android * 小米时钟（使用Camera和Matrix实现3D效果）

继续练习自定义View。。毕竟熟才能生巧。一直觉得小米的时钟很精美，那这次就搞它~这次除了练习自定义View，还涉及到使用Camera和Matrix实现3D效果。

一个这样的效果，在绘制的时候最好选择一个方向一步一步的绘制，这里我选择由外到内、由深到浅的方向来绘制，代码步骤如下：

1、首先老一套~新建attrs.xml文件，编写自定义属性如时钟背景色、亮色（用于分针、秒针、渐变终止色）、暗色（圆弧、刻度线、时针、渐变起始色），新建MiClockView继承View，重写构造方法，获取自定义属性值，初始化Paint、Path以及画圆、弧需要的RectF等东东，重写onMeasure计算宽高，这里不再啰嗦~刚开始学自定义View的同学建议从我的前几篇博客看起

2、由于onSizeChanged方法在构造方法、onMeasure之后，又在onDraw之前，此时已经完成全局变量初始化，也得到了控件的宽高，所以可以在这个方法中确定一些与宽高有关的数值，比如这个View的半径啊、padding值等，方便绘制的时候计算大小和位置：

@Override
protected void onSizeChanged(int w, int h, int oldw, int oldh) {
 super.onSizeChanged(w, h, oldw, oldh);
 //宽和高分别去掉padding值，取min的一半即表盘的半径
 mRadius = Math.min(w - getPaddingLeft() - getPaddingRight(),
     h - getPaddingTop() - getPaddingBottom()) / 2;
 //加一个默认的padding值，为了防止用camera旋转时钟时造成四周超出view大小
 mDefaultPadding = 0.12f * mRadius;//根据比例确定默认padding大小
 //为了适配控件大小match_parent、wrap_content、精确数值以及padding属性
 mPaddingLeft = mDefaultPadding + w / 2 - mRadius + getPaddingLeft();
 mPaddingTop = mDefaultPadding + h / 2 - mRadius + getPaddingTop();
 mPaddingRight = mPaddingLeft;
 mPaddingBottom = mPaddingTop;
 mScaleLength = 0.12f * mRadius;//根据比例确定刻度线长度
 mScaleArcPaint.setStrokeWidth(mScaleLength);//刻度盘的弧宽
 mScaleLinePaint.setStrokeWidth(0.012f * mRadius);//刻度线的宽度
 //梯度扫描渐变，以(w/2,h/2)为中心点，两种起止颜色梯度渐变
 //float数组表示，[0,0.75)为起始颜色所占比例，[0.75,1}为起止颜色渐变所占比例
 mSweepGradient = new SweepGradient(w / 2, h / 2,
     new int[]{mDarkColor, mLightColor}, new float[]{0.75f, 1});
}

3、准备工作做的差不多了，那就开始绘制，根据方向我先确定最外层的小时时间文本的位置及其旁边的四个弧：

注意两位数字的宽度和一位数的宽度是不一样的，在计算的时候一定要注意

 String timeText = "12";
 mTextPaint.getTextBounds(timeText, 0, timeText.length(), mTextRect);
 int textLargeWidth = mTextRect.width();//两位数字的宽
 mCanvas.drawText("12", getWidth() / 2 - textLargeWidth / 2, mPaddingTop + mTextRect.height(), mTextPaint);
 timeText = "3";
 mTextPaint.getTextBounds(timeText, 0, timeText.length(), mTextRect);
 int textSmallWidth = mTextRect.width();//一位数字的宽
 mCanvas.drawText("3", getWidth() - mPaddingRight - mTextRect.height() / 2 - textSmallWidth / 2,
     getHeight() / 2 + mTextRect.height() / 2, mTextPaint);
 mCanvas.drawText("6", getWidth() / 2 - textSmallWidth / 2, getHeight() - mPaddingBottom, mTextPaint);
 mCanvas.drawText("9", mPaddingLeft + mTextRect.height() / 2 - textSmallWidth / 2,
     getHeight() / 2 + mTextRect.height() / 2, mTextPaint);

我计算文本的宽高一般采用的方法是，new一个Rect，然后再绘制时调用

mTextPaint.getTextBounds(timeText, 0, timeText.length(), mTextRect);

将这个文本的范围赋值给这个mTextRect，此时mTextRect.width()就是这段文本的宽，mTextRect.height()就是这段文本的高。

画文本旁边的四个弧：

mCircleRectF.set(mPaddingLeft + mTextRect.height() / 2 + mCircleStrokeWidth / 2,
   mPaddingTop + mTextRect.height() / 2 + mCircleStrokeWidth / 2,
   getWidth() - mPaddingRight - mTextRect.height() / 2 + mCircleStrokeWidth / 2,
   getHeight() - mPaddingBottom - mTextRect.height() / 2 + mCircleStrokeWidth / 2);
for (int i = 0; i < 4; i++) {
 mCanvas.drawArc(mCircleRectF, 5 + 90 * i, 80, false, mCirclePaint);
}

计算圆弧外接矩形的范围别忘了加上圆弧线宽的一半

4、再往里是刻度盘，画这个刻度盘的思路是现在底层画一个mScaleLength宽度的圆，并设置SweepGradient渐变，上面再画一圈背景色的刻度线。获得SweepGradient的Matrix对象，通过不断旋转mGradientMatrix的角度实现刻度盘的旋转效果：

/**
* 画一圈梯度渲染的亮暗色渐变圆弧，重绘时不断旋转，上面盖一圈背景色的刻度线
*/
private void drawScaleLine() {
 mScaleArcRectF.set(mPaddingLeft + 1.5f * mScaleLength + mTextRect.height() / 2,
     mPaddingTop + 1.5f * mScaleLength + mTextRect.height() / 2,
     getWidth() - mPaddingRight - mTextRect.height() / 2 - 1.5f * mScaleLength,
     getHeight() - mPaddingBottom - mTextRect.height() / 2 - 1.5f * mScaleLength);

//matrix默认会在三点钟方向开始颜色的渐变，为了吻合
 //钟表十二点钟顺时针旋转的方向，把秒针旋转的角度减去90度
 mGradientMatrix.setRotate(mSecondDegree - 90, getWidth() / 2, getHeight() / 2);
 mSweepGradient.setLocalMatrix(mGradientMatrix);
 mScaleArcPaint.setShader(mSweepGradient);
 mCanvas.drawArc(mScaleArcRectF, 0, 360, false, mScaleArcPaint);
 //画背景色刻度线
 mCanvas.save();
 for (int i = 0; i < 200; i++) {
   mCanvas.drawLine(getWidth() / 2, mPaddingTop + mScaleLength + mTextRect.height() / 2,
       getWidth() / 2, mPaddingTop + 2 * mScaleLength + mTextRect.height() / 2, mScaleLinePaint);
   mCanvas.rotate(1.8f, getWidth() / 2, getHeight() / 2);
 }
 mCanvas.restore();
}

这里有一个全局变量mSecondDegree，即秒针旋转的角度，需要根据当前时间动态获取：

/**
* 获取当前 时分秒 所对应的角度
* 为了不让秒针走得像老式挂钟一样僵硬，需要精确到毫秒
*/
private void getTimeDegree() {
 Calendar calendar = Calendar.getInstance();
 float milliSecond = calendar.get(Calendar.MILLISECOND);
 float second = calendar.get(Calendar.SECOND) + milliSecond / 1000;
 float minute = calendar.get(Calendar.MINUTE) + second / 60;
 float hour = calendar.get(Calendar.HOUR) + minute / 60;
 mSecondDegree = second / 60 * 360;
 mMinuteDegree = minute / 60 * 360;
 mHourDegree = hour / 12 * 360;
}

5、然后就是画秒针，用Path绘制一个指向12点钟的三角形，通过不断旋转画布实现秒针的旋转：

/**
* 画秒针，根据不断变化的秒针角度旋转画布
*/
private void drawSecondHand() {
 mCanvas.save();
 mCanvas.rotate(mSecondDegree, getWidth() / 2, getHeight() / 2);
 mSecondHandPath.reset();
 float offset = mPaddingTop + mTextRect.height() / 2;
 mSecondHandPath.moveTo(getWidth() / 2, offset + 0.27f * mRadius);
 mSecondHandPath.lineTo(getWidth() / 2 - 0.05f * mRadius, offset + 0.35f * mRadius);
 mSecondHandPath.lineTo(getWidth() / 2 + 0.05f * mRadius, offset + 0.35f * mRadius);
 mSecondHandPath.close();
 mSecondHandPaint.setColor(mLightColor);
 mCanvas.drawPath(mSecondHandPath, mSecondHandPaint);
 mCanvas.restore();
}

6、看实现图，时针在分针之下并且比分针颜色浅，那我就先画时针，仍然是Path，并且针头为圆弧状，那么就用二阶贝赛尔曲线，路径为moveTo( A),lineTo(B),quadTo(C,D),lineTo(E),close.

/**
* 画时针，根据不断变化的时针角度旋转画布
* 针头为圆弧状，使用二阶贝塞尔曲线
*/
private void drawHourHand() {
 mCanvas.save();
 mCanvas.rotate(mHourDegree, getWidth() / 2, getHeight() / 2);
 mHourHandPath.reset();
 float offset = mPaddingTop + mTextRect.height() / 2;
 mHourHandPath.moveTo(getWidth() / 2 - 0.02f * mRadius, getHeight() / 2);
 mHourHandPath.lineTo(getWidth() / 2 - 0.01f * mRadius, offset + 0.5f * mRadius);
 mHourHandPath.quadTo(getWidth() / 2, offset + 0.48f * mRadius,
     getWidth() / 2 + 0.01f * mRadius, offset + 0.5f * mRadius);
 mHourHandPath.lineTo(getWidth() / 2 + 0.02f * mRadius, getHeight() / 2);
 mHourHandPath.close();
 mCanvas.drawPath(mHourHandPath, mHourHandPaint);
 mCanvas.restore();
}

7、然后是分针，按照时针的思路：

/**
* 画分针，根据不断变化的分针角度旋转画布
*/
private void drawMinuteHand() {
 mCanvas.save();
 mCanvas.rotate(mMinuteDegree, getWidth() / 2, getHeight() / 2);
 mMinuteHandPath.reset();
 float offset = mPaddingTop + mTextRect.height() / 2;
 mMinuteHandPath.moveTo(getWidth() / 2 - 0.01f * mRadius, getHeight() / 2);
 mMinuteHandPath.lineTo(getWidth() / 2 - 0.008f * mRadius, offset + 0.38f * mRadius);
 mMinuteHandPath.quadTo(getWidth() / 2, offset + 0.36f * mRadius,
     getWidth() / 2 + 0.008f * mRadius, offset + 0.38f * mRadius);
 mMinuteHandPath.lineTo(getWidth() / 2 + 0.01f * mRadius, getHeight() / 2);
 mMinuteHandPath.close();
 mCanvas.drawPath(mMinuteHandPath, mMinuteHandPaint);
 mCanvas.restore();
}

8、最后由于path是close的，所以干脆画两个圆盖在上面：

/**
* 画指针的连接圆圈，盖住指针path在圆心的连接线
*/
private void drawCoverCircle() {
 mCanvas.drawCircle(getWidth() / 2, getHeight() / 2, 0.05f * mRadius, mSecondHandPaint);
 mSecondHandPaint.setColor(mBackgroundColor);
 mCanvas.drawCircle(getWidth() / 2, getHeight() / 2, 0.025f * mRadius, mSecondHandPaint);
}

9、终于画完了，onDraw部分就是这样

@Override
protected void onDraw(Canvas canvas) {
 mCanvas = canvas;
 getTimeDegree();
 drawTimeText();
 drawScaleLine();
 drawSecondHand();
 drawHourHand();
 drawMinuteHand();
 drawCoverCircle();
 invalidate();
}

绘制的时候，尤其是像这样圆形view，灵活运用

canvas.save();
canvas.rotate(mDegree, mCenterX, mCenterY);
<!-- draw something -->
canvas.restore();

这一套组合拳可以减少不少三角函数、角度弧度相关的计算。

10、辣么接下来就是如何实现触摸使钟表3D旋转

借助Camera类和Matrix类，在构造方法中：

Matrix mCameraMatrix = new Matrix();
Camera mCamera = new Camera();

/**
* 设置3D时钟效果，触摸矩阵的相关设置、照相机的旋转大小
* 应用在绘制图形之前，否则无效
*
* @param rotateX 绕X轴旋转的大小
* @param rotateY 绕Y轴旋转的大小
*/
private void setCameraRotate(float rotateX, float rotateY) {
 mCameraMatrix.reset();
 mCamera.save();
 mCamera.rotateX(mCameraRotateX);//绕x轴旋转角度
 mCamera.rotateY(mCameraRotateY);//绕y轴旋转角度
 mCamera.getMatrix(mCameraMatrix);//相关属性设置到matrix中
 mCamera.restore();
 //camera在view左上角那个点，故旋转默认是以左上角为中心旋转
 //故在动作之前pre将matrix向左移动getWidth()/2长度，向上移动getHeight()/2长度
 mCameraMatrix.preTranslate(-getWidth() / 2, -getHeight() / 2);
 //在动作之后post再回到原位
 mCameraMatrix.postTranslate(getWidth() / 2, getHeight() / 2);
 mCanvas.concat(mCameraMatrix);//matrix与canvas相关联
}

这段代码除了camera的旋转、平移、缩放之类的操作之外，剩下的代码一般是固定的

全局变量mCameraRotateX和mCameraRotateY应该与此时手指触摸坐标相关联动态获取：

@Override
public boolean onTouchEvent(MotionEvent event) {
 switch (event.getAction()) {
   case MotionEvent.ACTION_DOWN:
     getCameraRotate(event);
     break;
   case MotionEvent.ACTION_MOVE:
     //根据手指坐标计算camera应该旋转的大小
     getCameraRotate(event);
     break;
 }
 return true;
}

Camera的坐标系和View的坐标系是不一样的

View坐标系是二维的，原点在屏幕左上角，右为x轴正方向，下为y轴正方向；而Camera坐标系是三维的，原点在屏幕左上角，右为x轴正方向，上为y轴正方向，屏幕向里为z轴正方向

/**
* 获取camera旋转的大小
* 注意view坐标与camera坐标方向的转换
*/
private void getCameraRotate(MotionEvent event) {
 float rotateX = -(event.getY() - getHeight() / 2);
 float rotateY = (event.getX() - getWidth() / 2);
 //求出此时旋转的大小与半径之比
 float percentX = rotateX / mRadius;
 float percentY = rotateY / mRadius;
 if (percentX > 1) {
   percentX = 1;
 } else if (percentX < -1) {
   percentX = -1;
 }
 if (percentY > 1) {
   percentY = 1;
 } else if (percentY < -1) {
   percentY = -1;
 }
 //最终旋转的大小按比例匀称改变
 mCameraRotateX = percentX * mMaxCameraRotate;
 mCameraRotateY = percentY * mMaxCameraRotate;
}

11、最后在onTouchEvent中松开手指时加一个复原并晃动的动画

case MotionEvent.ACTION_UP:
 //松开手指，时钟复原并伴随晃动动画
 ValueAnimator animX = getShakeAnim(mCameraRotateX, 0);
 animX.addUpdateListener(new ValueAnimator.AnimatorUpdateListener() {
   @Override
   public void onAnimationUpdate(ValueAnimator valueAnimator) {
     mCameraRotateX = (float) valueAnimator.getAnimatedValue();
   }
 });
 ValueAnimator animY = getShakeAnim(mCameraRotateY, 0);
 animY.addUpdateListener(new ValueAnimator.AnimatorUpdateListener() {
   @Override
   public void onAnimationUpdate(ValueAnimator valueAnimator) {
     mCameraRotateY = (float) valueAnimator.getAnimatedValue();
   }
 });
 break;

/**
* 使用OvershootInterpolator完成时钟晃动动画
*/
private ValueAnimator getShakeAnim(float start, float end) {
 ValueAnimator anim = ValueAnimator.ofFloat(start, end);
 anim.setInterpolator(new OvershootInterpolator(10));
 anim.setDuration(500);
 anim.start();
 return anim;
}

终于写完了，这个MiClockView适配也做的差不多了，时间也是同步的手机时间，一般可以拿来就用了~

demo下载地址：http://xiazai.jb51.net/201701/yuanma/MiClockView_jb51.rar

来源：http://blog.csdn.net/qq_31715429/article/details/54668668