用Flutter做桌上彈球(繪圖（Canvas&CustomPaint）API)
本文是Flutter中Canvas和CustomPaint API的使用例項。
首先看一下我們要實現的效果：
結合動圖演示，列出最終目標如下：
- 在程式執行後，顯示一個小球；
- 每次程式啟動後，小球的樣式均發生隨機性變化，體現在大小、顏色和位置三點；
- 小球執行的規律參考桌球或三維彈球遊戲；
- 單擊螢幕，小球變色；
- 雙擊螢幕，小球暫停/恢復運動；
- 長按螢幕，小球開始/停止自動變色。
運用的主要技術點：Canvas和CustomPaint API。
執行平臺：Android、iOS
原始碼地址：
GithubGitee
功能拆解
首先拆解前文中所列出的6個實現目標，顯而易見，要實現它們，我們需要：
- 隨機顏色生成器；
- 隨機位置生成器；
- 隨機尺寸生成器；
- 小球繪製邏輯；
- 小球運動邏輯：
邊界判定；
初始運動方向生成器；
定向移動位置更新器。
- 使用者手勢監聽器。
功能實現
接下來，我們逐步實現功能拆解中所列舉的6個具體功能。
隨機顏色生成器
隨機顏色生成器在程式啟動、單擊螢幕和自動變色中使用。在Flutter中，我們可以通過Color類對紅、綠、藍和透明度分別定義，來定義某個唯一的顏色，數值範圍是0-255。對於透明度，0表示完全透明，255表示完全不透明。
對於隨機數值，我們使用Random類生成0-255之間的隨機整數。
隨機顏色生成器則主要使用上述兩個類來實現，具體程式碼片段如下：
Color _color = Color.fromARGB(0,0);
// 改變小球顏色
void changeColor() {
_color = Color.fromARGB(255,Random().nextInt(255),Random().nextInt(255));
}
隨機位置生成器
隨機位置生成器在程式啟動時使用。要生成隨機位置，方法依然是使用Random類，但要注意隨機值範圍。通常我們需要小球出現的位置在螢幕內，因此，我們需要生成兩次隨機數，分別表示小球初始位置的x和y軸座標。座標值分別小於螢幕橫向尺寸和縱向尺寸。當然，它們都要大於0。
另外，我們還需要分別獲取螢幕的寬高。
[獲取螢幕寬高]
double screenX,screenY;
@override
Widget build(BuildContext context) {
screenX = MediaQuery.of(context).size.width;
screenY = MediaQuery.of(context).size.height;
...
}
[生成隨機位置]
double _x = 0,_y = 0;
// 生成小球初始位置和大小
void generateBall() {
_x = Random().nextDouble() * screenX;
_y = Random().nextDouble() * screenY;
}
隨機尺寸生成器
隨機尺寸生成器在程式啟動時使用。完成了之前兩種隨機值的生成，到了尺寸這裡，就很輕車熟路了。由於隨機尺寸和隨機位置都在程式啟動時呼叫，且操作物件都是小球，我們將其實現都放在generateBall()方法中。最終程式碼如下：
double _x = 0,_y = 0,_size = 0;
// 生成小球初始位置和大小
void generateBall() {
_size = Random().nextDouble() * (screenY - screenX).abs();
_x = Random().nextDouble() * screenX;
_y = Random().nextDouble() * screenY;
}
小球繪製邏輯
要在介面上繪製小球，我們需要使用CustomPaint元件。而CustomPaint元件需要一個CustomPainter例項。小球的繪製工作主要在繼承了CustomPainter的類中。我們直接看程式碼：
import 'package:flutter/material.dart';
import 'package:flutter/widgets.dart';
class Ball extends CustomPainter {
Paint _paint;
double _x,_y,_size;
Ball(double x,double y,double size,Color color) {
_paint = new Paint();
_paint.isAntiAlias = true;
_paint.color = color;
this._x = x;
this._y = y;
this._size = size;
}
@override
void paint(Canvas canvas,Size size) {
canvas.drawOval(Rect.fromCenter(center: Offset(_x,_y),width: _size,height: _size),_paint);
}
@override
bool shouldRepaint(CustomPainter oldDelegate) {
return oldDelegate != this;
}
}
通過閱讀上面的程式碼，可以發現，整個Ball類除了構造方法外，只有兩個override的方法，可以說是很簡單了。
在構造方法中，我們初始化了_paint物件，它是可以看做是“畫筆”；
在paint()方法中，我們呼叫canvas物件的drawOval方法畫圓，表示小球。canvas可以看做是“畫板”；
shouldRepaint()方法表示在重新整理佈局的時是否需要重繪，只有在返回true時會發生重繪，這裡我們讓程式自行判斷就可以了。
我們將上述程式碼儲存為ball.dart備用。
注意，這裡面無論是位置、顏色還有尺寸，都沒有寫固定的值。是因為該類只負責“畫圓”，而具體畫什麼樣的圓，則交給該類的使用者來定義，也就是main.dart。
在main.dart中，我們將App設定為全屏，並新增全屏尺寸的CustomPaint元件，元件內放置Ball物件。
@override
Widget build(BuildContext context) {
screenX = MediaQuery.of(context).size.width;
screenY = MediaQuery.of(context).size.height;
return Scaffold(
body: GestureDetector(
child: Container(
width: double.infinity,height: double.infinity,child: CustomPaint(painter: Ball(_x,_size,_color))),onTap: () {
// 改變小球顏色
changeColor();
},onDoubleTap: () {
// 暫停/恢復移動
_keep_move = !_keep_move;
},onLongPress: () {
// 自動改變小球顏色
_auto_change_color = !_auto_change_color;
},));
}
上述程式碼中，GestureDetector元件負責接收使用者點選事件，其中的_keep_move、_auto_change_color都是布林型別變數，是小球移動和自動變色功能的開關。
接下來，我們在initState()方法中呼叫之前的隨機位置生成器、隨機尺寸生成器和隨機顏色生成器，賦值_x、_y、_size和_color。
@override
void initState() {
super.initState();
WidgetsBinding.instance.addPostFrameCallback((timeStamp) async {
generateBall();
changeColor();
calculateMoveAngle();
startMove();
});
}
這裡面，calculateMoveAngle()和startMove()方法分別對應初始運動方向生成器以及開始運動並定期更新UI的方法。除了這兩個方法外，如果現在執行程式的話，應該可以看到一個靜態的小球出現在螢幕上了，並且隨著每次重新執行程式，小球的樣式和位置都將發生變化。
接下來，我們就來讓小球動起來吧！
小球運動邏輯
要讓小球準確無誤地運動，我們需要遵循以下步驟：首先生成一個隨機的運動方向；然後以60FPS的頻率，每次在運動方向上前進5個畫素的步長（當然，你可以自定義）；最後還要注意邊界判定，在小球到達螢幕邊緣時正確轉向。
下面我們逐個實現。
初始運動方向生成器
既然是隨機方向，那麼平面上360度範圍內任何一個角度都有可能。因此，我們這裡需要先生成0-360範圍內的值。然後根據三角函式和運動方向的速度，計算出橫、縱座標的速度。其實很簡單，就是勾股定理。
double _step_x,_step_y,_angle;
// 計算小球初始移動角度（方向）
void calculateMoveAngle() {
_angle = Random().nextDouble() * 360;
_step_x = sin(_angle) * _speed;
_step_y = cos(_angle) * _speed;
}
我們這裡把運動速度（_speed）看做是三角形的斜邊，橫、縱座標的移動速度（_step_x、_step_y）看做是三角形的直角邊即可。沒記錯的話，都是初中幾何知識，不會很難理解。
定向移動位置更新器
前文說到，我們將以60FPS的重新整理率更新介面，這也就意味著，每隔大約16ms重新整理一次小球位置。因為只有小球的運動，才能讓人感到介面在“更新”。這一步驟，我們用到Timer類。並將更新器在initState()方法中呼叫，以便程式啟動後，小球即刻運動，也就是前文程式碼中見到的startMove()方法。
// 開始移動
void startMove() {
Timer.periodic(Duration(milliseconds: 16),(timer) {
moveBall();
setState(() {});
});
}
// 小球移動
void moveBall() {
_x += _step_x;
_y += _step_y;
}
到此為止，小球已經可以開始沿著某個隨機方向移動了。但很快，它將移出螢幕。
邊界判定
顯然，小球每前進一步，都要做螢幕邊界判定，以防小球移出螢幕範圍。而邊界判定在moveBall()方法中實現似乎是最恰當的。
我們可以輕鬆地總結出小球移動的規律，當小球移動到螢幕邊緣時，我們只需讓其反向運動即可。比如，小球以3的速度移動並接觸螢幕的右邊緣，接下來，仍以3的速度移動並朝向螢幕的左邊緣。
水平方向如此，垂直方向亦如此。
因此，我們的邊界判定邏輯如下：
// 帶有便捷判定的小球移動
void moveBall() {
if (_x >= screenX || _x <= 0) {
_step_x = 0 - _step_x;
}
_x += _step_x;
if (_y >= screenY || _y <= 0) {
_step_y = 0 - _step_y;
}
_y += _step_y;
}
使用者手勢監聽器
最後，配合使用者手勢及相關的布林變數，在每次重新整理小球位置時實現變色和暫停移動。
繼續修改moveBall()方法：
// 帶有便捷判定的小球移動
void moveBall() {
if (_keep_move) {
if (_x >= screenX || _x <= 0) {
_step_x = 0 - _step_x;
}
_x += _step_x;
if (_y >= screenY || _y <= 0) {
_step_y = 0 - _step_y;
}
_y += _step_y;
if (_auto_change_color) {
changeColor();
}
}
}
到此，程式全部實現完成。下面放上完整的main.dart程式碼：
import 'dart:async';
import 'dart:math';
import 'package:flutter/material.dart';
import 'package:flutter/services.dart';
import 'ball.dart';
void main() {
runApp(MyApp());
}
class MyApp extends StatelessWidget {
@override
Widget build(BuildContext context) {
SystemChrome.setEnabledSystemUIOverlays([]);
return MaterialApp(
title: 'Flutter Demo',theme: ThemeData(
primarySwatch: Colors.blue,visualDensity: VisualDensity.adaptivePlatformDensity,),home: BounceBall(),);
}
}
class BounceBall extends StatefulWidget {
@override
_BounceBallState createState() => _BounceBallState();
}
class _BounceBallState extends State<BounceBall> {
final double _speed = 5;
double _x = 0,_size = 0;
double _step_x,_angle;
Color _color = Color.fromARGB(0,0);
bool _auto_change_color = false;
bool _keep_move = true;
double screenX,screenY;
@override
void initState() {
super.initState();
WidgetsBinding.instance.addPostFrameCallback((timeStamp) async {
generateBall();
changeColor();
calculateMoveAngle();
startMove();
});
}
@override
Widget build(BuildContext context) {
screenX = MediaQuery.of(context).size.width;
screenY = MediaQuery.of(context).size.height;
return Scaffold(
body: GestureDetector(
child: Container(
width: double.infinity,onTap: () {
// 改變小球顏色
changeColor();
},onDoubleTap: () {
// 暫停/恢復移動
_keep_move = !_keep_move;
},onLongPress: () {
// 自動改變小球顏色
_auto_change_color = !_auto_change_color;
},));
}
// 開始移動
void startMove() {
Timer.periodic(Duration(milliseconds: 16),(timer) {
moveBall();
setState(() {});
});
}
// 改變小球顏色
void changeColor() {
_color = Color.fromARGB(255,Random().nextInt(255));
}
// 生成小球初始位置和大小
void generateBall() {
_size = Random().nextDouble() * (screenY - screenX).abs();
_x = Random().nextDouble() * screenX;
_y = Random().nextDouble() * screenY;
}
// 計算小球初始移動角度（方向）
void calculateMoveAngle() {
_angle = Random().nextDouble() * 360;
_step_x = sin(_angle) * _speed;
_step_y = cos(_angle) * _speed;
}
// 帶有便捷判定的小球移動
void moveBall() {
if (_keep_move) {
if (_x >= screenX || _x <= 0) {
_step_x = 0 - _step_x;
}
_x += _step_x;
if (_y >= screenY || _y <= 0) {
_step_y = 0 - _step_y;
}
_y += _step_y;
if (_auto_change_color) {
changeColor();
}
}
}
}
讓我們一起讓這個程式跑起來吧！
到此這篇關於用Flutter做桌上彈球 聊聊繪圖（Canvas&CustomPaint）API的文章就介紹到這了,更多相關Flutter桌上彈球內容請搜尋我們以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大家以後多多支援我們！