Compose 中的形状

借助 Compose,您可以创建由多边形组成的形状。例如,您可以制作以下类型的形状:

绘制区域中心的蓝色六边形
图 1. 可使用图形形状库制作的不同形状的示例

如需在 Compose 中创建自定义圆角多边形,请将 graphics-shapes 依赖项添加到 app/build.gradle

implementation "androidx.graphics:graphics-shapes:1.0.0-alpha05"

借助此库,您可以创建由多边形制成的形状。虽然多边形只有直边和尖角,但这些形状允许使用可选的圆角。您可以轻松地在两种不同的形状之间进行变形。任意形状之间的变形很难处理,并且往往是一个设计时问题。但这个库通过在这些具有类似多边形结构的形状之间进行变形,来简化操作。

创建多边形

以下代码段会创建一个以绘制区域的中心为 6 个点的基本多边形形状:

Box(
    modifier = Modifier
        .drawWithCache {
            val roundedPolygon = RoundedPolygon(
                numVertices = 6,
                radius = size.minDimension / 2,
                centerX = size.width / 2,
                centerY = size.height / 2
            )
            val roundedPolygonPath = roundedPolygon.toPath().asComposePath()
            onDrawBehind {
                drawPath(roundedPolygonPath, color = Color.Blue)
            }
        }
        .fillMaxSize()
)

绘制区域中心的蓝色六边形
图 2. 绘制区域中央的蓝色六边形。

在此示例中,该库会创建一个 RoundedPolygon,其中包含表示所请求形状的几何图形。如需在 Compose 应用中绘制该形状,您必须从中获取 Path 对象,以将形状转换为 Compose 知道如何绘制的形式。

将多边形的角设置为圆角

如需对多边形的角进行圆角处理,请使用 CornerRounding 参数。这接受两个参数:radiussmoothing。每个圆角由 1-3 个立方曲线组成,其中心为圆弧,而两条边(“侧置”)曲线从形状的边缘过渡到中心曲线。

半径

radius 是用于取整顶点的圆的半径。

例如,以下圆角三角形如下所示:

圆角三角形
图 3. 圆角三角形。
圆角半径 r 决定了圆角的圆角大小
图 4. 圆角半径 r 决定了圆角的圆角大小。

平滑

平滑是决定从角的圆形圆角部分到边缘所需的时间的因素。平滑因数为 0(未平滑,CornerRounding 的默认值)会导致纯圆角舍入。非零平滑因数(最大值为 1.0)会导致角被三条单独的曲线圆角。

平滑系数为 0(不平滑)会生成一条立方曲线,该曲线沿着具有指定圆角半径的圆角处移动,如前面的示例所示
图 5. 平滑因数为 0(未平滑)会生成一条立方曲线,该曲线会沿着具有指定圆角半径的圆角移动,如前面的示例所示。
非零平滑系数会生成三条立方曲线来圆角顶点:内部圆形曲线(如前)加上两条在内曲线和多边形边缘之间过渡的侧翼曲线。
图 6. 非零平滑因数会生成三条立方曲线来圆角顶点:内部圆形曲线(如前)加上两条在内曲线和多边形边缘之间过渡的侧翼曲线。

例如,以下代码段展示了将平滑处理设置为 0 与 1 之间的细微差别:

Box(
    modifier = Modifier
        .drawWithCache {
            val roundedPolygon = RoundedPolygon(
                numVertices = 3,
                radius = size.minDimension / 2,
                centerX = size.width / 2,
                centerY = size.height / 2,
                rounding = CornerRounding(
                    size.minDimension / 10f,
                    smoothing = 0.1f
                )
            )
            val roundedPolygonPath = roundedPolygon.toPath().asComposePath()
            onDrawBehind {
                drawPath(roundedPolygonPath, color = Color.Black)
            }
        }
        .size(100.dp)
)

两个黑色三角形,显示了平滑参数的差异。
图 7. 两个黑色三角形,显示了平滑参数的差异。

尺寸和位置

默认情况下,创建一个以中心 (0, 0) 为中心的半径为 1。这个半径表示形状所基于的多边形的中心与外部顶点之间的距离。请注意,对角进行圆角生成的形状较小,因为圆角比圆角的顶点更接近中心。若要调整多边形的大小,请调整 radius 值。如需调整位置,请更改多边形的 centerXcenterY。或者,使用标准 DrawScope 转换函数(例如 DrawScope#translate())转换对象,以更改其大小、位置和旋转角度。

变形形状

Morph 对象是一种新形状,表示两个多边形形状之间的动画。如需在两种形状之间变形,请创建两个 RoundedPolygons 和一个采用这两种形状的 Morph 对象。如需计算起始形状和结束形状之间的形状,请提供介于 0 到 1 之间的 progress 值,以确定起始形状 (0) 和结束形状 (1) 之间的形状:

Box(
    modifier = Modifier
        .drawWithCache {
            val triangle = RoundedPolygon(
                numVertices = 3,
                radius = size.minDimension / 2f,
                centerX = size.width / 2f,
                centerY = size.height / 2f,
                rounding = CornerRounding(
                    size.minDimension / 10f,
                    smoothing = 0.1f
                )
            )
            val square = RoundedPolygon(
                numVertices = 4,
                radius = size.minDimension / 2f,
                centerX = size.width / 2f,
                centerY = size.height / 2f
            )

            val morph = Morph(start = triangle, end = square)
            val morphPath = morph
                .toPath(progress = 0.5f).asComposePath()

            onDrawBehind {
                drawPath(morphPath, color = Color.Black)
            }
        }
        .fillMaxSize()
)

在上面的示例中,进度正好位于两个形状(圆角三角形和方形)的中间,生成的结果如下:

圆角三角形与正方形之间的距离的 50%
图 8. 圆角三角形与正方形之间的距离的 50%。

在大多数情况下,变形作为动画的一部分(而不只是静态渲染)完成。如需在两者之间添加动画效果,您可以使用 Compose 中的标准动画 API 随时间更改进度值。例如,您可以为这两个形状之间的变形无限添加动画效果,如下所示:

val infiniteAnimation = rememberInfiniteTransition(label = "infinite animation")
val morphProgress = infiniteAnimation.animateFloat(
    initialValue = 0f,
    targetValue = 1f,
    animationSpec = infiniteRepeatable(
        tween(500),
        repeatMode = RepeatMode.Reverse
    ),
    label = "morph"
)
Box(
    modifier = Modifier
        .drawWithCache {
            val triangle = RoundedPolygon(
                numVertices = 3,
                radius = size.minDimension / 2f,
                centerX = size.width / 2f,
                centerY = size.height / 2f,
                rounding = CornerRounding(
                    size.minDimension / 10f,
                    smoothing = 0.1f
                )
            )
            val square = RoundedPolygon(
                numVertices = 4,
                radius = size.minDimension / 2f,
                centerX = size.width / 2f,
                centerY = size.height / 2f
            )

            val morph = Morph(start = triangle, end = square)
            val morphPath = morph
                .toPath(progress = morphProgress.value)
                .asComposePath()

            onDrawBehind {
                drawPath(morphPath, color = Color.Black)
            }
        }
        .fillMaxSize()
)

在方形和圆角三角形之间无限变形
图 9. 在方形和圆角三角形之间无限变形。

使用多边形作为裁剪

通常在 Compose 中使用 clip 修饰符来更改可组合项的渲染方式,并利用在剪裁区域周围绘制的阴影:

fun RoundedPolygon.getBounds() = calculateBounds().let { Rect(it[0], it[1], it[2], it[3]) }
class RoundedPolygonShape(
    private val polygon: RoundedPolygon,
    private var matrix: Matrix = Matrix()
) : Shape {
    private var path = Path()
    override fun createOutline(
        size: Size,
        layoutDirection: LayoutDirection,
        density: Density
    ): Outline {
        path.rewind()
        path = polygon.toPath().asComposePath()
        matrix.reset()
        val bounds = polygon.getBounds()
        val maxDimension = max(bounds.width, bounds.height)
        matrix.scale(size.width / maxDimension, size.height / maxDimension)
        matrix.translate(-bounds.left, -bounds.top)

        path.transform(matrix)
        return Outline.Generic(path)
    }
}

然后,您可以将多边形用作裁剪,如以下代码段所示:

val hexagon = remember {
    RoundedPolygon(
        6,
        rounding = CornerRounding(0.2f)
    )
}
val clip = remember(hexagon) {
    RoundedPolygonShape(polygon = hexagon)
}
Box(
    modifier = Modifier
        .clip(clip)
        .background(MaterialTheme.colorScheme.secondary)
        .size(200.dp)
) {
    Text(
        "Hello Compose",
        color = MaterialTheme.colorScheme.onSecondary,
        modifier = Modifier.align(Alignment.Center)
    )
}

这会导致出现以下情况:

中间有文本“hello compose”的六边形。
图 10. 中间为文本“Hello Compose”的六边形。

这看起来可能与之前渲染的内容没有什么不同,但可让您利用 Compose 中的其他功能。例如,以下方法可用于裁剪图片并在裁剪区域周围应用阴影:

val hexagon = remember {
    RoundedPolygon(
        6,
        rounding = CornerRounding(0.2f)
    )
}
val clip = remember(hexagon) {
    RoundedPolygonShape(polygon = hexagon)
}
Box(
    modifier = Modifier.fillMaxSize(),
    contentAlignment = Alignment.Center
) {
    Image(
        painter = painterResource(id = R.drawable.dog),
        contentDescription = "Dog",
        contentScale = ContentScale.Crop,
        modifier = Modifier
            .graphicsLayer {
                this.shadowElevation = 6.dp.toPx()
                this.shape = clip
                this.clip = true
                this.ambientShadowColor = Color.Black
                this.spotShadowColor = Color.Black
            }
            .size(200.dp)

    )
}

六边形的狗,边缘应用阴影
图 11. 已应用自定义形状作为裁剪。

点击时变形按钮

您可以使用 graphics-shape 库创建一个按钮,该按钮会在按下时在两个形状之间变形。首先,创建一个扩展 ShapeMorphPolygonShape,并缩放和平移该元素以适应相应大小。请注意传入的进度,以便能够为形状添加动画效果:

class MorphPolygonShape(
    private val morph: Morph,
    private val percentage: Float
) : Shape {

    private val matrix = Matrix()
    override fun createOutline(
        size: Size,
        layoutDirection: LayoutDirection,
        density: Density
    ): Outline {
        // Below assumes that you haven't changed the default radius of 1f, nor the centerX and centerY of 0f
        // By default this stretches the path to the size of the container, if you don't want stretching, use the same size.width for both x and y.
        matrix.scale(size.width / 2f, size.height / 2f)
        matrix.translate(1f, 1f)

        val path = morph.toPath(progress = percentage).asComposePath()
        path.transform(matrix)
        return Outline.Generic(path)
    }
}

如需使用此变形形状,请创建两个多边形:shapeAshapeB。创建并记住 Morph。然后,将变形作为剪辑轮廓应用于按钮,并将按下时的 interactionSource 用作动画背后的驱动力:

val shapeA = remember {
    RoundedPolygon(
        6,
        rounding = CornerRounding(0.2f)
    )
}
val shapeB = remember {
    RoundedPolygon.star(
        6,
        rounding = CornerRounding(0.1f)
    )
}
val morph = remember {
    Morph(shapeA, shapeB)
}
val interactionSource = remember {
    MutableInteractionSource()
}
val isPressed by interactionSource.collectIsPressedAsState()
val animatedProgress = animateFloatAsState(
    targetValue = if (isPressed) 1f else 0f,
    label = "progress",
    animationSpec = spring(dampingRatio = 0.4f, stiffness = Spring.StiffnessMedium)
)
Box(
    modifier = Modifier
        .size(200.dp)
        .padding(8.dp)
        .clip(MorphPolygonShape(morph, animatedProgress.value))
        .background(Color(0xFF80DEEA))
        .size(200.dp)
        .clickable(interactionSource = interactionSource, indication = null) {
        }
) {
    Text("Hello", modifier = Modifier.align(Alignment.Center))
}

这样一来,当用户点按该框时,会生成以下动画:

通过在两个形状之间点击来应用变形
图 12. 通过在两个形状之间点击来应用变形。

为形状无限变形添加动画效果

如需无限地为变形形状添加动画效果,请使用 rememberInfiniteTransition。下面的示例展示了形状会随着时间无限改变(和旋转)的个人资料照片。此方法对上面显示的 MorphPolygonShape 稍作调整:

class CustomRotatingMorphShape(
    private val morph: Morph,
    private val percentage: Float,
    private val rotation: Float
) : Shape {

    private val matrix = Matrix()
    override fun createOutline(
        size: Size,
        layoutDirection: LayoutDirection,
        density: Density
    ): Outline {
        // Below assumes that you haven't changed the default radius of 1f, nor the centerX and centerY of 0f
        // By default this stretches the path to the size of the container, if you don't want stretching, use the same size.width for both x and y.
        matrix.scale(size.width / 2f, size.height / 2f)
        matrix.translate(1f, 1f)
        matrix.rotateZ(rotation)

        val path = morph.toPath(progress = percentage).asComposePath()
        path.transform(matrix)

        return Outline.Generic(path)
    }
}

@Preview
@Composable
private fun RotatingScallopedProfilePic() {
    val shapeA = remember {
        RoundedPolygon(
            12,
            rounding = CornerRounding(0.2f)
        )
    }
    val shapeB = remember {
        RoundedPolygon.star(
            12,
            rounding = CornerRounding(0.2f)
        )
    }
    val morph = remember {
        Morph(shapeA, shapeB)
    }
    val infiniteTransition = rememberInfiniteTransition("infinite outline movement")
    val animatedProgress = infiniteTransition.animateFloat(
        initialValue = 0f,
        targetValue = 1f,
        animationSpec = infiniteRepeatable(
            tween(2000, easing = LinearEasing),
            repeatMode = RepeatMode.Reverse
        ),
        label = "animatedMorphProgress"
    )
    val animatedRotation = infiniteTransition.animateFloat(
        initialValue = 0f,
        targetValue = 360f,
        animationSpec = infiniteRepeatable(
            tween(6000, easing = LinearEasing),
            repeatMode = RepeatMode.Reverse
        ),
        label = "animatedMorphProgress"
    )
    Box(
        modifier = Modifier.fillMaxSize(),
        contentAlignment = Alignment.Center
    ) {
        Image(
            painter = painterResource(id = R.drawable.dog),
            contentDescription = "Dog",
            contentScale = ContentScale.Crop,
            modifier = Modifier
                .clip(
                    CustomRotatingMorphShape(
                        morph,
                        animatedProgress.value,
                        animatedRotation.value
                    )
                )
                .size(200.dp)
        )
    }
}

此代码会给出以下有趣的结果:

爱心形状
图 13. 被旋转的扇形形状裁剪的个人资料照片。

自定义多边形

如果通过正多边形创建的形状无法涵盖您的用例,您可以使用顶点列表创建更自定义的形状。例如,您可能需要创建一个如下所示的心形:

爱心形状
图 14. 心形。

您可以使用接受 x、y 坐标的浮点数组的 RoundedPolygon 重载来指定此形状的各个顶点。

如需拆分心形多边形,请注意用于指定点的极坐标系比使用笛卡尔 (x,y) 坐标系更容易实现,其中 从右侧开始,顺时针前进,270° 位于 12 点钟位置:

爱心形状
图 15. 带坐标的心形。

现在,通过指定每个点的中心的角度 (?) 和半径,可以更轻松地定义形状:

爱心形状
图 16. 有坐标的心形,没有舍入。

现在可以创建顶点并将其传递给 RoundedPolygon 函数:

val vertices = remember {
    val radius = 1f
    val radiusSides = 0.8f
    val innerRadius = .1f
    floatArrayOf(
        radialToCartesian(radiusSides, 0f.toRadians()).x,
        radialToCartesian(radiusSides, 0f.toRadians()).y,
        radialToCartesian(radius, 90f.toRadians()).x,
        radialToCartesian(radius, 90f.toRadians()).y,
        radialToCartesian(radiusSides, 180f.toRadians()).x,
        radialToCartesian(radiusSides, 180f.toRadians()).y,
        radialToCartesian(radius, 250f.toRadians()).x,
        radialToCartesian(radius, 250f.toRadians()).y,
        radialToCartesian(innerRadius, 270f.toRadians()).x,
        radialToCartesian(innerRadius, 270f.toRadians()).y,
        radialToCartesian(radius, 290f.toRadians()).x,
        radialToCartesian(radius, 290f.toRadians()).y,
    )
}

您需要使用以下 radialToCartesian 函数将顶点转换为笛卡尔坐标:

internal fun Float.toRadians() = this * PI.toFloat() / 180f

internal val PointZero = PointF(0f, 0f)
internal fun radialToCartesian(
    radius: Float,
    angleRadians: Float,
    center: PointF = PointZero
) = directionVectorPointF(angleRadians) * radius + center

internal fun directionVectorPointF(angleRadians: Float) =
    PointF(cos(angleRadians), sin(angleRadians))

上述代码为您提供了心形的原始顶点,但您需要对特定角进行圆角处理才能得到所选心形的形状。90°270° 的角没有圆角,但其他角没有圆角。如需为各个角实现自定义圆角,请使用 perVertexRounding 参数:

val rounding = remember {
    val roundingNormal = 0.6f
    val roundingNone = 0f
    listOf(
        CornerRounding(roundingNormal),
        CornerRounding(roundingNone),
        CornerRounding(roundingNormal),
        CornerRounding(roundingNormal),
        CornerRounding(roundingNone),
        CornerRounding(roundingNormal),
    )
}

val polygon = remember(vertices, rounding) {
    RoundedPolygon(
        vertices = vertices,
        perVertexRounding = rounding
    )
}
Box(
    modifier = Modifier
        .drawWithCache {
            val roundedPolygonPath = polygon.toPath().asComposePath()
            onDrawBehind {
                scale(size.width * 0.5f, size.width * 0.5f) {
                    translate(size.width * 0.5f, size.height * 0.5f) {
                        drawPath(roundedPolygonPath, color = Color(0xFFF15087))
                    }
                }
            }
        }
        .size(400.dp)
)

这会产生粉色心形:

爱心形状
图 17. 心形结果。

如果上述形状无法涵盖您的用例,请考虑使用 Path绘制自定义形状,或从磁盘加载 ImageVector 文件。graphics-shapes 库并非用于任意形状,而专门用于简化圆角多边形的创建以及圆角多边形之间的变形动画。

其他资源

如需了解详情并查看示例,请参阅以下资源: