自定义控件学习笔记（五）Canvas 对绘制的辅助——范围裁切和几何变换

1 范围裁切

范围裁切有两个方法： clipRect() 和 clipPath()。裁切方法之后的绘制代码，都会被限制在裁切范围内。

1.1 clipRect()

canvas.save();  
canvas.clipRect(left, top, right, bottom);  
canvas.drawBitmap(bitmap, x, y, paint);  
canvas.restore();

加上 Canvas.save() 和 Canvas.restore() 来及时恢复绘制范围。
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1.2 clipPath()

其实和 clipRect() 用法完全一样，只是把参数换成了 Path ，所以能裁切的形状更多一些：

canvas.save();  
canvas.clipPath(path1);  
canvas.drawBitmap(bitmap, point1.x, point1.y, paint);  
canvas.restore();

2 几何变换

几何变换的使用大概分为三类：
1、使用 Canvas 来做常见的二维变换；
2、使用 Matrix 来做常见和不常见的二维变换；
3、使用 Camera 来做三维变换。

2.1 使用 Canvas 来做常见的二维变换

2.1.1 Canvas.translate(float dx, float dy) 平移

参数里的 dx 和 dy 表示横向和纵向的位移。

canvas.save();  
canvas.translate(200, 0);  
canvas.drawBitmap(bitmap, x, y, paint);  
canvas.restore();

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2.1.2 Canvas.rotate(float degrees, float px, float py) 旋转

参数里的 degrees 是旋转角度，单位是度，方向是顺时针为正向； px 和 py 是轴心的位置。

canvas.save();  
canvas.rotate(45, centerX, centerY);  
canvas.drawBitmap(bitmap, x, y, paint);  
canvas.restore();

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2.1.3 Canvas.scale(float sx, float sy, float px, float py) 放缩

参数里的 sx sy 是横向和纵向的放缩倍数； px py 是放缩的轴心。

canvas.save();  
canvas.scale(1.3f, 1.3f, x + bitmapWidth / 2, y + bitmapHeight / 2);  
canvas.drawBitmap(bitmap, x, y, paint);  
canvas.restore();

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2.1.4 skew(float sx, float sy) 错切

参数里的 sx 和 sy 是 x 方向和 y 方向的错切系数。

canvas.save();  
canvas.skew(0, 0.5f);  
canvas.drawBitmap(bitmap, x, y, paint);  
canvas.restore();

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2.2 使用 Matrix 来做变换

2.2.1 使用 Matrix 来做常见变换

Matrix 做常见变换的方式：

1.创建 Matrix 对象；
2.调用 Matrix 的 pre/postTranslate/Rotate/Scale/Skew() 方法来设置几何变换；
3.使用 Canvas.setMatrix(matrix) 或 Canvas.concat(matrix) 来把几何变换应用到 Canvas。

Matrix matrix = new Matrix();

...

matrix.reset();  
matrix.postTranslate();  
matrix.postRotate();

canvas.save();  
canvas.concat(matrix);  
canvas.drawBitmap(bitmap, x, y, paint);  
canvas.restore();

把 Matrix 应用到 Canvas 有两个方法： Canvas.setMatrix(matrix) 和 Canvas.concat(matrix)。

Canvas.setMatrix(matrix)：用 Matrix 直接替换 Canvas 当前的变换矩阵，即抛弃 Canvas 当前的变换，改用 Matrix 的变换（注：根据下面评论里以及我在微信公众号中收到的反馈，不同的系统中 setMatrix(matrix) 的行为可能不一致，所以还是尽量用 concat(matrix) 吧）；
Canvas.concat(matrix)：用 Canvas 当前的变换矩阵和 Matrix 相乘，即基于 Canvas 当前的变换，叠加上 Matrix 中的变换。

2.2.2 使用 Matrix 来做自定义变换

Matrix 的自定义变换使用的是 setPolyToPoly() 方法。

2.2.2.1 Matrix.setPolyToPoly(float[] src, int srcIndex, float[] dst, int dstIndex, int pointCount) 用点对点映射的方式设置变换

poly 就是「多」的意思。setPolyToPoly() 的作用是通过多点的映射的方式来直接设置变换。「多点映射」的意思就是把指定的点移动到给出的位置，从而发生形变。例如：(0, 0) -> (100, 100) 表示把 (0, 0) 位置的像素移动到 (100, 100) 的位置，这个是单点的映射，单点映射可以实现平移。而多点的映射，就可以让绘制内容任意地扭曲。
参数里，src 和 dst 是源点集合目标点集；srcIndex 和 dstIndex 是第一个点的偏移；pointCount 是采集的点的个数（个数不能大于 4，因为大于 4 个点就无法计算变换了）。

Matrix matrix = new Matrix();  
float pointsSrc = {left, top, right, top, left, bottom, right, bottom};  
float pointsDst = {left - 10, top + 50, right + 120, top - 90, left + 20, bottom + 30, right + 20, bottom + 60};

...

matrix.reset();  
matrix.setPolyToPoly(pointsSrc, 0, pointsDst, 0, 4);

canvas.save();  
canvas.concat(matrix);  
canvas.drawBitmap(bitmap, x, y, paint);  
canvas.restore();

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2.3 使用 Camera 来做三维变换

Camera 的三维变换有三类：旋转、平移、移动相机。

2.3.1 Camera.rotate*() 三维旋转

Camera.rotate*() 一共有四个方法： rotateX(deg) rotateY(deg) rotateZ(deg) rotate(x, y, z)
另外，Camera 和 Canvas 一样也需要保存和恢复状态才能正常绘制，不然在界面刷新之后绘制就会出现问题。

canvas.save();

camera.save(); // 保存 Camera 的状态  
camera.rotateX(30); // 旋转 Camera 的三维空间  
camera.applyToCanvas(canvas); // 把旋转投影到 Canvas  
camera.restore(); // 恢复 Camera 的状态

canvas.drawBitmap(bitmap, point1.x, point1.y, paint);  
canvas.restore();

如果你需要图形左右对称，需要配合上 Canvas.translate()，在三维旋转之前把绘制内容的中心点移动到原点，即旋转的轴心，然后在三维旋转后再把投影移动回来：

canvas.save();

camera.save(); // 保存 Camera 的状态  
camera.rotateX(30); // 旋转 Camera 的三维空间  
canvas.translate(centerX, centerY); // 旋转之后把投影移动回来  
camera.applyToCanvas(canvas); // 把旋转投影到 Canvas  
canvas.translate(-centerX, -centerY); // 旋转之前把绘制内容移动到轴心（原点）  
camera.restore(); // 恢复 Camera 的状态

canvas.drawBitmap(bitmap, point1.x, point1.y, paint);  
canvas.restore();

Canvas 的几何变换顺序是反的，所以要把移动到中心的代码写在下面，把从中心移动回来的代码写在上面。
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