Graphics2D API:Path之贝塞尔曲线

在之前的Path基本操作中已经介绍了Path常用方法,不过Path中十分重要的贝塞尔曲线没有介绍.

何为贝赛尔曲线?贝塞尔曲线有什么用?

关于贝赛尔曲线的来历就不介绍了,有兴趣的可自行搜索了解.
我们在现实中画曲线想怎么画就怎么画,但是计算机它不知道怎么画啊,它需要我们告诉它怎么画,怎么确定一个曲线轨迹,贝赛尔曲线的作用基于此目的:
贝塞尔曲线可以通过控制3个点来确定一条平滑的曲线,因为控制方便,所以它在计算机图形学领域占有极其重要的地位.

比较出名的绘图软件:Photoshop 、illustrator、CorelDraw 等,无一例外都提供了绘制贝塞尔曲线的功能.

贝塞尔曲线又分为:一阶贝赛尔曲线、二阶贝塞尔曲线、三阶贝塞尔曲线、高阶贝赛尔曲线,一阶贝赛尔曲线就是一条线段,Path类中支持二阶贝塞尔曲线和三阶贝赛尔曲线.

一、简述贝塞尔曲线原理

1、一阶贝塞尔曲线


上面这幅图表示一阶贝赛尔曲线的形成过程,一阶贝赛尔曲线就是一条线段,红线部分就是随着时间变化贝塞尔曲线的轨迹.
可以简单理解为:在起点P0和终点P1形成的线段上,匀速移动的点随着时间变化形成的轨迹.

2、二阶贝塞尔曲线


一开始已经介绍过,贝塞尔曲线可以通过3个点确定一条平滑的曲线,这3个点分别是:起点(P0)、终点(P2)、控制点(P1),起点终点就是贝塞尔曲线开始结束位置,控制点用来控制贝塞尔曲线的弯曲程度.

我们截取某个时刻的轨迹图:


这里有三条一阶贝塞尔曲线:
P0P1:在这条一阶贝塞尔曲线上移动的点是B1
P1P2:在这条一阶贝塞尔曲线上移动的点是B2
B1B2:在动态点B1、B2之间又形成了一条一阶贝赛尔曲线,在这条一阶贝赛尔曲线动态移动的是点B
B的移动轨迹就是这个二阶贝赛尔曲线的轨迹.

每个时刻B点轨迹的确定:
一阶贝赛尔曲线是一个匀速移动的点形成的轨迹,在B1和B2移动的过程中:
P0B1:P0P1 = P1B2:P1P2 = 比值
B点的确定就是根据这个比值,在B1B2上移动的点B:
B1B:B1B2 = 这个比值.

3、三阶贝塞尔曲线


这里的起始点是:P0,终点是:P3,有两个控制点:P1,P2.
我们再次截取某个时刻的轨迹图:

首先,这里有3条一阶贝塞尔曲线(灰色):
P0P1:在这条一阶贝塞尔曲线上匀速移动的点是B1
P1P2:在这条一阶贝塞尔曲线上匀速移动的点是B2
P2P3:在这条一阶贝塞尔曲线上匀速移动的点是B3
然后,移动点B1、B2、B3之间再次形成了2条一阶贝塞尔曲线(绿色):
B1B2:在这条一阶贝塞尔曲线上匀速移动的点是Q1
B2B3:在这条一阶贝塞尔曲线上匀速移动的点是Q2
最后,移动点Q1、Q2又形成了一条一阶贝赛尔曲线(蓝色),在这条一阶贝赛尔曲线动态移动的是点B
B的移动轨迹就是这个三阶贝赛尔曲线的轨迹.

移动点B1、B2、B3、Q1、Q2、B的确定:
P0B1:P0P1 = P1B2:P1P2 = P2B3:P2P3
= B1Q1:B1B2 = B2Q2:B2B3
= Q1B:Q1Q2

依次类推,高阶贝塞尔曲线不难理解.

4、绘图软件中的贝塞尔工具

二、Path中添加贝塞尔曲线

1、二阶贝塞尔曲线

Path中添加二阶贝塞尔曲线的方法有2个:

public void quadTo(float x1, float y1, float x2, float y2)
    控制点坐标:(x1,y1)
    终点坐标:(x2,y2)

public void rQuadTo(float dx1, float dy1, float dx2, float dy2)
    控制点坐标:(x+dx1,y+dy1)
    终点坐标:(x+dx2,y+dy2)
其中(x,y)是起始点坐标

默认起始点坐标(0,0),可以通过Path.moveTo(x,y)指定起始点坐标
连续调用quadTo()/rQuadTo,前一个quadTo()/rQuadTo的终点,就是下一个quadTo()/rQuadTo方法的起始点

测试

    private void gogogo(Canvas canvas) {
        mPaint.setStyle(Paint.Style.STROKE);
        mPaint.setStrokeWidth(5);
        mPaint.setColor(Color.BLUE);
        mPaint.setAntiAlias(true);

        Path path = new Path();
        path.moveTo(200, 200);
        path.quadTo(300, 100, 400, 200);//起始点(200,200)、控制点(300,100)、结束点(400,200)
        path.quadTo(500, 300, 600, 200);//起始点(400,200)、控制点(500,300)、结束点(600,200)

        Path path2 = new Path();
        path2.moveTo(200, 300);
        path2.quadTo(300, 200, 400, 300);//起始点(200,300)、控制点(300,200)、结束点(400,300)
        path2.rQuadTo(100, 100, 200, 0);//起始点(400,300)、控制点(400+100,300+100)、结束点(400+200,300)


        Path path3 = new Path();
        path3.moveTo(200, 400);
        path3.rQuadTo(100, -100, 200, 0);//起始点(200,400)、控制点(200+100,400-100)、结束点(200+200,400)
        path3.rQuadTo(100, 100, 200, 0);//起始点(200+200,400)、控制点(200+200+100,400+100)、结束点(200+200+200,400)

        canvas.drawPath(path, mPaint);
        canvas.drawPath(path2, mPaint);
        canvas.drawPath(path3, mPaint);
    }

绘制流程:


分析:


第一次绘制二阶贝塞尔曲线:起始点P0、控制点P1、终点P2
第二次绘制二阶贝塞尔曲线:起始点P2、控制点P3、终点P4

2、三阶贝塞尔曲线

Path中添加三阶贝塞尔曲线的方法也有2个:

public void cubicTo(float x1, float y1, float x2, float y2, float x3, float y3)
    控制点坐标:(x1,y1)
    控制点坐标:(x2,y2)
    终点坐标:(x3,y3)

public void rCubicTo(float x1, float y1, float x2, float y2,float x3, float y3)
    控制点坐标:(x+x1,y+y1)
    控制点坐标:(x+x2,y+y2)
    终点坐标:(x+x3,y+y3)
其中(x,y)是起始点坐标
 
默认起始点坐标(0,0),可以通过Path.moveTo(x,y)指定起始点坐标
连续调用quadTo()/rQuadTo,前一个quadTo()/rQuadTo的终点,就是下一个quadTo()/rQuadTo方法的起始点                 

就比二阶多了一个控制点,此处就不赘述了.

关于贝塞尔曲线,其实最重要的是理解贝塞尔曲线的生成方式,也就是第一部分,然后就是通过一些Demo来实战练习.

最后,给出网上一些案例:
花束直播点赞效果
MagicCircle
SpringIndicator
贝塞尔曲线绘制圆

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 202,529评论 5 475
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 85,015评论 2 379
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 149,409评论 0 335
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,385评论 1 273
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,387评论 5 364
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,466评论 1 281
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 37,880评论 3 395
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,528评论 0 256
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 40,727评论 1 295
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,528评论 2 319
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,602评论 1 329
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,302评论 4 318
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 38,873评论 3 306
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,890评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,132评论 1 259
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 42,777评论 2 349
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,310评论 2 342

推荐阅读更多精彩内容