Android开发之图像渲染（Shader）

在Android中，提供了Shader类专门用来渲染图像以及一些几何图形。

Shader类包括了5个直接子类，分别为：BitmapShader、ComposeShader、LinearGradient、RadialGradient以及SweepGradient。其中，BitmapShader用于图像渲染；ComposeShader用于混合渲染；LinearGradient用于线性渲染；RadialGradient用于环形渲染；而SweepGradient则用于梯度渲染。

使用Shader类进行图像渲染时，首先需要构建Shader对象，然后通过Paint的setShader()方法来设置渲染对象，最后将这个Paint对象绘制到屏幕上即可。

有一点需要注意，使用不同的方式渲染图像时需要构建不同的对象。

1. BitmapShader（图像渲染）

BitmapShader的作用是使用一张位图作为纹理来对某一区域进行填充。可以想象成在一块区域内铺瓷砖，只是这里的瓷砖是一张张位图而已。

BitmapShader函数原型为：

public BitmapShader (Bitmap bitmap, Shader.TileMode tileX, Shader.TileMode tileY);

其中，参数bitmap表示用来作为纹理填充的位图；参数tileX表示在位图X方向上位图衔接形式；参数tileY表示在位图Y方向上位图衔接形式。

Shader.TileMode有3种参数可供选择，分别为CLAMP、REPEAT和MIRROR。

CLAMP的作用是如果渲染器超出原始边界范围，则会复制边缘颜色对超出范围的区域进行着色。REPEAT的作用是在横向和纵向上以平铺的形式重复渲染位图。MIRROR的作用是在横向和纵向上以镜像的方式重复渲染位图。

2. LinearGradient（线性渲染）

LinearGradient的作用是实现某一区域内颜色的线性渐变效果。

LinearGradient的函数原型为：

public LinearGradient (float x0, float y0, float x1, float y1, int[] colors, float[] positions, Shader.TileMode tile);

其中，参数x0表示渐变的起始点x坐标；参数y0表示渐变的起始点y坐标；参数x1表示渐变的终点x坐标；参数y1表示渐变的终点y坐标；参数colors表示渐变的颜色数组；参数positions用来指定颜色数组的相对位置；参数tile表示平铺方式。

通常，参数positions设为null，表示颜色数组以斜坡线的形式均匀分布。

3. ComposeShader（混合渲染）

ComposeShader的作用是实现渲染效果的叠加，如BitmapShader与LinearGradient的混合渲染效果等。

ComposeShader的函数原型为：

public ComposeShader (Shader shaderA, Shader shaderB, PorterDuff.Mode mode);

其中，参数shaderA表示某一种渲染效果；参数shaderB也表示某一种渲染效果；参数mode表示两种渲染效果的叠加模式。

PorterDuff.Mode有16种参数可供选择，分别为：CLEAR、SRC、DST、SRC_OVER、DST_OVER、SRC_IN、DST_IN、SRC_OUT、DST_OUT、SRC_ATOP、DST_ATOP、XOR、DARKEN、LIGHTEN、MULTIPLY、SCREEN。

这16种叠加模式的具体叠加效果如图1所示。

图1 叠加效果

4. RadialGradient（环形渲染）

RadialGradient的作用是在某一区域内实现环形的渐变效果。

RadialGradient的函数原型为：

public RadialGradient (float x, float y, float radius, int[] colors, float[] positions, Shader.TileMode tile);

其中，参数x表示环形的圆心x坐标；参数y表示环形的圆心y坐标；参数radius表示环形的半径；参数colors表示环形渐变的颜色数组；参数positions用来指定颜色数组的相对位置；参数tile表示平铺的方式。

5. SweepGradient（梯度渲染）

SweepGradient也称为扫描渲染，是指在某一中心以x轴正方向逆时针旋转一周而形成的扫描效果的渲染形式。

SweepGradient的函数原型为：

public SweepGradient (float cx, float cy, int[] colors, float[] positions);

其中，参数cx表示扫描的中心x坐标；参数cy表示扫描的中心y坐标；参数colors表示梯度渐变的颜色数组；参数positions用来指定颜色数组的相对位置。

6. 实例

在本实例中，分别实现了上述的5种渲染效果。效果如图2所示。其中，最上面的是BitmapShader效果图；第二排的左边是LinearGradient的效果图；第二排的右边是RadialGradient的效果图；第三排的左边是ComposeShader的效果图（LinearGradient与RadialGradient的混合效果）；第三排的右边是SweepGradient的效果图。

图2 渲染效果

定义了MyView类，用来绘制各种渲染效果，MyView.java源码如下。

MyView.Java源码
package com.example.android_imageshader;

import android.annotation.SuppressLint;
import android.content.Context;
import android.graphics.Bitmap;
import android.graphics.BitmapShader;
import android.graphics.Canvas;
import android.graphics.Color;
import android.graphics.ComposeShader;
import android.graphics.LinearGradient;
import android.graphics.Paint;
import android.graphics.PorterDuff;
import android.graphics.RadialGradient;
import android.graphics.RectF;
import android.graphics.Shader;
import android.graphics.SweepGradient;
import android.graphics.drawable.BitmapDrawable;
import android.view.View;

@SuppressLint({ "DrawAllocation", "DrawAllocation", "DrawAllocation" })
public class MyView extends View  {
    
    Bitmap mBitmap = null;                              //Bitmap对象    
    Shader mBitmapShader = null;               //Bitmap渲染对象
    Shader mLinearGradient = null;             //线性渐变渲染对象
    Shader mComposeShader = null;           //混合渲染对象
    Shader mRadialGradient = null;             //环形渲染对象
    Shader mSweepGradient = null;             //梯度渲染对象
            
    public MyView(Context context) {
        super(context);
        
        //加载图像资源
        mBitmap = ((BitmapDrawable) getResources().
                getDrawable(R.drawable.snow)).getBitmap();
        
        //创建Bitmap渲染对象
        mBitmapShader = new BitmapShader(mBitmap, Shader.TileMode.REPEAT, 
                Shader.TileMode.MIRROR);
    
        //创建线性渲染对象
        int mColorLinear[] = {Color.RED, Color.GREEN, Color.BLUE, Color.WHITE}; 
        mLinearGradient = new LinearGradient(0, 0, 100, 100, mColorLinear, null, 
                Shader.TileMode.REPEAT);
                    
        //创建环形渲染对象
        int mColorRadial[] = {Color.GREEN, Color.RED, Color.BLUE, Color.WHITE};
        mRadialGradient = new RadialGradient(350, 325, 75, mColorRadial, null, 
                Shader.TileMode.REPEAT);
    
        //创建混合渲染对象
        mComposeShader = new ComposeShader(mLinearGradient, mRadialGradient, 
                PorterDuff.Mode.DARKEN);
        
        //创建梯形渲染对象
        int mColorSweep[] = {Color.GREEN, Color.RED, Color.BLUE, Color.YELLOW, Color.GREEN};
        mSweepGradient = new SweepGradient(370, 495, mColorSweep, null);        
    }

    public void onDraw(Canvas canvas) {
        super.onDraw(canvas);
        
        Paint mPaint = new Paint();
        canvas.drawColor(Color.GRAY);      //背景置为灰色
        
        //绘制Bitmap渲染的椭圆
        mPaint.setShader(mBitmapShader);
        canvas.drawOval(new RectF(90, 20, 90+mBitmap.getWidth(), 
                20+mBitmap.getHeight()), mPaint);

        //绘制线性渐变的矩形
        mPaint.setShader(mLinearGradient);
        canvas.drawRect(10, 250, 250, 400, mPaint);
        
        //绘制环形渐变的圆
        mPaint.setShader(mRadialGradient);
        canvas.drawCircle(350, 325, 75, mPaint);
        
        //绘制混合渐变(线性与环形混合)的矩形
        mPaint.setShader(mComposeShader);
        canvas.drawRect(10, 420, 250, 570, mPaint);
                
        //绘制梯形渐变的矩形
        mPaint.setShader(mSweepGradient);
        canvas.drawRect(270, 420, 470, 570, mPaint);
    }    
}

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