        return this
    }


    /**
     * AUTHOR:AbnerMing
     * INTRODUCE:设置图片的资源
     */
    fun setImageResource(resId: Int): CurveAnimationView {
        mImageView.setImageResource(resId)
        return this
    }

    /**
     * AUTHOR:AbnerMing
     * INTRODUCE:设置移动的图片宽高
     */
    fun setImageViewSize(width: Int, height: Int): CurveAnimationView {
        val layoutParams = mImageView.layoutParams as LayoutParams
        layoutParams.width = width
        layoutParams.height = height
        mImageView.layoutParams = layoutParams
        mCurveAnimation?.setCurveThumpSize(width.toFloat(), height.toFloat())
        return this
    }

    /**
     * AUTHOR:AbnerMing
     * INTRODUCE:设置动画时长
     */
    fun setAnimateDuration(animateDuration: Int): CurveAnimationView {
        mCurveAnimation?.setAnimateDuration(animateDuration)
        return this
    }

    /**
     * AUTHOR:AbnerMing
     * INTRODUCE:设置动画重复次数
     */
    fun setAnimateRepeatCount(repeatCount: Int): CurveAnimationView {
        mCurveAnimation?.setAnimateRepeatCount(repeatCount)
        return this
    }


    /**
     * AUTHOR:AbnerMing
     * INTRODUCE:启动动画
     */
    fun startAnimate() {
        mCurveAnimation?.startAnimate(mImageView)
    }

}

private class CurveAnimation : View {

    constructor(
        context: Context
    ) : super(context) {
        init()
    }

    constructor(
        context: Context, attrs: AttributeSet?
    ) : super(context, attrs) {
        init()
    }


    //上面曲线路径
    private lateinit var mPathTop: Path

    //中间路径，用于记录View的移动
    private lateinit var mPathCenter: Path

    //下面曲线路径
    private lateinit var mPathBottom: Path

    // 曲线的画笔
    private lateinit var mPaint: Paint

    //定义曲面宽度
    private var mCurveWidth = 600

    //定义上下路径的距离
    private var mCurveMargin = 50f


    /**
     * AUTHOR:AbnerMing
     * INTRODUCE:初始化
     */
    private fun init() {
        // 消除锯齿
        mPaint = Paint(Paint.ANTI_ALIAS_FLAG).apply {
            strokeWidth = 8f//默认宽度
            style = Paint.Style.STROKE
            color = Color.BLACK
        }
        mPathTop = Path()
        mPathCenter = Path()
        mPathBottom = Path()
    }


    override fun onDraw(canvas: Canvas?) {
        super.onDraw(canvas)
        val centerHeight = height / 2//y轴中点
        val leftStartPoint = mCurveWidth / 2 //左边起始点

        //上面的路径起始点
        mPathTop.moveTo(0f, (centerHeight - mCurveMargin))
        //中间的路径起始点
        mPathCenter.moveTo(-mCurveThumpWidth, centerHeight.toFloat() - mCurveThumpHeight / 2)
        //下面的路径起始点
        mPathBottom.moveTo(0f, (centerHeight + mCurveMargin))


        var tempWidth = 0//循环，若大于View的宽度，就停止

        while (tempWidth < width) {
            val controlX = (leftStartPoint / 2).toFloat()//控制点X坐标
            val controlY = -100f//控制点Y坐标

            val endX = leftStartPoint.toFloat()//结束X坐标
            val endY = 0f//结束Y坐标

            setCurvePath(mPathTop, controlX, controlY, endX, endY)
            setCurvePath(mPathCenter, controlX, controlY, endX, endY)
            setCurvePath(mPathBottom, controlX, controlY, endX, endY)

            tempWidth += mCurveWidth
        }

        canvas?.drawPath(mPathTop, mPaint)

        canvas?.drawPath(mPathBottom, mPaint)

    }


    private var mCurveThumpWidth = 0f
    private var mCurveThumpHeight = 0f
    fun setCurveThumpSize(thumpWidth: Float, thumpHeight: Float) {
        mCurveThumpWidth = thumpWidth
        mCurveThumpHeight = thumpHeight
        invalidate()
    }

    /**
     * AUTHOR:AbnerMing
     * INTRODUCE:设置曲线颜色
     */
    fun setCurveMargin(curveMargin: Float) {
        mCurveMargin = curveMargin
        invalidate()
    }

    /**
     * AUTHOR:AbnerMing
     * INTRODUCE:设置曲线颜色
     */
    fun setCurveColor(curveColor: Int) {
        mPaint.color = curveColor
        invalidate()
    }

    /**
     * AUTHOR:AbnerMing
     * INTRODUCE:设置曲线宽度
     */
    fun setStrokeWidth(strokeWidth: Float) {
        mPaint.strokeWidth = strokeWidth
        invalidate()
    }


    /**
     * AUTHOR:AbnerMing
     * INTRODUCE:设置曲线路径
     */
    private fun setCurvePath(
        path: Path, controlX: Float, controlY: Float, endX: Float, endY: Float
    ) {
        path.rQuadTo(controlX, controlY, endX, endY)
        path.rQuadTo(controlX, 100f, endX, endY)
    }

    /**
     * AUTHOR:AbnerMing
     * INTRODUCE:设置动画时长
     */
    private var mAnimateDuration = 5000L
    fun setAnimateDuration(animateDuration: Int) {
        mAnimateDuration = animateDuration.toLong()
    }

    /**
     * AUTHOR:AbnerMing
     * INTRODUCE:重复几次
     */
    private var mAnimateRepeatCount = 0
    fun setAnimateRepeatCount(repeatCount: Int) {
        mAnimateRepeatCount = repeatCount
    }

    /**
     * AUTHOR:AbnerMing
     * INTRODUCE:启动动画
     */
    fun startAnimate(view: View) {
        val mAnimator = ObjectAnimator.ofFloat(view, X, Y, mPathCenter)
        mAnimator.duration = mAnimateDuration
        mAnimator.repeatCount = mAnimateRepeatCount
        mAnimator.start()
    }

}


属性文件


属性可以自行定义，目前我简单的定义其中几个，主要代码如下：


 <declare-styleable name="CurveAnimationView">
        <!--两个曲线上下距离-->
        <attr name="curve_top_bottom_margin" format="dimension" />
        <!--曲线可移动的thump-->
        <attr name="curve_thump" format="reference" />
        <!--曲线颜色-->
        <attr name="curve_color" format="color" />
        <!--曲线宽度-->
        <attr name="curve_width" format="dimension" />
        <!--thump移动时长-->
        <attr name="curve_animate_duration" format="integer" />
        <!--曲线可移动的thump宽度-->
        <attr name="curve_thump_width" format="dimension" />
        <!--曲线可移动的thump高度-->
        <attr name="curve_thump_height" format="dimension" />
    </declare-styleable>


四、总结


绘制曲线的时候，如果控制点没找对，所绘制的曲线就没那么丝滑，这是在贝塞尔曲线绘制中需要注意的，当然了，关于贝塞尔曲线，还有很多需要了解的知识，后面有时间，会从回头到尾的阐述一下，大家可以后续关注。

其实关于后台的留言，我也并不是第一时间能够回复，毕竟我也有工作安排，也希望老铁们多包容与理解，但请相信，只要在自己掌握的范围之内，一定会给出一些相关思路，尽自己所能，帮助一些老铁，还是那句话，互联网中，玩的就是真实！


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