Android میں Canvas: یہ کیا ہے، Canvas کلاس اور draw کے طریقے

Android میں Canvas کیا ہے

Canvas — Android میں مرکزی 2D گرافکس کلاس ہے جو ایک سطح پر ڈرائنگ کے لیے طریقے فراہم کرتا ہے۔ ہر Canvas ایک Bitmap سے منسلک ہوتا ہے — میموری کا ایک علاقہ جہاں ڈرائنگ آپریشنز کے نتائج ریکارڈ کیے جاتے ہیں۔ جب ایک View دوبارہ کھینچی جاتی ہے، سسٹم onDraw() میں ایک Canvas منتقل کرتا ہے جو پہلے سے اس View کے بفر سے منسلک ہوتا ہے۔

Canvas ایک کوآرڈینیٹ سسٹم میں کام کرتا ہے جہاں (0,0) اوپر بائیں کونا ہے، X محور دائیں جاتا ہے، Y محور نیچے جاتا ہے۔ تمام ڈرائنگ آپریشنز Canvas کی موجودہ حالت استعمال کرتے ہیں، جس میں تبدیلی میٹرکس، کلپنگ ایریا اور Paint اسٹائل شامل ہے۔ Android دستاویزات (2025) کے مطابق، Canvas API میں مختلف اقسام کے گرافک اولیاء کے لیے 30 سے زیادہ draw* طریقے شامل ہیں۔

Canvas اور ہارڈویئر ایکسلریشن

Android 3.0 (API 11) سے Canvas DisplayList کے ذریعے ہارڈویئر ایکسلریشن کو سپورٹ کرتا ہے۔ ایکسلریٹڈ موڈ میں، Canvas آپریشنز DisplayList میں ریکارڈ کیے جاتے ہیں اور پھر GPU پر عمل کیے جاتے ہیں۔ یہ نمایاں کارکردگی کا فائدہ دیتا ہے لیکن حدود عائد کرتا ہے: کچھ Canvas آپریشنز (غیر Path کلپ کے ساتھ clipPath) ایکسلریٹڈ موڈ میں سپورٹ نہیں ہوتے۔

Canvas کے بنیادی رینڈرنگ طریقے

Canvas بنیادی اولیاء ڈرائنگ کے لیے طریقوں کا ایک سیٹ فراہم کرتا ہے۔ ہر طریقہ ہندسی پیرامیٹرز اور ایک Paint آبجیکٹ قبول کرتا ہے جو بصری اسٹائل کی وضاحت کرتا ہے۔

ہر طریقہ کسی بھی ترتیب میں بلایا جا سکتا ہے — Canvas کالز کی ترتیب میں کھینچتا ہے، نئے عناصر کو پچھلے عناصر کے اوپر تہہ کرتا ہے۔ پیچیدہ کمپوزیشنز کے لیے، Canvas حالت کو محفوظ اور بحال کرنے کے ساتھ ملٹی لیئر رینڈرنگ تکنیک استعمال کی جاتی ہے۔

Paint کلاس: اسٹائل اور اثرات کی تشکیل

Paint — وہ کلاس ہے جو یہ بتاتا ہے کہ Canvas کیسے کھینچے گا۔ Paint کے بغیر، Canvas طریقے بیکار ہیں — یہ رنگ، لکیر کی موٹائی، بھرائی کا اسٹائل، متن کا سائز، اثرات (سایہ، گریڈینٹ، دھندلاپن) اور ملاوٹ کا موڈ سیٹ کرتا ہے۔

Paint کی اہم خصوصیات: color (رنگ)، style (FILL، STROKE یا FILL_AND_STROKE)، strokeWidth (لکیر کی موٹائی)، textSize (متن کا سائز)، isAntiAlias (کناروں کو ہموار کرنا)، shader (گریڈینٹ یا تصویر)۔ Paint آبجیکٹ بنانا ایک مہنگا آپریشن ہے، اس لیے اسے ایک بار بنا کر دوبارہ استعمال کرنا چاہیے۔

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)
}

اس مثال میں، دو Paint آبجیکٹ استعمال کیے گئے ہیں: ایک دائرے کو جامنی رنگ سے بھرنے کے لیے، دوسرا سفید خاکہ کے لیے۔ بھرائی اور خاکہ کو الگ کرنا ایک معیاری عمل ہے جو آبجیکٹ کو دوبارہ بنائے بغیر ظاہری شکل پر لچکدار کنٹرول دیتا ہے۔

Shader اور گریڈینٹ

گریڈینٹ بھرائی کے لیے، Paint ایک Shader قبول کرتا ہے — ذیلی کلاسز LinearGradient، RadialGradient، SweepGradient۔ Shader setShader() طریقہ کے ذریعے Paint سے منسلک ہوتا ہے اور یہ بتاتا ہے کہ رنگ ڈرائنگ ایریا میں کیسے بدلتا ہے۔

Canvas تبدیلیاں: translate، rotate، scale

Canvas کوآرڈینیٹ سسٹم کی میٹرکس تبدیلیوں کو سپورٹ کرتا ہے: translate() (منتقلی)، rotate() (گھماؤ)، scale() (پیمائش) اور skew() (ترچھا پن)۔ تبدیلیاں جمع ہوتی ہیں: ہر بعد کی کال پچھلی کالوں کے اوپر لاگو ہوتی ہے۔

تبدیلی اسٹیک کا انتظام save() اور restore() کے ذریعے کیا جاتا ہے۔ save() موجودہ Canvas حالت (میٹرکس، کلپ) کو اسٹیک میں محفوظ کرتا ہے، restore() آخری محفوظ شدہ حالت کو بحال کرتا ہے۔ save() اور restore() کے درمیان نیسٹڈ تبدیلیاں لاگو کی جا سکتی ہیں۔

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

    canvas.save() // Save initial state
    canvas.translate(100f, 100f) // Translate origin

    // First square
    canvas.drawRect(0f, 0f, 50f, 50f, fillPaint)

    canvas.save() // Save after translate
    canvas.rotate(45f, 25f, 25f) // Rotate around square center

    // Rotated square
    canvas.drawRect(0f, 0f, 50f, 50f, strokePaint)
    canvas.restore() // Restore after rotate

    canvas.restore() // Restore initial state
}

تبدیلیاں شروع کرنے سے پہلے ہمیشہ save() اور انہیں مکمل کرنے کے بعد restore() استعمال کریں۔ غیر متوازن save/restore جوڑے میٹرکس کے جمع ہونے اور بعد کے عناصر کی غلط رینڈرنگ کا سبب بنتے ہیں۔

پیچیدہ گرافکس کے لیے Bitmap اور Path کے ساتھ Canvas

پیچیدہ گرافکس کے لیے، Canvas کو Bitmap اور Path کے ساتھ ملایا جاتا ہے۔ Bitmap تصاویر لوڈ کرنے اور رینڈر شدہ فریموں کو کیش کرنے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ Path صوابدیدی بیزیئر منحنی خطوط، کثیرالاضلاع اور پیچیدہ شکلیں بنانے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔

آف اسکرین Bitmap بفر

آف اسکرین رینڈرنگ تکنیک: ایک Bitmap بنایا جاتا ہے، اس پر ایک علیحدہ Canvas کے ذریعے پیچیدہ منظر کھینچا جاتا ہے، اور پھر تیار Bitmap کو drawBitmap() کے ذریعے onDraw() میں آؤٹ پٹ کیا جاتا ہے۔ یہ ہر فریم پر مکمل دوبارہ ڈرائنگ کے بغیر پیچیدہ گرافکس کو اپ ڈیٹ کرنے کی اجازت دیتا ہے۔

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)

    // Render scene once
    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 پیچیدہ شکلیں بنانے کے لیے استعمال ہوتا ہے: بیزیئر منحنی خطوط (quadTo، cubicTo)، قوس (arcTo)، لکیریں (lineTo)۔ Path بھرے ہوئے شکل کے لیے بند (close()) یا لکیروں کے لیے کھلا ہو سکتا ہے۔ بنیادی drawPath() طریقہ حتمی رینڈرنگ کے لیے Path اور Paint کو یکجا کرتا ہے۔

Canvas رینڈرنگ کی اصلاح

Canvas رینڈرنگ کارکردگی براہ راست ایپلیکیشن FPS کو متاثر کرتی ہے۔ اہم مسائل: onDraw() میں ضرورت سے زیادہ مختص، بار بار invalidate() کالز اور ہارڈویئر ایکسلریشن کا غیر بہترین استعمال۔

onDraw() کے باہر آبجیکٹ بنائیں

Paint، Path، Rect، RectF اور دیگر آبجیکٹ ایک بار انیشیالائزر یا setup() طریقہ میں بنائے جانے چاہئیں۔ onDraw() میں ہر مختص کچرا جمع کرنے والے پر دباؤ ڈالتا ہے، جس سے مائیکرو وقفے پیدا ہوتے ہیں۔ استثنا ناقابل تغیر آبجیکٹ کے لیے static یا companion object ہے۔

علاقہ محدود کرنے کے لیے clipRect() استعمال کریں

اگر زیادہ تر View نظر آنے والے علاقے کے باہر چھپا ہوا ہے (مثال کے طور پر، ScrollView میں)، رینڈرنگ کو محدود کرنے کے لیے canvas.clipRect() استعمال کریں۔ اس صورت میں ہارڈویئر ایکسلریشن غیر مرئی پکسلز کی کلپنگ کو مزید بہتر بناتا ہے۔

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

    // Clip to visible area
    canvas.save()
    canvas.clipRect(scrollX, scrollY, scrollX + width, scrollY + height)

    // Render large scene
    renderScene(canvas)
    canvas.restore()
}

پیچیدہ Canvas گرافکس والے Views کے لیے جو شاذ و نادر ہی اپ ڈیٹ ہوتے ہیں، LAYER_TYPE_HARDWARE کے ساتھ View.setLayerType() استعمال کریں۔ بار بار اپ ڈیٹ ہونے والی اینیمیشنز کے لیے، مہنگے ہارڈویئر لیئر اپ ڈیٹس سے بچنے کے لیے LAYER_TYPE_NONE استعمال کریں۔ GPU Profile Rendering اور Android Studio Profiler سے پروفائل کریں۔