[MAUI]弧形进度条与弧形滑块的交互实现
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进度条（ProgressBar）用于展示任务的进度，告知用户当前状态和预期；
滑块（Slider）通过拖动滑块在一个固定区间内进行选择数值范围。
进度条和滑块都是进度值在UI界面的映射，其中滑块可以抽象成为带控制柄（Thumb）的进度条，是界面元素和进度值的双向绑定。
在某些场景下，我们需要一种更加直观的进度条，比如弧形进度条。今天在MAUI中实现一个弧形进度条和滑块。
使用.NET MAU实现跨平台支持，本项目可运行于Android、iOS平台。
弧形基类
新建.NET MAUI项目，命名CircleWidget
在项目中添加SkiaSharp绘制功能的引用Microsoft.Maui.Graphics.Skia以及SkiaSharp.Views.Maui.Controls。
<ItemGroup>
<PackageReference Include="Microsoft.Maui.Graphics.Skia" Version="7.0.59" />
<PackageReference Include="SkiaSharp.Views.Maui.Controls" Version="2.88.3" />
</ItemGroup>
定义
对于弧形进度条的绘制，以及属性定义等，我们将其抽象为一个基类CircleProgressBase.cs，代码如下：
public abstract class CircleProgressBase : ContentView, IProgress
控件将包含以下可绑定属性：
- Maxiumum：最大值
- Minimum：最小值
- Progress：当前进度
- AnimationLength：动画时长
- BorderWidth：描边宽度
- LabelContent：标签内容
- ContainerColor：容器颜色，即进度条的背景色
- ProgressColor：进度条颜色
public abstract double Maximum { get; set; }
public abstract double Minimum { get; set; }
public abstract Color ContainerColor { get; set; }
public abstract Color ProgressColor { get; set; }
public abstract double Progress { get; set; }
public abstract double AnimationLength { get; set; }
public abstract double BorderWidth { get; set; }
public abstract View LabelContent { get; set; }
以及ValueChange事件，此事件用于在进度值改变时触发。
public event EventHandler<double> ValueChanged;
实时进度值RealtimeProgress，应用于缓动动画中的实时渲染，稍后会详细说明。
protected double _realtimeProgress;
以及进度条宽度补偿值，稍后会详细说明。
protected float _mainRectPadding;
绘制弧
Skia中，通过AddArc方法绘制弧，需要传入一个SKRect对象，其代表一个弧（或椭弧）的外接矩形。startAngle和sweepAngle分别代表顺时针起始角度和扫描角度。
通过startAngle和sweepAngle可以绘制出一个弧，如下图红色部分所示：
在OnCanvasViewPaintSurface中，通过给定起始角度为正上方，扫描角度为360对于100%进度，通过插值计算出当前进度对应的扫描角度，绘制出进度条。
protected virtual void OnCanvasViewPaintSurface(object sender, SKPaintSurfaceEventArgs args)
{
SKImageInfo info = args.Info;
SKSurface surface = args.Surface;
SKCanvas canvas = surface.Canvas;
canvas.Clear();
SKRect rect = new SKRect(_mainRectPadding, _mainRectPadding, info.Width - _mainRectPadding, info.Height - _mainRectPadding);
float startAngle = -90;
float sweepAngle = (float)((_realtimeProgress / SumValue) * 360);
canvas.DrawOval(rect, OutlinePaint);
using (SKPath path = new SKPath())
{
path.AddArc(rect, startAngle, sweepAngle);
canvas.DrawPath(path, ArcPaint);
}
}
其中SumValue表明进度条的总进度，通过Maximum和Minimum计算得出。
public double SumValue => Maximum - Minimum;
创建进度条轨道背景画刷和进度条画刷：
protected SKPaint _outlinePaint;
public SKPaint OutlinePaint
{
get
{
if (_outlinePaint == null)
{
RefreshMainRectPadding();
SKPaint outlinePaint = new SKPaint
{
Color = this.ContainerColor.ToSKColor(),
Style = SKPaintStyle.Stroke,
StrokeWidth = (float)BorderWidth,
};
_outlinePaint = outlinePaint;
}
return _outlinePaint;
}
}
protected SKPaint _arcPaint;
public SKPaint ArcPaint
{
get
{
if (_arcPaint == null)
{
RefreshMainRectPadding();
SKPaint arcPaint = new SKPaint
{
Color = this.ProgressColor.ToSKColor(),
Style = SKPaintStyle.Stroke,
StrokeWidth = (float)BorderWidth,
StrokeCap = SKStrokeCap.Round,
};
_arcPaint = arcPaint;
}
return _arcPaint;
}
}
弧形进度条(ProgressBar)
控件由进度条和进度文本Label组成，进度文本位于控件中心
创建CircleProgressBar，他将继承CircleProgressBase，在Xaml部分我们添加弧形进度条的布局，代码如下：
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<controls:CircleProgressBase xmlns="http://schemas.microsoft.com/dotnet/2021/maui"
xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2009/xaml"
xmlns:forms="clr-namespace:SkiaSharp.Views.Maui.Controls;assembly=SkiaSharp.Views.Maui.Controls"
xmlns:controls="clr-namespace:CircleWidget.Controls;assembly=CircleWidget"
x:Class="CircleWidget.Controls.CircleProgressBar">
<controls:CircleProgressBase.Content>
<Grid>
<forms:SKCanvasView x:Name="canvasView"
PaintSurface="OnCanvasViewPaintSurface" />
<ContentView x:Name="MainContent"></ContentView>
<Label FontSize="28"
HorizontalOptions="Center"
VerticalOptions="Center"
x:Name="labelView"></Label>
</Grid>
</controls:CircleProgressBase.Content>
</controls:CircleProgressBase>
SKCanvasView是SkiaSharp.Views.Maui.Controls封装的View控件。
效果如下
CodeBehind 中，我们将添加各抽象属性的具体实现。
在Progress值变更时，重新渲染进度条，并触发ValueChanged事件。
var obj = (CircleProgressBar)bindable;
obj.canvasView?.InvalidateSurface();
obj.ValueChanged?.Invoke(obj, obj.Progress);
添加动画
我们在控件外部更改Progress值的时候，因为缓动函数的执行，进度条并未立即达到目标值，在此期间，_realtimeProgress值代表实时发生的进度值。
Progress值的变更，是一个“请求”，类似HeightRequest。完成动画实际上是一个异步过程。
添加函数UpdateProgressWithAnimate，当触发Progress值变更请求时，调用此函数，将会执行动画。
protected virtual void UpdateProgressWithAnimate(Action<double, bool> finished = null)
{
this.AbortAnimation("ReshapeAnimations");
var scaleAnimation = new Animation();
double progressTarget = this.Progress;
double progressOrigin = this._realtimeProgress;
var animateAction = (double r) =>
{
this._realtimeProgress = r;
ValueChanged?.Invoke(this, this._realtimeProgress);
};
var scaleUpAnimation0 = new Animation(animateAction, progressOrigin, progressTarget);
scaleAnimation.Add(0, 1, scaleUpAnimation0);
scaleAnimation.Commit(this, "ReshapeAnimations", 16, (uint)this.AnimationLength, finished: finished);
}
可以给动画添加一个自定义缓动函数
如添加一个反复弹跳至目标值的缓动函数，拟合函数图像如下：
应用到代码中：
var myEasing = (double x) => {
if (x < 1 / 2.75f)
{
return 7.5625f * x * x;
}
if (x < 2 / 2.75f)
{
x -= 1.5f / 2.75f;
return 7.5625f * x * x + .75f;
}
if (x < 2.5f / 2.75f)
{
x -= 2.25f / 2.75f;
return 7.5625f * x * x + .9375f;
}
x -= 2.625f / 2.75f;
return 7.5625f * x * x + .984375f;
};
var scaleUpAnimation0 = new Animation(animateAction, progressOrigin, progressTarget, myEasing);
scaleAnimation.Add(0, 1, scaleUpAnimation0);
scaleAnimation.Commit(this, "ReshapeAnimations", 16, (uint)this.AnimationLength, finished: finished);
在Progress值变更时的触发函数改写为：
var obj = (CircleSlider)bindable;
obj.UpdateProgressWithAnimate();
效果如下：
当然，这在每一次的变更时，都会应用动画。如果频繁密集地更改进度，这将会导致动画的堆积，造成性能问题。
我们通过一个阈值限制动画发生的频次，当变更的进度值超过阈值时，才应用动画。
CircleProgressBase 中添加一个常量：
protected const int ANIMATE_THROTTLE = 10;
当新值相较于旧值的变化幅度超过阈值时（10%或以上的进度变更请求），应用动画，否则直接更新进度条。
protected virtual void UpdateProgress()
{
this._realtimeProgress = this.Progress;
ValueChanged?.Invoke(this, this._realtimeProgress);
}
var obj = (CircleSlider)bindable;
var valueChangedSpan = (double)oldValue - (double)newValue;
if (Math.Abs(valueChangedSpan) > ANIMATE_THROTTLE)
{
obj.UpdateProgressWithAnimate();
}
else
{
obj.UpdateProgress();
}
宽度补偿
在Skia中，当我们设置path的宽度（StrokeWidth）, path的绘制是以path的中心线为基准，向两边扩张的，如下图
当默认绘制区域（canvas）的尺寸等同于控件尺寸时，绘制有可能溢出，为了保持绘制在控件内部，我们需要对绘制区域进行补偿。
创建_mainRectPadding的更新函数RefreshMainRectPadding，当控件尺寸变更时
protected virtual void RefreshMainRectPadding()
{
//边界补偿
this._mainRectPadding = (float)(this.BorderWidth / 2);
this.Padding = this._mainRectPadding;
}
当BorderWidth变更时，调用此函数，更新_mainRectPadding的值。
protected virtual void CircleProgressBar_PropertyChanged(object sender, PropertyChangedEventArgs e)
{
...
if (e.PropertyName == nameof(BorderWidth))
{
this.RefreshMainRectPadding();
}
}
文本
最后将进度文本控件值变更添加到CircleProgressBar_ValueChanged中，完成控件的实现。
private void CircleProgressBar_ValueChanged(object sender, double e)
{
this.labelView.Text = e.ToString(LABEL_FORMATE);
this.canvasView?.InvalidateSurface();
}
LABEL_FORMATE是一个常量，用于格式化进度文本的显示。
string格式化请参考官方文档
protected const string LABEL_FORMATE = "0";
弧形滑块(Slider)
弧形滑块的实现，与弧形进度条的实现类似，我们只需要在CircleProgressBar的基础上，添加控制柄的布局和拖动事件处理
创建CircleSlider，他将继承CircleProgressBase，在Xaml部分，我们在原弧形进度条的布局基础上，添加弧形滑块控制柄的布局，代码如下：
<!-- 进度条布局 -->
...
<!-- 控制柄布局 -->
<ContentView x:Name="ThumbContent"
Background="transparent"
HeightRequest="50"
WidthRequest="50">
<ContentView.GestureRecognizers>
<PanGestureRecognizer PanUpdated="PanGestureRecognizer_PanUpdated"></PanGestureRecognizer>
</ContentView.GestureRecognizers>
<Border Background="white"
Opacity="0.5"
StrokeThickness="0">
<Border.StrokeShape>
<RoundRectangle CornerRadius="50" />
</Border.StrokeShape>
<Border.Shadow>
<Shadow Brush="Black"
Offset="20,20"
Radius="40"
Opacity="0.8" />
</Border.Shadow>
</Border>
</ContentView>
创建控制柄
重写OnCanvasViewPaintSurface方法，添加控制柄的位置更新逻辑
protected override void OnCanvasViewPaintSurface(object sender, SKPaintSurfaceEventArgs args)
{
...
var thumbX = Math.Sin(sweepAngle * Math.PI / 180) * (this.Width/2-1.25*this._mainRectPadding);
var thumbY = Math.Cos(sweepAngle * Math.PI / 180) * (this.Height / 2-1.25*this._mainRectPadding);
this.ThumbContent.TranslationX=thumbX;
this.ThumbContent.TranslationY=-thumbY;
}
效果如下：
拖动事件处理
添加一个PanGestureRecognizer的事件处理函数，用于处理控制柄的拖动事件
首先计算触摸点的坐标，以圆心为原点，触摸点的坐标（PositionX,PositionY）是原ThumbContent的坐标（TranslationX,TranslationY）与触摸点的偏移量（e.TotalX,e.TotalY）的和。
当控制柄被拖动时，我们需要计算出拖动的角度，触摸点与圆心的连线与X轴的夹角即为拖动的角度（sweepAngle）。
很容易得出，PositionX与PositionY的比值，是角度sweepAngle的正切值，他们的关系如下图所示：
将角度转换为进度值，更新进度条的值。
private void PanGestureRecognizer_PanUpdated(object sender, PanUpdatedEventArgs e)
{
var thumb = sender as ContentView;
var PositionX = thumb.TranslationX+e.TotalX;
var PositionY = thumb.TranslationY+e.TotalY;
this.test.TranslationX = thumb.TranslationX+e.TotalX;
this.test.TranslationY = thumb.TranslationY+e.TotalY;
var sweepAngle = AngleNormalize(Math.Atan2(PositionX, -PositionY)*180/Math.PI);
var targetProgress = sweepAngle*SumValue/360;
this.Progress=targetProgress;
}
sweepAngle的取值范围为[-180,180]，我们需要将其转换为[0,360]的取值范围，这里我们使用AngleNormalize函数进行转换。
private double AngleNormalize(double value)
{
double twoPi = 360;
while (value <= -180) value += twoPi;
while (value > 180) value -= twoPi;
value= (value + twoPi) % twoPi;
return value;
}
将可绑定属性Progress的绑定模式改为TwoWay。
public static readonly BindableProperty ProgressProperty =
BindableProperty.Create("Progress", typeof(double), typeof(CircleSlider), 0.5, defaultBindingMode:BindingMode.TwoWay)
最终效果如下：
项目地址
Mato.Maui控件库
Mato.Maui
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