Android实现SoulApp星球效果

SoulApp的星球看起来太炫酷了！！！
啥也不说先上图：

soul planet.gif

基础知识

首先得拿出我们的数学知识：

球坐标系(r,θ,φ)与直角坐标系(x,y,z)的转换关系:

x = rsinθcosφ.
y = rsinθsinφ.
z = rcosθ.

Q：What！为什么要整个球坐标系啊？
A：因为星球嘛，位置信息当然球坐标系更加简单额。

实现思路

核心算法来自：3dTagCloudAndroid
在此基础上做了些修改后的效果

1. 获取均匀分布点坐标：

for (int i = 1; i < count + 1; i++) {
    // 平均（三维直角得Z轴等分[-1,1]） θ范围[-π/2,π/2])
    phi = Math.acos(-1.0 + (2.0 * i - 1.0) / count);
    theta = Math.sqrt(count * Math.PI) * phi;
}

2. 三维坐标

planetModelCloud.get(i - 1).setLocX((float) (radius * Math.cos(theta) * Math.sin(phi)));
planetModelCloud.get(i - 1).setLocY((float) (radius * Math.sin(theta) * Math.sin(phi)));
planetModelCloud.get(i - 1).setLocZ((float) (radius * Math.cos(phi)));

3. 坐标旋转

三维空间中的旋转变换比二维空间中的旋转变换复杂。除了须要指定旋转角外，还需指定旋转轴。
若以坐标系的三个坐标轴x,y,z分别作为旋转轴，则点实际上仅仅在垂直坐标轴的平面上作二维旋转。此时用二维旋转公式就能够直接推出三维旋转变换矩阵。
规定在右手坐标系中，物体旋转的正方向是右手螺旋方向，即从该轴正半轴向原点看是逆时针方向。

绕X轴

angle-X.jpg

绕Y轴

angle-Y.jpg

绕Z轴

angle-Z.jpg

/**
 * 返回角度转换成弧度之后各方向的值
 * <p>
 * 1度=π/180
 *
 * @param mAngleX x方向旋转距离
 * @param mAngleY y方向旋转距离
 * @param mAngleZ z方向旋转距离
 */
private void sineCosine(float mAngleX, float mAngleY, float mAngleZ) {
    double degToRad = (Math.PI / 180);
    sinAngleX = (float) Math.sin(mAngleX * degToRad);
    cosAngleX = (float) Math.cos(mAngleX * degToRad);
    sinAngleY = (float) Math.sin(mAngleY * degToRad);
    cosAngleY = (float) Math.cos(mAngleY * degToRad);
    sinAngleZ = (float) Math.sin(mAngleZ * degToRad);
    cosAngleZ = (float) Math.cos(mAngleZ * degToRad);
}

利用上面的矩阵计算旋转后的三维直角坐标：

// 绕x轴旋转
float rx1 = (planetModel.getLocX());
float ry1 = (planetModel.getLocY()) * cosAngleX + planetModel.getLocZ() * -sinAngleX;
float rz1 = (planetModel.getLocY()) * sinAngleX + planetModel.getLocZ() * cosAngleX;
// 绕y轴旋转
float rx2 = rx1 * cosAngleY + rz1 * sinAngleY;
float ry2 = ry1;
float rz2 = rx1 * -sinAngleY + rz1 * cosAngleY;
// 绕z轴旋转
float rx3 = rx2 * cosAngleZ + ry2 * -sinAngleZ;
float ry3 = rx2 * sinAngleZ + ry2 * cosAngleZ;
float rz3 = rz2;
// 将数组设置为新位置
planetModel.setLocX(rx3);
planetModel.setLocY(ry3);
planetModel.setLocZ(rz3);

4. 计算二维坐标（为了让二维面看的更均匀，per可以始终设置为1）

// 添加透视图
int diameter = 2 * radius;
float per = diameter / (diameter + rz3);
// 让我们为标签设置位置、比例和透明度
planetModel.setLoc2DX(rx3 * per);
planetModel.setLoc2DY(ry3 * per);
planetModel.setScale(per);

5. 触摸事件处理

单指移动旋转（根据手指移动位移计算出旋转距离）

// 单点触摸，旋转星球
float dx = event.getX() - downX;
float dy = event.getY() - downY;
if (isValidMove(dx, dy)) {
    mAngleX = (dy / radius) * speed * TOUCH_SCALE_FACTOR;
    mAngleY = (-dx / radius) * speed * TOUCH_SCALE_FACTOR;
    processTouch();
    downX = event.getX();
    downY = event.getY();
 }

延时执行

// 延时
handler.postDelayed(this, 30);

手指滑动旋转后，对旋转距离做递减操作

// 减速模式（均速衰减）
if (mode == MODE_DECELERATE) {
    if (Math.abs(mAngleX) > 0.2f) {
        mAngleX -= mAngleX * 0.1f;
    }
    if (Math.abs(mAngleY) > 0.2f) {
        mAngleY -= mAngleY * 0.1f;
    }
}
processTouch();

双指缩放
记录起始的缩放比和起始双指距离

if (event.getActionIndex() == 1) {
    // 第二个触摸点
    scaleX = getScaleX();
    startDistance = distance(event.getX(0) - event.getX(1),
            event.getY(0) - event.getY(1));
    return true;
}

双指移动的时候计算缩放比，并对缩放比做限制

// 双点触摸，缩放
float endDistance = distance(event.getX(0) - event.getX(1),
        event.getY(0) - event.getY(1));
// 缩放比例
float scale = ((endDistance - startDistance) / (endDistance * 2) + 1) * scaleX;
if (scale > 1.4f) {
    scale = 1.2f;
}
if (scale < 1) {
    scale = 1f;
}
setScaleX(scale);
setScaleY(scale);

6. 每个点的View和效果

点的大小/点的明暗度
点的大小缩放，根据透视距离计算即可；明暗度根据缩放计算
点的文字过长跑马灯

// 位移
if (isOverstep) {
    signDistanceX = signDistanceX + 2.5f;
    if (signDistanceX > maxSignRange) {
        signDistanceX = signWidth;
    }
}
// 昵称文字过长（跑马灯）
if (isOverstep) {
    canvas.drawText(sign, totalSignWidth - signDistanceX, signY, signPaint);
 } else {
    canvas.drawText(sign, signX, signY, signPaint);
}

点的闪动效果

// 设置阴影
if (hasShadow) {
    starPaint.setShadowLayer(shadowRadius, 1.0f, 1.0f, alpha);
    canvas.drawCircle(starCenterX, starCenterY, radius, starPaint);
}
......
// 忽大忽小
if (hasShadow) {
    if (isEnlarge) {
        shadowRadius += radiusIncrement;
    } else {
        shadowRadius -= radiusIncrement;
    }
    if (shadowRadius < 1) {
        shadowRadius = 1.0f;
        isEnlarge = true;
    } else if (shadowRadius > radius) {
        shadowRadius = radius;
        isEnlarge = false;
    }
}