Flutter 绘制实践 | 路径篇 - 阴影模糊

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2023年07月26日 03:28 · 阅读数 22

欢迎来到 Flutter 绘制实践系列，本文有文章版和视频版。视频发布在 bilibli 同名账号下，文章首发于掘金平台。今天来的话题是： 绘制阴影

Flutter 绘制实践系列视频链接：

1.阴影的绘制

说起 Flutter 绘制阴影，很多朋友可能都知道 Canvas 本身有 drawShadow 方法。可以根据入参的 Path 路径，绘制阴影。就像我们男人分不清口红色号一样，觉得口红就是红色，很多编程者也会觉得阴影就是影子。如果一个方法就能绘制出完美的阴影，也不会单独写篇文章。

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Canvas 中提供的 drawShadow 方法是根据 影深 elevation进行绘制阴影的。如下所示，是 drawShadow 绘制圆角矩形路径的效果，其中第四入是 bool 值，用于控制路径内部是否填充：

transparentOccluder:true	transparentOccluder:false

 @override
 void paint(Canvas canvas, Size size) {
   canvas.translate(size.width / 2, size.height / 2);
   Path path = Path()
     ..addRRect(
       RRect.fromRectAndRadius(Rect.fromPoints(
         Offset.zero,
         const Offset(100,60),
       ), const Radius.circular(8)),
     );
   canvas.drawShadow(path, Colors.blue.withOpacity(0.2), 5, false);
 }

一般来说不会只是单绘制一个路径阴影，还要绘制影子的发出者。如下所示，在阴影上方绘制白色的 "实物"。这样阴影的效果就有了，并且随着 elevation 的增加，阴影会越深：

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void drawBox(Canvas canvas,double elevation){
  Path path = Path()
    ..addRRect(
      RRect.fromRectAndRadius(Rect.fromPoints(
        Offset.zero,
        const Offset(100,60),
      ), const Radius.circular(8)),
    );
  canvas.drawShadow(path, Colors.blue.withOpacity(0.2), elevation, false);
  Paint whitePaint =  Paint()..color=Colors.white;
  canvas.drawPath(path,whitePaint);
}

其实可以发现 drawShadow 只能根据影深来控制阴影效果，无法调节阴影偏移量、阴影半径、阴影扩散等属性。所以，我们需要寻找到一种途径，来绘制更加复杂的路径阴影。比如 css 中的阴影样式定义:

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2. BoxDecoration 中阴影的使用

在日常开发中，我们或多或少使用过装饰属性，比如 Container 和 DecoratedBox 组件可以通过BoxDecoration 确定装饰的效果。其中就包含对阴影的处理，而且和 css 中的阴影样式是一致的：

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css 中 box-shadow 是一个列表，每组由五个参数，分别表示：

x偏移量 | y偏移量 | 阴影模糊半径 | 阴影扩散半径 | 阴影颜色

而 Flutter 中的 BoxDecoration#boxShadow 也是一个列表，其中配置参数由 BoxShadow 类记录。参数的作用和 css 中的是一致的，offset 表示偏移量，blurRadius 表示阴影模糊半径，spreadRadius 表示阴影扩散半径。

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这样如果已知 css 中的阴影样式，就很容易将其在 Flutter 中展示出来。如下是 Element UI 的全局弹框的阴影效果，在 Flutter 中的表现：源码详见 box_decoration

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// ElementUI 阴影
BoxDecoration element = BoxDecoration(
  color: Colors.white,
  borderRadius: BorderRadius.circular(8),
  border: Border.all(color:const Color(0xffebeef5)),
  boxShadow: [
    BoxShadow(
      color: Colors.black.withOpacity(0.1),
      offset: const Offset(0,2),
      blurRadius: 12,
      spreadRadius: 0,
    )
  ],
);

如下是 Ant Design 全局弹框的阴影效果，其中的 box-shadow 由三个阴影确定：

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对于 Flutter 而言，就是在 boxShadow 中提供多个 BoxShadow 对象：

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// Ant Design 阴影
BoxDecoration decoration = BoxDecoration(
  color: Colors.white,
  borderRadius: BorderRadius.circular(8),
  boxShadow: [
    BoxShadow(
      color: Colors.black.withOpacity(0.08),
      offset: const Offset(0,6),
      blurRadius: 16,
      spreadRadius: 0,
    ),
    BoxShadow(
      color: Colors.black.withOpacity(0.12),
      offset: const Offset(0,3),
      blurRadius: 6,
      spreadRadius: -4,
    ),
    BoxShadow(
      color: Colors.black.withOpacity(0.05),
      offset: const Offset(0,9),
      blurRadius: 28,
      spreadRadius: 8,
    )
  ],
);

3. BoxDecoration 是如何绘制的

既然 BoxDecoration 可以灵活地处理阴影样式，那么问题来了，在 Canvas 的绘制中，如何使用呢？其实仔细思考一下，Flutter 中的一切组件都是绘制出来的，那么 BoxDecoration 自然也不例外。那么只要查阅源码，看一下它的绘制逻辑，自然可以知道这种阴影是如何实现的。那接下来开始探秘吧。

首先来看 DecoratedBox 组件对应的渲染对象的绘制方法。如下所示，BoxDecoration 装饰对象通过 createBoxPainter 方法创建绘制对象：

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也就是说 BoxDecoration 只承载绘制的信息，绘制的逻辑由绘制对象承担。通过源码可以看出创建的绘制对象是 _BoxDecorationPainter, 也就是说该类中可能会是绘制阴影逻辑发生的场所：

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果然不出所料，绘制阴影的核心逻辑就在这个类中，会遍历 boxShadow 列表绘制阴影区域。其中偏移量 offset 是矩形区域的移动；扩散半径 spreadRadius 是矩形区域的扩大；最后剩下一个模糊长度 blurRadius 还未知：

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在上面 447 行中，画笔是通过 boxShadow 对象会取的，进入其中可以发现画笔会设置一个模糊的蒙版。蒙版的模糊参数由 blurRadius 确定。到这里我们就清楚了，BoxDecoration 实现阴影的本质是通过 模糊蒙版。所以我们也可以借鉴这种思路，来处理绘制时的路径阴影。

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double get blurSigma => convertRadiusToSigma(blurRadius);

4. 通过 BoxShadow 绘制阴影

BoxDecoration 本身用于矩形类的阴影绘制，像路径这种不规则的图形不能直接使用。所以需要进行一些处理，特别是 spreadRadius 对阴影的扩散处理。如下是封装的方法，路径的偏移很简单，可以通过 shift 进行处理。难点在于 spreadRadius 的处理，这里对 path 沿矩形区域中心进行缩放来实现扩散的效果。关于 Path 的简单变换，在上一篇已经介绍过了。

void drawShadows(Canvas canvas, Path path, List<BoxShadow> shadows) {
  for (final BoxShadow shadow in shadows) {
    final Paint shadowPainter = shadow.toPaint();
    if (shadow.spreadRadius == 0) {
      canvas.drawPath(path.shift(shadow.offset), shadowPainter);
    } else {
      Rect zone = path.getBounds();
      double xScale = (zone.width + shadow.spreadRadius) / zone.width;
      double yScale = (zone.height + shadow.spreadRadius) / zone.height;
      Matrix4 m4 = Matrix4.identity();
      m4.translate(zone.width / 2, zone.height / 2);
      m4.scale(xScale, yScale);
      m4.translate(-zone.width / 2, -zone.height / 2);
      canvas.drawPath(path.shift(shadow.offset).transform(m4.storage), shadowPainter);
    }
  }
  Paint whitePaint = Paint()..color = Colors.white;
  canvas.drawPath(path, whitePaint);
}

这样，只要指定路径和 BoxShadow 列表即可绘制出路径的阴影。

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// 第一个 
drawShadows(canvas, rect, [
  BoxShadow(
    color: Colors.black.withOpacity(0.1),
    offset: const Offset(0, 2),
    blurRadius: 6,
    spreadRadius: 0,
  )
]);

// 第二个 
drawShadows(canvas, rect, [
  BoxShadow(
    color: Colors.redAccent.withOpacity(0.2),
    offset: const Offset(0, 2),
    blurRadius: 8,
    spreadRadius: 0,
  )
]);

// 第三个 
drawShadows(canvas, rect, [
  BoxShadow(
    color: Colors.black.withOpacity(0.08),
    offset: const Offset(0,6),
    blurRadius: 16,
    spreadRadius: 0,
  ),
  BoxShadow(
    color: Colors.black.withOpacity(0.12),
    offset: const Offset(0,3),
    blurRadius: 6,
    spreadRadius: -4,
  ),
  BoxShadow(
    color: Colors.black.withOpacity(0.05),
    offset: const Offset(0,9),
    blurRadius: 28,
    spreadRadius: 8,
  )
]);

这样，不止是矩形区域，对于任何路径来说，都可以实现阴影效果。这种阴影可以设置偏移、模糊半径、扩散半径，也可以设置多阴影，如下的第二片雪花是两个阴影的叠加。另外，雪花路径的绘制在之前视频中介绍过，这里就不贴代码了，详见源码 shadow_painter_v2。

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drawShadows(
    canvas,
    path,
    [BoxShadow(
      color: Colors.blue.withOpacity(0.2),
      offset: const Offset(0, 2),
      blurRadius: 6,
      spreadRadius: 0,
    ),
      BoxShadow(
        color: Colors.redAccent.withOpacity(0.2),
        offset: const Offset(0, -2),
        blurRadius: 6,
        spreadRadius: 0,
      )
    ]);

本文，我们探索了 Flutter 绘制中，如何用 Canvas 绘制复杂的阴影样式。期间通过 BoxDecoration 在源码中的绘制逻辑，发现其本质是通过模糊遮罩来实现阴影效果。并借此思路，对 Path 的阴影绘制进行加强，使其可以根据 BoxShadow 列表绘制阴影。那本文就到这里，以后还会带来更多关于 Flutter 绘制的知识，欢迎多多关注和支持，下次再见 ~