Android通过交互实现贝塞尔曲线的绘制

2024-04-02 19:55

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前言

之前几篇我们介绍了贝塞尔曲线的原理、绘制曲线和动效实现，这些都是代码预设好的，如果我们要根据需要自行绘制曲线，就需要使用交互来实现了。本篇我们先来介绍简单的交互式绘图，通过获取触控位置来设定贝塞尔曲线的控制点，从而实现交互式绘制曲线。

获取触控位置

第一个要解决的问题是如何获取手指在屏幕的触控位置。在 Flutter 中，提供了一个 Listener 组件，可以监听各类触控事件。Listener 的组件构造方法定义如下：

const Listener({
  Key? key,
  this.onPointerDown,
  this.onPointerMove,
  this.onPointerUp,
  this.onPointerHover,
  this.onPointerCancel,
  this.onPointerSignal,
  this.behavior = HitTestBehavior.deferToChild,
  Widget? child,
})

其中onPointerXX都是触控事件的回调方法，在回调里会携带触控的位置信息，具体的参数如下：

onPointerDown：触控点按下去（类似鼠标按下未释放）时的回调方法，携带了一个PointerDownEvent参数，该参数会包含点按信息，其中有一个localPosition参数，即当时点按时的位置。
onPointerUp：触控点按松开（类似鼠标按下后释放）时的回调方法，携带了一个PointerUpEvent参数，该参数会包含点按信息，其中有一个localPosition参数，即当时点按时的位置。
onPointerMove：按下后移动（拖动）时的回调方法，携带了 PointerMoveEvent参数，包含了起始位置和移动的距离等信息。
onPointerHover：这个很好理解，hover 状态时的事件，不过在触控设备上没有 hover 事件。
onPointerCancel：产生 onPointerDown 事件的指针（Pointer）不再指向该接收器（有点费解，目前没想到具体的应用场景，后续遇到了再研究一下）。
onPointerSignal：当指针发出其他信息时的回调，目前也没想到具体的场景，可能是桌面应用会涉及到。
behavior：这个参数需要注意，也就是触控事件的检测方式，是一个HitTestBehavior枚举，默认是deferToChild，只允许子组件响应触控事件。opaque自身可以响应触控事件（子组件和自己都可以），但下层的组件无法响应触控事件。translucent为穿透类型，下层组件也能够响应到触控事件。我们可以根据需要来确定触控事件的响应方式。

下面是点按后获取触控位置为例代码，使用的话还是比较简单的。当然，这里要说明一下，如果只是单纯地获取触控事件，而不需要触控的细节（比如位置，触控力度等），那么官方推荐是使用更高封装层级的手势识别组件 GestureDetector。

Listener(
  onPointerUp: ((event) {
    print('position: ${event.localPosition}');
  }),
  behavior: HitTestBehavior.opaque,
  child: ...
),

交互绘制实现

有了上面的基础，我们获取到触控点位置后，刷新界面触发 Canvas 重绘即可。不过这里有个问题，我们希望是可以连续绘制，而不是只能绘制一条曲线。比如说我们点按了2个点，那就绘制直线；3个点就绘制2阶贝塞尔曲线；4个点绘制3阶贝塞尔曲线；4个点以上，把前一条曲线的结束点当做新的曲线的起点，按上述的方式循环绘制。这样我们就能够保证曲线是连续的了。这里可以通过递归方式实现，代码如下：

void drawCurves(Canvas canvas, Paint paint, List<Offset> points) {
    if (points.length <= 1) {
      return;
    }
    if (points.length == 2) {
      canvas.drawLine(points[0], points[1], paint);
      return;
    }
    if (points.length == 3) {
      _draw2OrderBezierCurves(canvas, paint, points);
      return;
    }
    if (points.length == 4) {
      _draw3OrderBezierCurves(canvas, paint, points);
      return;
    }
    var subPoints = points.sublist(0, 4);
    drawCurves(canvas, paint, subPoints);
    drawCurves(canvas, paint, points.sublist(3));
}

此外，考虑可能绘制的不是我们想要的效果，要支持撤销功能，因此我们加了一个按钮，点击按钮可以删除最近添加的点，从而实现撤销功能。我们用 Scaffold 的 floatingActionButton 实现，逻辑很简单，就是如果点数组不为空的话，就删除最后一个点，然后刷新界面就好了。

floatingActionButton: IconButton(
  onPressed: () {
    if (points.isNotEmpty) {
      points.removeLast();
      setState(() {});
    }
  },
  icon: Icon(
    Icons.backspace,
    color: Colors.blue,
  ),
),

绘制代码

有了上面的基础，绘制代码就简单很多了，我们用一个数组存储已经点击的点，然后通过这些点递归调用绘制方法就可以实现交互式绘制了，完整代码如下所示，这里我们把控制点使用圆圈绘制出来了。

class GestureBezierDemo extends StatefulWidget {
  GestureBezierDemo({Key? key}) : super(key: key);

  @override
  State<GestureBezierDemo> createState() => _GestureBezierDemoState();
}

class _GestureBezierDemoState extends State<GestureBezierDemo> {
  var points = <Offset>[];
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return Scaffold(
      body: Listener(
        onPointerUp: ((event) {
          points.add(event.localPosition);
          setState(() {});
        }),
        behavior: HitTestBehavior.opaque,
        child: CustomPaint(
          foregroundPainter: GestureBezierPainter(points: points),
          child: Container(
            width: MediaQuery.of(context).size.width,
            height: MediaQuery.of(context).size.height,
            color: Color(0xFFF5F5F5),
          ),
        ),
      ),
      floatingActionButton: IconButton(
        onPressed: () {
          if (points.isNotEmpty) {
            points.removeLast();
            setState(() {});
          }
        },
        icon: Icon(
          Icons.backspace,
          color: Colors.blue,
        ),
      ),
    );
  }
}

class GestureBezierPainter extends CustomPainter {
  GestureBezierPainter({required this.points});
  final List<Offset> points;
  @override
  void paint(Canvas canvas, Size size) {
    print(size);
    canvas.drawColor(Color(0xFFF1F1F1), BlendMode.color);
    var paint = Paint()..color = Color(0xFFE53020);
    paint.strokeWidth = 2.0;
    paint.style = PaintingStyle.stroke;
    for (var point in points) {
      canvas.drawCircle(point, 2.0, paint);
    }
    paint.color = Color(0xFF2480F0);
    drawCurves(canvas, paint, points);
  }

  @override
  bool shouldRepaint(covariant CustomPainter oldDelegate) {
    return true;
  }

  void drawCurves(Canvas canvas, Paint paint, List<Offset> points) {
    if (points.length <= 1) {
      return;
    }
    if (points.length == 2) {
      canvas.drawLine(points[0], points[1], paint);
      return;
    }
    if (points.length == 3) {
      _draw2OrderBezierCurves(canvas, paint, points);
      return;
    }
    if (points.length == 4) {
      _draw3OrderBezierCurves(canvas, paint, points);
      return;
    }
    var subPoints = points.sublist(0, 4);
    drawCurves(canvas, paint, subPoints);
    drawCurves(canvas, paint, points.sublist(3));
  }

  _draw3OrderBezierCurves(Canvas canvas, Paint paint, List<Offset> points) {
    assert(points.length == 4);
    var yGap = 60.0;
    var path = Path();
    path.moveTo(points[0].dx, points[0].dy);
    for (var t = 1; t <= 100; t += 1) {
      var curvePoint = BezierUtil.get3OrderBezierPoint(
          points[0], points[1], points[2], points[3], t / 100.0);

      path.lineTo(curvePoint.dx, curvePoint.dy);
    }
    canvas.drawPath(path, paint);
  }

  _draw2OrderBezierCurves(Canvas canvas, Paint paint, List<Offset> points) {
    assert(points.length == 3);
    var path = Path();
    path.moveTo(points[0].dx, points[0].dy);
    for (var t = 1; t <= 100; t += 1) {
      var curvePoint = BezierUtil.get2OrderBezierPoint(
          points[0], points[1], points[2], t / 100.0);

      path.lineTo(curvePoint.dx, curvePoint.dy);
    }
    canvas.drawPath(path, paint);
  }
}