Android-də Canvas: bu nədir, Canvas sinfi və draw metodları

Android-də Canvas nədir

Canvas — Android-də mərkəzi 2D qrafika sinfidir, müstəvidə çəkmə üçün metodlar təmin edir. Hər Canvas Bitmap ilə əlaqəlidir — çəkmə əməliyyatlarının nəticələrinin yazıldığı yaddaş sahəsi. View yenidən çəkildikdə, sistem onDraw()-a bu View-in buferi ilə artıq əlaqəli Canvas ötürür.

Canvas koordinat sistemində işləyir, burada (0,0) yuxarı sol küncdür, X oxu sağa, Y oxu aşağı gedir. Bütün çəkmə əməliyyatları Canvas-ın cari vəziyyətindən, o cümlədən transformasiya matrisi, kəsmə sahəsi (clip) və Paint üslubundan istifadə edir. Android Documentation (2025) məlumatına görə, Canvas API müxtəlif qrafik primitivlər üçün 30-dan çox draw* metodu daxildir.

Canvas və Hardware Acceleration

Android 3.0-dan (API 11) etibarən Canvas DisplayList vasitəsilə aparat sürətləndirilməsini dəstəkləyir. Sürətləndirilmiş rejimdə Canvas əməliyyatları DisplayList-ə yazılır və sonra GPU-da icra olunur. Bu, performansı əhəmiyyətli dərəcədə artırır, lakin məhdudiyyətlər qoyur: bəzi Canvas əməliyyatları (Path olmayan klip ilə clipPath) sürətləndirilmiş rejimdə dəstəklənmir.

Canvas-in çəkmə üçün əsas metodları

Canvas əsas primitivlərin çəkilməsi üçün metodlar dəsti təmin edir. Hər metod həndəsi parametrlər və vizual üslubu təyin edən Paint obyektini qəbul edir.

Hər metod istənilən ardıcıllıqla çağrıla bilər — Canvas çağırış sırası ilə çəkir, yeni elementləri əvvəlkilərin üzərinə qoyur. Mürəkkəb kompozisiyalar üçün Canvas vəziyyətinin saxlanması və bərpası ilə çoxqatlı çəkmə texnikası istifadə olunur.

Paint sinfi: üslub və effektlərin konfiqurasiyası

Paint — Canvas-ın necə çəkəcəyini təyin edən sinifdir. Paint olmadan Canvas metodları faydasızdır — o, rəng, xətt qalınlığı, doldurma üslubu, mətn ölçüsü, effektlər (kölgə, gradient, bulanıqlıq) və qarışdırma rejimini təyin edir.

Paint-in əsas xüsusiyyətləri: color (rəng), style (FILL, STROKE və ya FILL_AND_STROKE), strokeWidth (xətt qalınlığı), textSize (mətn ölçüsü), isAntiAlias (hamarlaşdırma), shader (gradient və ya şəkil). Paint obyektinin yaradılması bahalı əməliyyatdır, ona görə onu bir dəfə yaradıb təkrar istifadə etmək lazımdır.

private val fillPaint = Paint().apply {
    color = Color.parseColor("#FF6200EE")
    style = Paint.Style.FILL
    isAntiAlias = true
}

private val strokePaint = Paint().apply {
    color = Color.WHITE
    style = Paint.Style.STROKE
    strokeWidth = 4f
    isAntiAlias = true
}

override fun onDraw(canvas: Canvas) {
    super.onDraw(canvas)
    canvas.drawCircle(100f, 100f, 80f, fillPaint)
    canvas.drawCircle(100f, 100f, 80f, strokePaint)
}

Bu nümunədə iki Paint istifadə olunur: biri dairəni bənövşəyi rənglə doldurmaq üçün, ikincisi ağ kontur üçün. Fill və stroke bölgüsü — obyektləri yenidən yaratmadan görünüşü çevik idarə etməyə imkan verən standart təcrübədir.

Shader və gradientlər

Gradient doldurmalar üçün Paint Shader qəbul edir — LinearGradient, RadialGradient, SweepGradient alt sinifləri. Shader setShader() metodu vasitəsilə Paint-ə bağlanır və rəngin çəkmə sahəsində necə dəyişdiyini təyin edir.

Canvas transformasiyaları: translate, rotate, scale

Canvas koordinat sisteminin matris çevrilmələrini dəstəkləyir: translate() (yerdəyişmə), rotate() (fırlanma), scale() (miqyaslama) və skew() (əymə). Transformasiyalar yığılır: hər növbəti çağırış əvvəlkilərin üzərinə tətbiq olunur.

Transformasiya yığınının idarə edilməsi save() və restore() vasitəsilə həyata keçirilir. save() Canvas-ın cari vəziyyətini (matris, clip) yığında saxlayır, restore() son saxlanmış vəziyyəti bərpa edir. save() və restore() arasında iç-içə transformasiyalar ola bilər.

override fun onDraw(canvas: Canvas) {
    super.onDraw(canvas)

    canvas.save() // İlkin vəziyyəti saxla
    canvas.translate(100f, 100f) // Mənşəyi yerdəyiş

    // Birinci kvadrat
    canvas.drawRect(0f, 0f, 50f, 50f, fillPaint)

    canvas.save() // Yerdəyişmədən sonra saxla
    canvas.rotate(45f, 25f, 25f) // Kvadrat mərkəzi ətrafında fırlat

    // Fırlanmış kvadrat
    canvas.drawRect(0f, 0f, 50f, 50f, strokePaint)
    canvas.restore() // Fırlanmadan sonra bərpa et

    canvas.restore() // İlkin vəziyyəti bərpa et
}

Həmişə transformasiyalara başlamazdan əvvəl save() istifadə edin və bitdikdən sonra restore() çağırın. Balanssız save/restore matrisin yığılmasına və sonrakı elementlərin səhv çəkilməsinə səbəb olur.

Mürəkkəb qrafika üçün Bitmap və Path ilə Canvas

Mürəkkəb qrafika üçün Canvas Bitmap və Path ilə birləşdirilir. Bitmap şəkilləri yükləmək və render edilmiş kadrları keşləmək üçün istifadə olunur. Path — ixtiyari Bezier əyriləri, çoxbucaqlılar və mürəkkəb konturlar qurmaq üçün.

Offscreen Bitmap buferi

Offscreen-rendering texnikası: Bitmap yaradılır, üzərində ayrıca Canvas vasitəsilə mürəkkəb səhnə çəkilir və hazır Bitmap onDraw()-da drawBitmap() ilə göstərilir. Bu, hər kadrda tam yenidən çəkmədən mürəkkəb qrafikanı yeniləməyə imkan verir.

private var offscreenBitmap: Bitmap? = null
private var offscreenCanvas: Canvas? = null

fun buildOffscreenScene(width: Int, height: Int) {
    offscreenBitmap = Bitmap.createBitmap(width, height, Bitmap.Config.ARGB_8888)
    offscreenCanvas = Canvas(offscreenBitmap)

    // Səhnəni bir dəfə render et
    offscreenCanvas!!.drawColor(Color.WHITE)
    drawGrid(offscreenCanvas!!)
    drawComplexShape(offscreenCanvas!!)
}

override fun onDraw(canvas: Canvas) {
    super.onDraw(canvas)
    offscreenBitmap?.let { canvas.drawBitmap(it, 0f, 0f, null) }
}

Path mürəkkəb konturlar qurmaq üçün istifadə olunur: Bezier əyriləri (quadTo, cubicTo), qövslər (arcTo), xətlər (lineTo). Path doldurulmuş fiqurlar üçün bağlı (close()) və ya xətlər üçün açıq ola bilər. drawPath() əsas metodları son çəkmə üçün Path və Paint-i birləşdirir.

Canvas çəkməsinin optimallaşdırılması

Canvas çəkməsinin performansı birbaşa tətbiqin FPS-nə təsir edir. Əsas problemlər: onDraw()-da həddindən artıq alokasiyalar, tez-tez invalidate() və Hardware Acceleration-dən optimal olmayan istifadə.

Obyektləri onDraw() xaricində yaradın

Paint, Path, Rect, RectF və digər obyektlər bir dəfə inisializatorda və ya setup() metodunda yaradılmalıdır. onDraw()-da hər alokasiya garbage collector-u yükləyir, bu da mikro-laglara səbəb olur. İstisna — immutable obyektlər üçün static və ya companion object.

Sahəni məhdudlaşdırmaq üçün clipRect() istifadə edin

View-in böyük hissəsi görünən sahədən kənarda gizlidirsə (məsələn, ScrollView-də), çəkməni məhdudlaşdırmaq üçün canvas.clipRect() istifadə edin. Bu halda Hardware Acceleration görünməyən piksellərin kəsilməsini əlavə olaraq optimallaşdırır.

override fun onDraw(canvas: Canvas) {
    super.onDraw(canvas)

    // Görünən sahəyə kəs
    canvas.save()
    canvas.clipRect(scrollX, scrollY, scrollX + width, scrollY + height)

    // Böyük səhnəni render et
    renderScene(canvas)
    canvas.restore()
}

Nadir hallarda yenilənən mürəkkəb Canvas qrafikası olan View üçün View.setLayerType() LAYER_TYPE_HARDWARE ilə istifadə edin. Tez-tez yenilənən animasiyalar üçün isə LAYER_TYPE_NONE istifadə edin ki, aparat qatının bahalı yenilənməsindən qaçın. GPU Profile Rendering və Android Studio Profiler ilə profil edin.