手撸一个物体下落的控件，实现雪花飘落效果

效果图：

圣诞登录页.gif

参考文章：

Android自定义View——从零开始实现雪花飘落效果
感谢原文作者，不仅实现了效果，并且写得非常详细，还做了优化。笔者参考原文作者的源码，做了一点修改，实现了效果并加入了项目中。不过都大同小异，下面笔者会将学习和制作中的难点和注意点分享给大家。

提炼与分享：

1. 如何实现简单的物体下落:

    @Override
    protected void onDraw(Canvas canvas) {        super.onDraw(canvas);        if(fallObjects.size()>0){            for (int i=0;i<fallObjects.size();i++) {                //然后进行绘制
                fallObjects.get(i).drawObject(canvas);
            }            // 隔一段时间重绘一次, 动画效果
            getHandler().postDelayed(runnable, intervalTime);
        }
    }    private Runnable runnable = new Runnable() {        @Override
        public void run() {
            invalidate();
        }
    };    public void drawObject(Canvas canvas){
        moveObject();
        canvas.drawBitmap(bitmap,presentX,presentY,null);
    }    private void moveObject(){
        moveX();
        moveY();        if(presentY>parentHeight || presentX<-bitmap.getWidth() || presentX>parentWidth+bitmap.getWidth()){
            reset();
        }
    }    private void moveY(){
        presentY += presentSpeed;
    }    private void moveX(){
        presentX += defaultWindSpeed * Math.sin(angle);        if(isAngleChange){
            angle += (float) (random.nextBoolean()?-1:1) * Math.random() * 0.0025;
        }
    }    private void reset(){
        presentY = -objectHeight;
        randomSpeed();
        randomWind();//记得重置一下初始角度，不然雪花会越下越少（因为角度累加会让雪花越下越偏）
    }

  首先是Y轴控制竖直下落，初始的Y轴坐标是通过屏幕高度取随机值-屏幕高度来确定的。这样物体会从不同的位置下落，在相同速度的情况下，也能在不同的时间进入屏幕。
  然后是X轴，正常的雪花肯定不是竖直下落，也不是折线下落，而是弧形，View中采用的sin函数的-Pi到Pi之间的值绘制弧形。x轴的初始位置通过对屏幕宽度做随机值确定。
  最后在物体到底屏幕底部，或者超过屏幕左右边界时，重置物体（reset方法）。需要重置的是y轴的点，以及物体的速度，当然还有我们模拟的风力，后面会单独说。

2. 为什么要使用Builder建造者模式

  其实原文已经讲得很仔细了，我们物体会有大量的参数和对应的行为方法，为了提高代码的可读性，我们将物体提取出来，作为一个单独的类。而大量的参数采用普通的构造方法去构造，实在是不知道，传入的参数究竟代表什么。而建造者模式能够解决这个问题。

        FallObject.Builder builder = new FallObject.Builder(getResources().getDrawable(R.drawable.snowflake));
        FallObject fallObject = builder
                .setSpeed(8,true)
                .setSize(80,80,true)
                .setWind(5,true)
                .build();        //初始化一个雪球样式的fallObject
        ((FallingView)findViewById(R.id.fallingView)).addFallObject(fallObject,60);//添加60个雪球对象

  在这个项目中，我们将所有与下落物体相关的方法和属性全部封装在FallObject中，并且提供Builder内部类实例化。而我们的View则仅仅需要作为一个画布，提供添加下落对象的方法，重复的绘制物体即可。至于绘制的对象是要下落还是要旋转，都与View没有关系了。

3. 绘制图片并且控制其大小

  绘制图片在View中是有提供方法的：canvas.drawBitmap(bitmap,presentX,presentY,null);从方法中可以看到，我们需要的是bitmap的图片，那么，我们在修改图片大小之前，还需要先将drawable转化为bitmap。

    /**
     * drawable图片资源转bitmap
     * @param drawable
     * @return
     */
    public static Bitmap drawableToBitmap(Drawable drawable) {
        Bitmap bitmap = Bitmap.createBitmap(
                drawable.getIntrinsicWidth(),
                drawable.getIntrinsicHeight(),
                drawable.getOpacity() != PixelFormat.OPAQUE ? Bitmap.Config.ARGB_8888
                        : Bitmap.Config.RGB_565);
        Canvas canvas = new Canvas(bitmap);
        drawable.setBounds(0, 0, drawable.getIntrinsicWidth(), drawable.getIntrinsicHeight());
        drawable.draw(canvas);        return bitmap;
    }

  上面是drawable转化为bitmap的代码，简单来讲就是Bitmap的采用的是工厂模式创建一个bitmap空对象，然后通过drawable将图片图像画在bitmap对象中。

    /**
     * 改变bitmap的大小
     * @param bitmap 目标bitmap
     * @param newW 目标宽度-
     * @param newH 目标高度
     * @return
     */
    public static Bitmap changeBitmapSize(Bitmap bitmap, int newW, int newH) {        int oldW = bitmap.getWidth();        int oldH = bitmap.getHeight();        // 计算缩放比例
        float scaleWidth = ((float) newW) / oldW;        float scaleHeight = ((float) newH) / oldH;        // 取得想要缩放的matrix参数
        Matrix matrix = new Matrix();
        matrix.postScale(scaleWidth, scaleHeight);        // 得到新的图片
        bitmap = Bitmap.createBitmap(bitmap, 0, 0, oldW, oldH, matrix, true);        return bitmap;
    }

  上面是改变图片显示大小的方法。就是直接对bitmap的缩放操作返回新的bitmao对象。需要注意的是为了保证不失帧，新的宽高度需要按原大小等比例缩放。

4. 如何引入风的概念

    /**
     * 随机风的风向和风力大小比例，即随机物体初始下落角度
     */
    private void randomWind(){        if(isAngleChange){
            angle = (float) ((random.nextBoolean()?-1:1) * Math.random() * initWindLevel /50);
        }else {
            angle = (float) initWindLevel /50;
        }        //限制angle的最大最小值
        if(angle>HALF_PI){
            angle = HALF_PI;
        }else if(angle<-HALF_PI){
            angle = -HALF_PI;
        }
    }

  正常情况下，我们的雪花不会是直线下落的，而是有轻微的弧度飘落，我们通过改变X轴的方式来实现水平位移，但是为了保证位移的平滑，我们采用了sin正弦函数计算x轴的值，采用-π/2到π/2的弧线值作为函数的角度。这个曲线值是[-1,1],可以实现雪花自由的左右弧线移动。initWindLevel是我们模拟的风力，风力值越大，雪花飘落的弧度就越大。

源码：

画布View：

package com.wusy.wusylibrary.view.FallingView;import android.content.Context;import android.graphics.Canvas;import android.graphics.Color;import android.graphics.Paint;import android.support.annotation.Nullable;import android.util.AttributeSet;import android.view.View;import android.view.ViewTreeObserver;import java.util.ArrayList;import java.util.List;/**
 * Created by XIAO RONG on 2018/12/24.
 */public class FallingView extends View {    private Context mContext;    private AttributeSet mAttrs;    private int viewWidth;    private int viewHeight;    private static final int defaultWidth = 600;//默认宽度
    private static final int defaultHeight = 1000;//默认高度
    private static final int intervalTime = 10;//重绘间隔时间

    private List<FallObject> fallObjects;    public FallingView(Context context) {        super(context);
        mContext = context;
        init();
    }    public FallingView(Context context, @Nullable AttributeSet attrs) {        super(context, attrs);
        mContext = context;
        mAttrs = attrs;
        init();
    }    private void init(){
        fallObjects = new ArrayList<>();
    }    @Override
    protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {        super.onMeasure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);        int height = measureSize(defaultHeight, heightMeasureSpec);        int width = measureSize(defaultWidth, widthMeasureSpec);
        setMeasuredDimension(width, height);

        viewWidth = width;
        viewHeight = height;
    }    private int measureSize(int defaultSize,int measureSpec) {        int result = defaultSize;        int specMode = MeasureSpec.getMode(measureSpec);        int specSize = MeasureSpec.getSize(measureSpec);        if (specMode == MeasureSpec.EXACTLY) {
            result = specSize;
        } else if (specMode == MeasureSpec.AT_MOST) {
            result = Math.min(result, specSize);
        }        return result;
    }    @Override
    protected void onDraw(Canvas canvas) {        super.onDraw(canvas);        if(fallObjects.size()>0){            for (int i=0;i<fallObjects.size();i++) {                //然后进行绘制
                fallObjects.get(i).drawObject(canvas);
            }            // 隔一段时间重绘一次, 动画效果
            getHandler().postDelayed(runnable, intervalTime);
        }
    }    // 重绘线程
    private Runnable runnable = new Runnable() {        @Override
        public void run() {
            invalidate();
        }
    };    /**
     * 向View添加下落物体对象
     * @param fallObject 下落物体对象
     * @param num
     * view.getViewTreeObserver().addOnPreDrawListener(opdl)
     * 此方法在视图绘制前会被调用，测量结束，客户获取到一些数据。再计算一些动态宽高时可以使用。
     * 调用一次后需要注销这个监听，否则会阻塞ui线程。
     */
    public void addFallObject(final FallObject fallObject, final int num) {
        getViewTreeObserver().addOnPreDrawListener(new ViewTreeObserver.OnPreDrawListener() {            @Override
            public boolean onPreDraw() {
                getViewTreeObserver().removeOnPreDrawListener(this);                for (int i = 0; i < num; i++) {
                    FallObject newFallObject = new FallObject(fallObject.builder,viewWidth,viewHeight);
                    fallObjects.add(newFallObject);
                }
                invalidate();                return true;
            }
        });
    }
}

下落物体类：

package com.wusy.wusylibrary.view.FallingView;import android.graphics.Bitmap;import android.graphics.Canvas;import android.graphics.Matrix;import android.graphics.PixelFormat;import android.graphics.drawable.Drawable;import java.util.Random;public class FallObject {    private int initX;    private int initY;    private Random random;    private int parentWidth;//父容器宽度
    private int parentHeight;//父容器高度
    private float objectWidth;//下落物体宽度
    private float objectHeight;//下落物体高度

    public int initWindLevel;//初始风力等级
    private float angle;//下落物体角度
    private boolean isAngleChange;//下落物体角度是否改变
    private static final int defaultWindLevel = 0;//默认风力等级
    private static final int defaultWindSpeed = 10;//默认单位风速
    private static final float HALF_PI = (float) Math.PI / 2;//π/2

    public float initSpeed;//初始下降速度
    public float presentSpeed;//当前下降速度


    public float presentX;//当前位置X坐标
    public float presentY;//当前位置Y坐标

    private boolean isSpeedRandom;//物体初始下降速度比例是否随机
    private boolean isSizeRandom;//物体初始大小比例是否随机

    private Bitmap bitmap;    public Builder builder;    private static final int defaultSpeed = 10;//默认下降速度

    public FallObject(Builder builder, int parentWidth, int parentHeight){
        random = new Random();        this.parentWidth = parentWidth;        this.parentHeight = parentHeight;
        initX = random.nextInt(parentWidth);//随机物体的X坐标
        initY = random.nextInt(parentHeight)- parentHeight;//随机物体的Y坐标，并让物体一开始从屏幕顶部下落
        presentX = initX;
        presentY = initY;        this.builder = builder;
        isSpeedRandom = builder.isSpeedRandom;
        isSizeRandom = builder.isSizeRandom;
        isAngleChange=builder.isAngleChange;
        initWindLevel=builder.initWindLevel;
        randomSpeed();
        randomSize();
    }    private FallObject(Builder builder) {        this.builder = builder;
        initSpeed = builder.initSpeed;
        bitmap = builder.bitmap;
        isSpeedRandom = builder.isSpeedRandom;
        isSizeRandom = builder.isSizeRandom;
        isAngleChange=builder.isAngleChange;
        initWindLevel=builder.initWindLevel;
    }    /**
     * 绘制物体对象
     * @param canvas
     */
    public void drawObject(Canvas canvas){
        moveObject();
        canvas.drawBitmap(bitmap,presentX,presentY,null);
    }    /**
     * 移动物体对象
     */
    private void moveObject(){
        moveX();
        moveY();        if(presentY>parentHeight || presentX<-bitmap.getWidth() || presentX>parentWidth+bitmap.getWidth()){
            reset();
        }
    }    /**
     * Y轴上的移动逻辑
     */
    private void moveY(){
        presentY += presentSpeed;
    }    private void moveX(){
        presentX += defaultWindSpeed * Math.sin(angle);        if(isAngleChange){
            angle += (float) (random.nextBoolean()?-1:1) * Math.random() * 0.0025;
        }
    }    /**
     * 重置object位置
     */
    private void reset(){
        presentY = -objectHeight;
        randomSpeed();
        randomWind();//记得重置一下初始角度，不然雪花会越下越少（因为角度累加会让雪花越下越偏）
    }    /**
     * 随机风的风向和风力大小比例，即随机物体初始下落角度
     */
    private void randomWind(){        if(isAngleChange){
            angle = (float) ((random.nextBoolean()?-1:1) * Math.random() * initWindLevel /50);
        }else {
            angle = (float) initWindLevel /50;
        }        //限制angle的最大最小值
        if(angle>HALF_PI){
            angle = HALF_PI;
        }else if(angle<-HALF_PI){
            angle = -HALF_PI;
        }
    }    /**
     * 随机物体初始下落速度
     */
    private void randomSpeed(){        if(isSpeedRandom){
            initSpeed = (float)((random.nextInt(3)+1)*0.1+1)* builder.initSpeed;
        }else {
            initSpeed = builder.initSpeed;
        }
        presentSpeed = initSpeed;
    }    /**
     * 随机物体初始大小比例
     */
    private void randomSize(){        if(isSizeRandom){            float r = (random.nextInt(10)+1)*0.1f;            float rW = r * builder.bitmap.getWidth();            float rH = r * builder.bitmap.getHeight();
            bitmap = changeBitmapSize(builder.bitmap,(int)rW,(int)rH);
        }else {
            bitmap = builder.bitmap;
        }
        objectWidth = bitmap.getWidth();
        objectHeight = bitmap.getHeight();
    }    /**
     * 改变bitmap的大小
     * @param bitmap 目标bitmap
     * @param newW 目标宽度-
     * @param newH 目标高度
     * @return
     */
    public static Bitmap changeBitmapSize(Bitmap bitmap, int newW, int newH) {        int oldW = bitmap.getWidth();        int oldH = bitmap.getHeight();        // 计算缩放比例
        float scaleWidth = ((float) newW) / oldW;        float scaleHeight = ((float) newH) / oldH;        // 取得想要缩放的matrix参数
        Matrix matrix = new Matrix();
        matrix.postScale(scaleWidth, scaleHeight);        // 得到新的图片
        bitmap = Bitmap.createBitmap(bitmap, 0, 0, oldW, oldH, matrix, true);        return bitmap;
    }    /**
     * drawable图片资源转bitmap
     * @param drawable
     * @return
     */
    public static Bitmap drawableToBitmap(Drawable drawable) {
        Bitmap bitmap = Bitmap.createBitmap(
                drawable.getIntrinsicWidth(),
                drawable.getIntrinsicHeight(),
                drawable.getOpacity() != PixelFormat.OPAQUE ? Bitmap.Config.ARGB_8888
                        : Bitmap.Config.RGB_565);
        Canvas canvas = new Canvas(bitmap);
        drawable.setBounds(0, 0, drawable.getIntrinsicWidth(), drawable.getIntrinsicHeight());
        drawable.draw(canvas);        return bitmap;
    }    public static final class Builder {        private float initSpeed;        private Bitmap bitmap;        private boolean isSpeedRandom;        private boolean isSizeRandom;        private int initWindLevel;//下落物体角度
        private boolean isAngleChange;//下落物体角度是否改变
        public Builder(Bitmap bitmap) {            this.initSpeed = defaultSpeed;            this.bitmap = bitmap;
        }        public Builder(Drawable drawable) {            this.initSpeed = defaultSpeed;            this.bitmap = drawableToBitmap(drawable);
        }        /**
         * 设置物体的初始下落速度
         * @param level
         * @param isAngleChange 物体初始下降速度比例是否随机
         * @return
         */
        public Builder setWind(int level,boolean isAngleChange) {            this.initWindLevel  = level;            this.isAngleChange = isAngleChange;            return this;
        }        /**
         * 设置物体的初始下落速度
         * @param speed
         * @return
         */
        public Builder setSpeed(float speed) {            this.initSpeed = speed;            return this;
        }        /**
         * 设置物体的初始下落速度
         * @param speed
         * @param isRandomSpeed 物体初始下降速度比例是否随机
         * @return
         */
        public Builder setSpeed(float speed,boolean isRandomSpeed) {            this.initSpeed = speed;            this.isSpeedRandom = isRandomSpeed;            return this;
        }        /**
         * 设置下落物体的大小
         * @param w
         * @param h
         * @return
         */
        public Builder setSize(int w, int h){            this.bitmap = changeBitmapSize(this.bitmap,w,h);            return this;
        }        /**
         * 设置物体大小
         * @param w
         * @param h
         * @param isRandomSize 物体初始大小比例是否随机
         * @return
         */
        public Builder setSize(int w, int h, boolean isRandomSize){            this.bitmap = changeBitmapSize(this.bitmap,w,h);            this.isSizeRandom = isRandomSize;            return this;
        }        /**
         * 构建FallObject
         * @return
         */
        public FallObject build() {            return new FallObject(this);
        }

    }
}

在用户在xml中使用，Activity中实例化：

  FallObject.Builder builder = new FallObject.Builder(getResources().getDrawable(R.drawable.snowflake));
        FallObject fallObject = builder
                .setSpeed(8,true)
                .setSize(80,80,true)
                .setWind(5,true)
                .build();        //初始化一个雪球样式的fallObject
        ((FallingView)findViewById(R.id.fallingView)).addFallObject(fallObject,60);//添加50个雪球对象

 <com.wusy.wusylibrary.view.FallingView.FallingView
            android:id="@+id/fallingView"
            android:layout_width="match_parent"
            android:layout_height="match_parent" />

作者：饮水思源为名
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