Flutter 83: 圖解自定義 ACEWave 波浪 Widget (一)

      小菜今天嘗試一下繪制波浪的效果，雖然 pub 倉庫中已經有成熟的插件，但小菜還是準備用之前學習的 Canvas 和 Animation 嘗試自定義一個 ACEWave；

1. 繪制曲線

      繪制波浪首先需要繪制曲線，采用 Canvas 繪制貝塞爾曲線；常用的是數學中通常用的 sin(x) / cos(y) 函數即可；

      其中小菜通過 Canvas 繪制時使用了 path.quadraticBezierTo 來繪制從第一個 Point 到另一個 Point 的貝塞爾曲線；

class _ACEWavePainter extends CustomPainter {
  @override
  void paint(Canvas canvas, Size size) {
    Paint paint = Paint()
      ..color = Colors.red..strokeCap = StrokeCap.round
      ..strokeWidth = 10..style = PaintingStyle.stroke;
    Path path = Path()
      ..moveTo(0, 500)
      ..quadraticBezierTo(size.width / 4, 300, size.width / 2, 500)
      ..quadraticBezierTo(size.width / 4 * 3, 700, size.width, 500);
    canvas.drawPath(path, paint);
  }
  
  @override
  bool shouldRepaint(CustomPainter oldDelegate) => false;
}           

2. 循環動畫

      小菜使用最常用的平移動畫來讓曲線動起來，其中注意的是：

1. 當第一次動畫結束時，通過 controller.repeat() 來實作循環播放；
2. 動畫需要使用 Curves.linear 線性動畫，否則在循環播放過程中銜接不順暢；
3. 使用動畫時均需在生命周期結束時 dispose() 銷毀動畫；

class _ACEWaveState extends State<ACEWave> with TickerProviderStateMixin {
  AnimationController _waveController;
  Animation<double> _waveAnimation;
  int _duration = 2000;
  CurvedAnimation _curvedAnimation;

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return Transform.translate(
        offset: Offset(MediaQuery.of(context).size.width * _curvedAnimation.value, 0.0),
        child: Container(width: MediaQuery.of(context).size.width,
            child: CustomPaint(painter: _ACEWavePainter())));
  }

  _initAnimations() {
    _waveController = AnimationController(duration: Duration(milliseconds: _duration), vsync: this);
    _curvedAnimation = CurvedAnimation(parent: _waveController, curve: Curves.linear);
    _waveAnimation = Tween(begin: 0.0, end: 1.0).animate(_waveController);
    _waveAnimation.addListener(() => setState(() {}));
    _waveController.forward();
    _waveAnimation.addStatusListener((status) {
      switch (status) {
        case AnimationStatus.completed:
          _waveController.repeat();
          break;
        case AnimationStatus.dismissed:
          _waveController.forward();
          break;
        default:
          break;
      }
    });
  }

  _disposeAnimations() {
    _waveController.dispose();
  }

  @override
  void initState() {
    super.initState();
    _initAnimations();
  }

  @override
  void dispose() {
    _disposeAnimations();
    super.dispose();
  }
}           

3. 增加波浪周期

      在執行循環動畫之後，發現動畫過程中，會有一半是空白的，此時我們增加波浪的周期即可，多繪制一個螢幕的波浪即可，小菜建議前後多繪制兩個螢幕的曲線，在循環過程中更流暢；

Path path = Path()
  ..moveTo(0 - size.width, 500)
  ..quadraticBezierTo(size.width / 4 - size.width, 300, size.width / 2 - size.width, 500)
  ..quadraticBezierTo(size.width / 4 * 3 - size.width, 700, size.width - size.width, 500)
  ..quadraticBezierTo(size.width / 4, 300, size.width / 2, 500)
  ..quadraticBezierTo(size.width / 4 * 3, 700, size.width, 500);

canvas.drawPath(path, paint);           

4. 調整波浪起始位置

      小菜嘗試的曲線是 sin(x) 方式的，起始位置都是 (0.0, 0.0)，然而多條波浪時不會都從起點開始；于是小菜提供了一個初始位置，來錯開各波浪展示位置；

Path path = Path()
  ..moveTo(0 - size.width - startOffset, 500)
  ..quadraticBezierTo(size.width / 4 - size.width - startOffset,
      500 - waveHeight, size.width / 2 - size.width - startOffset, 500)
  ..quadraticBezierTo(size.width / 4 * 3 - size.width - startOffset,
      500 + waveHeight, size.width - size.width - startOffset, 500)
  ..quadraticBezierTo(size.width / 4 - startOffset, 500 - waveHeight,
      size.width / 2 - startOffset, 500)
  ..quadraticBezierTo(size.width / 4 * 3 - startOffset, 500 + waveHeight,
      size.width - startOffset, 500)
  ..quadraticBezierTo(size.width / 4 + size.width - startOffset,
      500 - waveHeight, size.width / 2 + size.width - startOffset, 500)
  ..quadraticBezierTo(size.width / 4 * 3 + size.width - startOffset,
      500 + waveHeight, size.width + size.width - startOffset, 500);           

5. 調整波浪寬度和峰值

      小菜調整完波浪起始位置之後對于波浪的寬度和峰值也要進行調整，保證每條波浪效果略有不同；

      小菜預先繪制了前中後三個螢幕曲線，在測試過程中，若螢幕并非是曲線周期倍數時，銜接過程中會有空餘，如圖；

      于是小菜計算波浪完整周期倍數與螢幕寬的內插補點作為移動點 moveTo 的附加寬度即可；

for (int i = 0; i < _count; i++) {
  path..moveTo(waveWidth * i - size.width - startOffset, 500.0)
    ..quadraticBezierTo(
        _quaterWidth + waveWidth * i - size.width - startOffset,
        500 - waveHeight,
        _quaterWidth * 2 + waveWidth * i - size.width - startOffset,
        500.0)
    ..moveTo(
        _quaterWidth * 2 + waveWidth * i - size.width - startOffset, 500.0)
    ..quadraticBezierTo(
        _quaterWidth * 3 + waveWidth * i - size.width - startOffset,
        500 + waveHeight,
        _quaterWidth * 4 + waveWidth * i - size.width - startOffset,
        500.0)
    ..moveTo(waveWidth * i + startOffset + (plusWidth), 500.0)
    ..quadraticBezierTo(
        _quaterWidth + waveWidth * i + startOffset + plusWidth,
        500 - waveHeight,
        _quaterWidth * 2 + waveWidth * i + startOffset + plusWidth,
        500.0)
    ..moveTo(
        _quaterWidth * 2 + waveWidth * i + startOffset + plusWidth, 500.0)
    ..quadraticBezierTo(
        _quaterWidth * 3 + waveWidth * i + startOffset + plusWidth,
        500 + waveHeight,
        _quaterWidth * 4 + waveWidth * i + startOffset + plusWidth,
        500.0)
    ..moveTo(waveWidth * i - size.width + startOffset, 500.0)
    ..quadraticBezierTo(
        _quaterWidth + waveWidth * i - size.width + startOffset,
        500 - waveHeight,
        _quaterWidth * 2 + waveWidth * i - size.width + startOffset,
        500.0)
    ..moveTo(
        _quaterWidth * 2 + waveWidth * i - size.width + startOffset, 500.0)
    ..quadraticBezierTo(
        _quaterWidth * 3 + waveWidth * i - size.width + startOffset,
        500 + waveHeight,
        _quaterWidth * 4 + waveWidth * i - size.width + startOffset,
        500.0);
}           

      至此，一個基本的波浪模型基本完成，但還有很多優化的方面，小菜在下篇中進一步繪制波浪效果；如有錯誤，請多多指導！

來源： 阿策小和尚