Flutter利用Canvas绘制精美表盘效果详解 Flutter利用Canvas绘制精美表盘效

前言
初始化
面板
刻度
刻度线
刻度值
指针

时针
分针
秒针
动起来

【Flutter利用Canvas绘制精美表盘效果详解】
前言趁着周末空闲时间使用 Flutter 的 Canvas制作了一个精美表盘。
最终实现的效果还不错，如下：

文章图片

前面说到使用 Canvas 实现该表盘效果，而在 Flutter 中使用 Canvas 更多的则是继承 CustomPainter 类实现 paint 方法，然后在 CustomPaint 中使用自定义实现的 CustomPainter。比如这里创建的 DialPainter 使用如下:

@overrideWidget build(BuildContext context) {double width = MediaQuery.of(context).size.width; return Container(color: const Color.fromARGB(255, 35, 36, 38), /// 设置背景child: Center(child: CustomPaint( size: Size(width, width),painter: DialPainter(),),),); }class DialPainter extends CustomPainter{@overridevoid paint(Canvas canvas, Size size) {}@overridebool shouldRepaint(covariant CustomPainter oldDelegate) {return true; }}

之后所有绘制的核心代码都在 DialPainter 中的 paint 中实现的，其中 shouldRepaint 是指父控件重新渲染时是否重新绘制，这里设置为 true 表示每次都重新绘制。
接下来就看具体实现代码，我们将整个表盘效果的实现分为三部分：面板、刻度、指针。涉及到的主要知识点包括：Paint、Canvas、Path、TextPainter 等。

初始化在开始进行绘制之前，先进行画笔和长度单位的初始化。
在整个效果的实现上会多次使用到画笔 Paint ，为了避免创建多个画笔实例，所以创建一个 Paint 成员变量，后续通过修改其属性值来满足不同效果的绘制。

late final Paint _paint = _initPaint(); Paint _initPaint() {return Paint()..isAntiAlias = true..color = Colors.white; }

通过初始化代码设置了画笔的抗锯齿和默认颜色。
为了方便后续使用长、宽、半径等长度，创建对应的成员变量，同时为了适配不同表盘宽高，保证展示效果一致，在绘制时不直接使用数值，而使用比例长度：

/// 画布宽度late double width; /// 画布高度late double height; /// 表盘半径late double radius; /// 比例单位长度late double unit ; @overridevoid paint(Canvas canvas, Size size) {initSize(size); }void initSize(Size size) {width = size.width; height = size.height; radius = min(width, height) / 2; unit = radius / 15; }

半径取宽度和高度的最小值，然后除以 2 ，单位长度 unit 取值为半径除以 15。

面板首先绘制一个线性渐变的圆：

/// 绘制一个线性渐变的圆var gradient = ui.Gradient.linear(Offset(width/2, height/2 - radius,),Offset(width/2, height/2 + radius),[const Color(0xFFF9F9F9), const Color(0xFF666666)]); _paint.shader = gradient; _paint.color = Colors.white; canvas.drawCircle(Offset(width/2, height/2), radius, _paint);

通过 Gradient.linear 创建一个线性渐变颜色并设置给 Paint.shader，绘制出来效果如下：

文章图片

然后在其上添加一层径向渐变，增加表盘的立体感：

/// 绘制一层径向渐变的圆var radialGradient = ui.Gradient.radial(Offset(width/2, height/2), radius, [const Color.fromARGB(216, 246, 248, 249),const Color.fromARGB(216, 229, 235, 238),const Color.fromARGB(216,205, 212, 217),const Color.fromARGB(216,245, 247, 249),], [0, 0.92, 0.93, 1.0]); _paint.shader = radialGradient; canvas.drawCircle(Offset(width/2, height/2), radius -0.3 * unit, _paint);

使用 Gradient.radial 创建一个径向渐变的颜色，效果如下：

文章图片

最后再在表盘内添加一个边框和阴影增加对比效果：

/// 绘制 bordervar shadowRadius = radius -0.8 * unit; _paint..color = const Color.fromARGB(33, 0, 0, 0)..shader = null..style = PaintingStyle.stroke..strokeWidth = 0.1 * unit; canvas.drawCircle(Offset(width/2, height/2), shadowRadius - 0.2 * unit, _paint); ///绘制阴影Path path = Path(); path.moveTo(width/2, height/2); var rect = Rect.fromLTRB(width/2 - shadowRadius, height/2 - shadowRadius, width/2+shadowRadius, height /2 +shadowRadius); path.addOval(rect); canvas.drawShadow(path, const Color.fromARGB(51, 0, 0, 0), 1 * unit, true);

最后表盘效果如下：

文章图片

刻度面板绘制完成，接下来就是绘制刻度线以及刻度值。

刻度线代码如下：

double dialCanvasRadius = radius -0.8 * unit; canvas.save(); canvas.translate(width/2, height/2); var y = 0.0; var x1 = 0.0; var x2 = 0.0; _paint.shader = null; _paint.color = const Color(0xFF929394); for( int i = 0; i < 60; i++){x1 =dialCanvasRadius - (i % 5 == 0 ? 0.85 * unit : 1 * unit); x2 = dialCanvasRadius - (i % 5 == 0 ? 2 * unit : 1.67 * unit); _paint.strokeWidth = i % 5 == 0 ? 0.38 * unit : 0.2 * unit; canvas.drawLine(Offset(x1, y), Offset(x2, y), _paint); canvas.rotate(2*pi/60); }canvas.restore();

表盘上有 60 个刻度，其中 12 个为小时刻度其余为分钟刻度，循环 60 次，通过 i % 5 == 0 判断是否为小时刻度，从而使用不同的 x 和 y 坐标，实现不同的长度和宽度。
这里为了避免去计算圆上的点坐标，采用的是旋转画布来实现。画布默认旋转点位左上角，所以需要通过 canvas.translate(width/2, height/2) 将旋转点移动到表盘的中心点，然后每绘制完一个刻度画布旋转 2*pi/60 的角度，即 6 度。因为画布进行了平移所以绘制的坐标都是基于圆中心，即相当于圆点移动到了圆中心。

文章图片

最终实现刻度效果如图：

文章图片

刻度值绘制完刻度后需要给刻度标值，这里只显示 3、6、9、12 四个刻度值，代码如下：

double dialCanvasRadius = radius -0.8 * unit; var textPainter = TextPainter(text: const TextSpan(text:"3",style: TextStyle(color: Colors.black, fontSize: 20, fontWeight: FontWeight.bold, height: 1.0)),textDirection: TextDirection.rtl,textWidthBasis: TextWidthBasis.longestLine,maxLines: 1,)..layout(); var offset = 2.25 * unit; var points = [Offset(width / 2 + dialCanvasRadius - offset - textPainter.width , height / 2 - textPainter.height / 2),Offset(width / 2 - textPainter.width /2, height / 2 + dialCanvasRadius - offset - textPainter.height),Offset(width / 2 - dialCanvasRadius + offset, height / 2 - textPainter.height / 2),Offset(width / 2 - textPainter.width, height / 2 - dialCanvasRadius + offset),]; for(int i = 0; i< 4; i++){textPainter = TextPainter(text: TextSpan(text:"${(i + 1) * 3}",style: const TextStyle(color: Colors.black, fontSize: 20, fontWeight: FontWeight.bold, height: 1.0)),textDirection: TextDirection.rtl,textWidthBasis: TextWidthBasis.longestLine,maxLines: 1,)..layout(); textPainter.paint(canvas, points[i]); }

绘制文字使用的是 TextPainter 对象，首先创建一个 TextPainter 对象，用于测量获取文字的宽高，因为这里只显示 4 个刻度值，所以这里直接将对应需要绘制的坐标计算出来，然后循环绘制显示的刻度值在对应的位置即可。实现后效果如下：

文章图片

指针接下来就是指针的绘制，指针分为三部分：时针、分针、秒针。在绘制指针之前还需要绘制中心点：

var radialGradient =ui.Gradient.radial(Offset(width / 2, height / 2), radius, [const Color.fromARGB(255, 200, 200, 200),const Color.fromARGB(255, 190, 190, 190),const Color.fromARGB(255, 130, 130, 130),], [0, 0.9, 1.0]); /// 底部背景_paint..shader = radialGradient..style = PaintingStyle.fill; canvas.drawCircle(Offset(width/2, height/2), 2 * unit, _paint); /// 顶部圆点_paint..shader = null..style = PaintingStyle.fill..color = const Color(0xFF121314); canvas.drawCircle(Offset(width/2, height/2), 0.8 * unit, _paint);

代码很简单，在中心绘制两个圆，一个底部的径向渐变的大圆，一个顶部深色的小圆，如图：

文章图片

时针
时针分为三部分，连接中心的矩形、连接矩形的半圆弧、最后的箭头，如图：

文章图片

代码实现如下：

double hourHalfHeight = 0.4 * unit; double hourRectRight =7 * unit; Path hourPath = Path(); /// 添加矩形时针主体hourPath.moveTo(0 - hourHalfHeight, 0 - hourHalfHeight); hourPath.lineTo(hourRectRight, 0 - hourHalfHeight); hourPath.lineTo(hourRectRight, 0 + hourHalfHeight); hourPath.lineTo(0 - hourHalfHeight, 0 + hourHalfHeight); /// 时针箭头尾部弧形double offsetTop = 0.5 * unit; double arcWidth = 1.5 * unit; double arrowWidth = 2.17 * unit; double offset = 0.42 * unit; var rect = Rect.fromLTWH(hourRectRight - offset, 0 - hourHalfHeight - offsetTop, arcWidth, hourHalfHeight * 2 + offsetTop * 2); hourPath.addArc(rect, pi/2, pi); /// 时针箭头hourPath.moveTo(hourRectRight - offset + arcWidth/2, 0 - hourHalfHeight - offsetTop); hourPath.lineTo(hourRectRight - offset + arcWidth/2 + arrowWidth, 0); hourPath.lineTo(hourRectRight - offset + arcWidth/2, 0 + hourHalfHeight + offsetTop); hourPath.close(); canvas.save(); canvas.translate(width/2, height/2); ///绘制_paint.color = const Color(0xFF232425); canvas.drawPath(hourPath, _paint); canvas.restore();

这里是通过 Path 先添加一个矩形到路径，然后添加一个圆弧，圆弧向左偏移一定单位，防止对接效果不好，再添加一个三角形也就是箭头图形。这里所有的坐标计算都是基于圆点在圆盘的中心点计算的，所以需要平移画布，将圆点移动到圆盘的中心点，即 canvas.translate(width/2, height/2) 跟绘制表盘刻度的思路是一样的，最后再通过 canvas.drawPath 进行绘制。效果如下：

文章图片

分针
分针的绘制相对比较简单，因为分针就一个圆角矩形，使用画布的 drawRRect 方法即可：

double hourHalfHeight = 0.4 * unit; double minutesLeft = -1.33 * unit; double minutesTop = -hourHalfHeight; double minutesRight = 11* unit; double minutesBottom = hourHalfHeight; canvas.save(); canvas.translate(width/2, height/2); /// 绘制分针var rRect = RRect.fromLTRBR(minutesLeft, minutesTop, minutesRight, minutesBottom, Radius.circular(0.42 * unit)); _paint.color = const Color(0xFF343536); canvas.drawRRect(rRect, _paint); canvas.restore();

实现思路同样是将画布移动到圆点，然后计算坐标进行绘制，这里需要注意的是分针尾部是超过了中心大圆点的，所以这里 left 需要向左偏移一定单位：

文章图片

这里为了看到分针的效果，将时针隐藏掉了

秒针
秒针分为四部分：尾部弧形、尾部圆角矩形、细针、中心圆点：

文章图片

实现代码：

double hourHalfHeight = 0.4 * unit; double secondsLeft = -4.5 * unit; double secondsTop = -hourHalfHeight; double secondsRight = 12.5 * unit; double secondsBottom = hourHalfHeight; Path secondsPath = Path(); secondsPath.moveTo(secondsLeft, secondsTop); /// 尾部弧形var rect = Rect.fromLTWH(secondsLeft, secondsTop, 2.5 * unit, hourHalfHeight * 2); secondsPath.addArc(rect, pi/2, pi); /// 尾部圆角矩形var rRect = RRect.fromLTRBR(secondsLeft + 1 * unit, secondsTop, - 2 * unit, secondsBottom, Radius.circular(0.25 * unit)); secondsPath.addRRect(rRect); /// 指针secondsPath.moveTo(- 2 * unit, - 0.125 * unit); secondsPath.lineTo(secondsRight, 0); secondsPath.lineTo(-2 * unit, 0.125 * unit); /// 中心圆var ovalRect = Rect.fromLTWH(- 0.67 * unit, - 0.67 * unit, 1.33 * unit, 1.33 * unit); secondsPath.addOval(ovalRect); canvas.save(); canvas.translate(width/2, height/2); /// 绘制阴影canvas.drawShadow(secondsPath, const Color(0xFFcc0000), 0.17 * unit, true); /// 绘制秒针_paint.color = const Color(0xFFcc0000); canvas.drawPath(secondsPath, _paint); canvas.restore();

思路跟时针的实现是一样的，通过 Path 将圆弧、圆角矩形、三角形、中心圆形组合起来，计算坐标同样的是以圆盘中心为圆点，所有同样需要使用 translate 移动画布圆点后绘制。实现效果：

文章图片

同样的为了更好的看到秒针的效果，将时针、分针隐藏了

动起来
经过上面的绘制，我们将表盘的所有元素都绘制出来了，但是最重要的没有动起来，动起来的关键就是要让时针、分针、秒针偏移一定的角度，既然是偏移角度自然就想到了旋转画布来实现，类似于绘制刻度一样。
分别在时针、分针、秒针的绘制之前对画布进行一定角度的旋转：

/// 时针canvas.save(); canvas.translate(width/2, height/2); canvas.rotate(2*pi/4); _paint.color = const Color(0xFF232425); canvas.drawPath(hourPath, _paint); canvas.restore(); ///分针canvas.save(); canvas.translate(width/2, height/2); canvas.rotate(2*pi/4*2); var rRect = RRect.fromLTRBR(minutesLeft, minutesTop, minutesRight, minutesBottom, Radius.circular(0.42 * unit)); _paint.color = const Color(0xFF343536); canvas.drawRRect(rRect, _paint); canvas.restore(); ///秒针canvas.save(); canvas.translate(width/2, height/2); canvas.rotate(2*pi/4*3); canvas.drawShadow(secondsPath, const Color(0xFFcc0000), 0.17 * unit, true); _paint.color = const Color(0xFFcc0000); canvas.drawPath(secondsPath, _paint); canvas.restore();

分别在时针、分针、秒针的绘制前对画布旋转 90°、180°、270° ，效果如下：

文章图片

通过画布旋转实现了我们想要的效果，接下来就是让指针根据时间旋转相应的角度。可以通过 DateTime.now() 获取当前时间对象，进而获取当前的小时、分钟和秒。然后根据对应的值计算出相应的角度：

var date = DateTime.now(); /// 时针canvas.rotate(2*pi/60*((date.hour - 3 + date.minute / 60 + date.second/60/60) * 5 )); /// 分针canvas.rotate(2*pi/60 * (date.minute - 15 + date.second / 60)); /// 秒针canvas.rotate(2*pi/60 * (date.second - 15));

首先将 360 度分为 60 份，时针一小时为 5 份，因为角度的起始是在右侧中心点，所以获取的小时需要减 3，再加上分钟、秒钟占小时的比例；同理分别计算分钟、秒钟的角度，最终实现时针、分针、秒针根据当前时间展示。
角度计算对了以后，还需要刷新整个表盘，即每秒钟刷新一次，刷新时获取当前时间重新绘制时针、分针、秒针的位置，实现动态效果，这里使用 Timer 每一秒钟调用父布局的 setState 实现。