Canvas的那些事，图解Android中的绘制技巧

Posted 2021-04-29 郭霖

今日快讯

北京时间2月7日凌晨4时45分，太空探索公司SpaceX试射的猎鹰重型火箭已成功发射升空，将把一辆特斯拉跑车送入绕太阳飞行的轨道。该火箭拥有3个推进器和27个引擎，能够提供超过200万公斤的推力，是世界现役最强大的运载火箭。

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今天这篇文章是过年前的倒数二篇文章，很快就要和大家短暂地说再见了，也希望每一位朋友都能坚守好最后几天的岗位。

本篇来自 容华谢后的投稿，分享了android中Canvas调用drawText方法的原理，希望大家会喜欢！

https://www.jianshu.com/u/34ece31cd6eb

正文

写在前面

在实现自定义控件的过程中，常常会有绘制居中文字的需求，于是在网上搜了一些相关的博客，总是看的一脸懵逼，就想着自己分析一下，在此记录下来，希望对大家能够有所帮助。

绘制一段文本

首先把坐标原点移动到控件中心（默认坐标原点在屏幕左上角），这样看起来比较直观一些，然后绘制x、y轴，此时原点向上y为负，向下y为正，向左x为负，向右x为正，以（0,0）坐标开始绘制一段文本：

@Override
public void draw(Canvas canvas) {
    super.draw(canvas);
    // 将坐标原点移到控件中心
    canvas.translate(getWidth() / 2, getHeight() / 2);
    // x轴
    canvas.drawLine(-getWidth() / 2, 0, getWidth() / 2, 0, paint);
    // y轴
    canvas.drawLine(0, -getHeight() / 2, 0, getHeight() / 2, paint);

    // 绘制文字
    paint.setTextSize(sp2px(50));
    canvas.drawText("YangLe", 0, 0, paint);
}

看下绘制的文本：

咦，为什么绘制的文本在第一象限，y坐标不是指定的0吗，为什么文本没有在x轴的上面或下面，而是穿过了x轴，带着这些疑问继续往下看：

首先看一个重要的类：

public static class FontMetrics {
    /**
     * The maximum distance above the baseline for the tallest glyph in
     * the font at a given text size.
     */
    public float   top;
    /**
     * The recommended distance above the baseline for singled spaced text.
     */
    public float   ascent;
    /**
     * The recommended distance below the baseline for singled spaced text.
     */
    public float   descent;
    /**
     * The maximum distance below the baseline for the lowest glyph in
     * the font at a given text size.
     */
    public float   bottom;
    /**
     * The recommended additional space to add between lines of text.
     */
    public float   leading;
}

FontMetrics类是Paint的一个内部类，主要定义了绘制文本时的一些关键坐标位置，看下这些值都代表什么：

看图说话：

• top：从基线（x轴）向上绘制区域的最高点，此值为负值

• ascent：单行文本，从基线（x轴）向上绘制的推荐最高点，此值为负值

• baseline：基线，此值为0

• descent：单行文本，从基线（x轴）向下绘制的推荐最低点，此值为正值

• bottom：从基线（x轴）向下绘制区域的最低点，此值为正值

• leading：推荐的额外行距，一般为0

下面再来看看drawText这个方法：

/**
 * Draw the text, with origin at (x,y), using the specified paint. The origin is interpreted
 * based on the Align setting in the paint.
 *
 * @param text The text to be drawn
 * @param x The x-coordinate of the origin of the text being drawn
 * @param y The y-coordinate of the baseline of the text being drawn
 * @param paint The paint used for the text (e.g. color, size, style)
 */
public void drawText(@NonNull String text, float x, float y, @NonNull Paint paint) {
    super.drawText(text, x, y, paint);
}

重点看下x、y参数的含义：

• x：绘制文本的起始x坐标

• y：绘制文本的baseline在y轴方向的位置

有点难理解，举个栗子，上文中的x、y参数传的是（0，0），此时的baseline正好是坐标系中x轴，就相当于从y轴开始向右绘制，以x轴作为文本的baseline进行绘制。

如果参数传（0，10），此时绘制文本的baseline从x轴开始向下移动10px，也就是以y10作为文本的baseline进行绘制，y10就是绘制文本的baseline在y轴方向的位置。

注意：baseline是绘制文本的基线，相对于绘制文本区域来说，相当于x轴，向上为负（top、ascent），向下为正（descent、bottom），但是这个x轴并不是控件的x轴，切记切记！！！

还记得我们在上文中提出的疑问吗，这下可以解释了：

• 为什么绘制的文本在第一象限？

因为我们把坐标原点移到了控件中心，文本的baseline正好为x轴，top、ascent值为负，所以绘制的文本在第一象限。

• y坐标不是指定的0吗，为什么文本没有在x轴的上面或下面，而是穿过了x轴？

drawText方法默认x轴方向是从左到右绘制的，y轴方向是从baseline为基准绘制的，文中的baseline正好为x轴，以baseline为基准绘制文本向下还有一段距离，所以文本穿过了x轴。

绘制居中的文本

在上文中，我们学习了如何绘制一段文本，以及其中参数和坐标的含义，接下来进入正题，看下如何才能绘制居中的文本。

首先看一张图，此时文本的baseline正好为x轴，如果想要文本居中显示的话，就需要先计算文本的宽度和高度：

• 宽度：调用Paint的measureText方法就可以获得文本的宽度

• 高度：文本的高度就是实际绘制区域的高度，可以用(fontMetrics.descent - fontMetrics.ascent)获取，因为ascent为负数，所以最终算出来的是两者的和
  

现在有了宽度，把绘制文本的x坐标向左移动（宽度 / 2）就可以水平居中，但是垂直方向就不能这么干了，我们要将文本向下移动baseline到文本中心的距离，也就是（高度 / 2 - fontMetrics.descent），如下图所示：

现在的公式为：

float baseLineY
= (fontMetrics.descent - fontMetrics.ascent) / 2 - fontMetrics.descent;
= -fontMetrics.ascent / 2 - fontMetrics.descent / 2;
= -(fontMetrics.ascent + fontMetrics.descent) / 2;
= Math.abs(fontMetrics.ascent + fontMetrics.descent) / 2;

Paint中也有获取ascent和descent值的方法，所以公式最终为：

float baseLineY = Math.abs(paint.ascent() + paint.descent()) / 2;

注意：此公式是相对于坐标原点在控件中心来计算的，如果坐标原点在左上角，baseLineY需要加上控件高度的一半。

float baseLineY = height / 2 + Math.abs(paint.ascent() + paint.descent()) / 2;

看下代码：

@Override
public void draw(Canvas canvas) {
    super.draw(canvas);
    // 将坐标原点移到控件中心
    canvas.translate(getWidth() / 2, getHeight() / 2);
    // x轴
    canvas.drawLine(-getWidth() / 2, 0, getWidth() / 2, 0, paint);
    // y轴
    canvas.drawLine(0, -getHeight() / 2, 0, getHeight() / 2, paint);

    // 绘制居中文字
    paint.setTextSize(sp2px(50));
    paint.setColor(Color.GRAY);
    // 文字宽
    float textWidth = paint.measureText("YangLe'Blog");
    // 文字baseline在y轴方向的位置
    float baseLineY = Math.abs(paint.ascent() + paint.descent()) / 2;
    canvas.drawText("YangLe'Blog", -textWidth / 2, baseLineY, paint);
}

看下居中了吗：

大功告成！

绘制多行居中的文本

注意：drawText方法不支持绘制多行文本

• 方式一

使用支持自动换行的StaticLayout：

/**
 * 绘制多行居中文本（方式1）
 *
 * @param canvas 画布
 */
private void drawCenterMultiText1(Canvas canvas) {
    String text = "ABC";

    // 画笔
    TextPaint textPaint = new TextPaint();
    textPaint.setAntiAlias(true);
    textPaint.setColor(Color.GRAY);

    // 设置宽度超过50dp时换行
    StaticLayout staticLayout = new StaticLayout(text, textPaint, dp2px(50),
            Layout.Alignment.ALIGN_CENTER, 1f, 0f, false);
    canvas.save();
    // StaticLayout默认从（0，0）点开始绘制
    // 如果需要调整位置，只能在绘制之前移动Canvas的起始坐标
    canvas.translate(-staticLayout.getWidth() / 2, -staticLayout.getHeight() / 2);
    staticLayout.draw(canvas);
    canvas.restore();
}

看下StaticLayout的构造方法参数含义：

public StaticLayout(CharSequence source, TextPaint paint, int width, Alignment align, 
                    float spacingmult, float spacingadd, boolean includepad) {
    this(source, 0, source.length(), paint, width, align, spacingmult, spacingadd, includepad);
}

• source：需要分行的文本

• paint：画笔对象

• width：layout的宽度，文本超出宽度时自动换行

• align：layout的对其方式

• spacingmult：相对行间距，相对字体大小，1f表示行间距为1倍的字体高度

• spacingadd：基础行距偏移值，实际行间距等于(spacingmult + spacingadd)

• includepad：参数未知

看下效果：

使用StaticLayout，每行设置的宽度是相同的，当需求为每行显示不同长度的文本时，这种方式就不能使用了，别担心，接着来看下第二种方式。

• 方式二

使用循环drawText的方式进行绘制，看图说话：

现在需要绘制A、B、C三行文本，红色A代表每行文本默认的绘制位置，绿色的线代表每行文本的baseline，x轴为红色A的baseline，现在分为三种情况：

1. 文本在x轴上方：红色A的baseline向上移动a距离，总高度的/2 - 文本的top值（绝对值）

2. 文本在x轴中间：红色A的baseline向下移动b距离，计算公式请参考单行文本居中公式

3. 文本在x轴下方：红色A的baseline向下移动c距离，总高度的/2 - 文本的bottom值（绝对值）

看下代码：

/**
 * 绘制多行居中文本（方式2）
 *
 * @param canvas 画布
 */
private void drawCenterMultiText2(Canvas canvas) {
    String[] texts = {"A", "B", "C"};

    Paint.FontMetrics fontMetrics = paint.getFontMetrics();
    // top绝对值
    float top = Math.abs(fontMetrics.top);
    // ascent绝对值
    float ascent = Math.abs(fontMetrics.ascent);
    // descent，正值
    float descent = fontMetrics.descent;
    // bottom，正值
    float bottom = fontMetrics.bottom;
    // 行数
    int textLines = texts.length;
    // 文本高度
    float textHeight = top + bottom;
    // 文本总高度
    float textTotalHeight = textHeight * textLines;
    // 基数
    float basePosition = (textLines - 1) / 2f;

    for (int i = 0; i < textLines; i++) {
        // 文本宽度
        float textWidth = paint.measureText(texts[i]);
        // 文本baseline在y轴方向的位置
        float baselineY;

        if (i < basePosition) {
            // x轴上，值为负
            // 总高度的/2 - 已绘制的文本高度 - 文本的top值（绝对值）
            baselineY = -(textTotalHeight / 2 - textHeight * i - top);

        } else if (i > basePosition) {
            // x轴下，值为正
            // 总高度的/2 - 未绘制的文本高度 - 文本的bottom值（绝对值）
            baselineY = textTotalHeight / 2 - textHeight * (textLines - i - 1) - bottom;

        } else {
            // x轴中，值为正
            // 计算公式请参考单行文本居中公式
            baselineY = (ascent - descent) / 2;
        }

        canvas.drawText(texts[i], -textWidth / 2, baselineY, paint);
    }
}

对照上图再看代码就很好理解了，觉得代码中的公式还有可以优化的地方，如果你有好的方法，可以留言告诉我哈。

再看下中文版的多行文本：

TextAlign

Paint的TextAlign属性决定了绘制文本相对于drawText方法中x参数的相对位置。

举个栗子：

• Paint.Align.LEFT：默认属性，x坐标为绘制文本的最左侧坐标

• Paint.Align.CENTER：x坐标为绘制文本的水平中心坐标

• Paint.Align.RIGHT：x坐标为绘制文本的最右侧坐标

看图理解下：

文本居中的公式

坐标原点在控件中心：

float baseLineY = Math.abs(paint.ascent() + paint.descent()) / 2;

坐标原点在控件左上角：

float baseLineY = height / 2 + Math.abs(paint.ascent() + paint.descent()) / 2;

结语

源码已经上传到GitHub上了，欢迎Fork，觉得还不错就Start一下吧！

https://github.com/alidili/Demos/tree/master/DrawTextDemo

如果有什么问题欢迎留言哈，谢谢！

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