Flutter利用Canvas模拟实现微信红包领取效果

前言

前面写了一篇Flutter利用Canvas绘制精美表盘效果详解的文章，对 Flutter 中的 Canvas 使用有了进一步的理解，就想着再用 Canvas 实现一个什么样的效果来加深一下对 Canvas 使用的理解，这个时候正好看到群里有人发红包，于是就想着能不能在 Flutter 中使用 Canvas 实现微信领取红包的效果？想到就做，知行合一，经过几天空余时间的研究，最终实现了微信领取红包效果，于是有了这篇文章。

效果

最终实现的整体效果如下：

看完效果以后，接下来就带领大家来看看是怎样一步一步实现最终效果的，在正式动手写代码之前，先对整个效果做一个简单的拆分，将其分为五个部分：

点击弹出红包
红包整体布局
金币点击旋转
红包开启动画
结果页面弹出

拆分后如下图所示：

接下来就一步一步来实现。

红包弹出

红包弹出主要分为两部分：从小到大缩放动画、半透明遮罩。很自然的想到了使用 Dialog 来实现，最终也确实使用 Dialog 实现了对应的效果，但是在最后展示结果页的时候出现问题了，因为红包开启与结果展示是同时进行的，结果页在红包下面，使用 Dialog 的话会存在结果页在 Dialog 上面遮住红包的效果，最后使用了 Overlay 在顶层添加一个 Widget 来实现。

创建一个 RedPacket 的 Widget：

class RedPacket extends StatelessWidget {
  const RedPacket({Key? key}) : super(key: key);

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return Center(
        child: Container(
          width: 0.8.sw,
          height: 1.2.sw,
          color: Colors.redAccent,
        )
    );
  }
}

内容很简单，就是一个居中的宽高分别为 0.8.sw 、1.2.sw 的 Container，颜色为红色。这里 sw 是代表屏幕宽度，即红包宽度为屏幕宽度的 0.8 倍，高度为屏幕宽度的 1.2 倍。

关于 Flutter 屏幕适配，请参阅：Flutter应用框架搭建之屏幕适配详解

然后点击按钮时通过 Overlay 展示出来，创建一个 showRedPacket 的方法：

void showRedPacket(BuildContext context){
  OverlayEntry entry = OverlayEntry(builder: (context) => RedPacket());
  Overlay.of(context)?.insert(entry);
}

效果如下：

红包是弹出来了，但因为没有缩放动画，很突兀。为了实现缩放动画，在 Container 上包裹 ScaleTransition 用于缩放动画，同时将 RedPacket 改为 StatefulWidget ，因为使用动画需要用到 AnimationController 传入 SingleTickerProviderStateMixin ，实现如下：

class RedPacket extends StatefulWidget {

  const RedPacket({Key? key}) : super(key: key);

  @override
  State<RedPacket> createState() => _RedPacketState();
}

class _RedPacketState extends State<RedPacket> with SingleTickerProviderStateMixin {
  late AnimationController scaleController = AnimationController(vsync: this)
    ..duration = const Duration(milliseconds: 500)
    ..forward();

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return Container(
      color: Color(0x88000000), /// 半透明遮罩
      child: Center(
          child: ScaleTransition(
            scale: Tween<double>(begin: 0.0, end: 1.0).animate(CurvedAnimation(parent: scaleController, curve: Curves.fastOutSlowIn)),
            child: Container(
              width: 0.8.sw,
              height: 1.2.sw,
              color: Colors.redAccent,
            ),
          )
      ),
    );
  }
}

ScaleTransition 设置动画从 0.0 到 1.0 即从无到原本大小，动画时间为 500 毫秒；同时在外层再包裹一层 Container 并为其添加半透明颜色实现半透明遮罩，最终实现效果：

这样就实现了第一部分的功能。

红包布局

标题说了是使用 Canvas 来实现，所以红包布局主要是使用 Canvas 来实现，将前面红包的 Container 换成 CustomPaint，然后创建 RedPacketPainter 继承自 CustomPainter :

ScaleTransition(
  scale: Tween<double>(begin: 0.0, end: 1.0).animate(CurvedAnimation(parent: scaleController, curve: Curves.fastOutSlowIn)),
  child: CustomPaint(
    size: Size(1.sw, 1.sh),
    painter: RedPacketPainter(),
  ),
)

考虑到后续动画，这里将画布的大小设置为全屏。红包布局的核心代码就在 RedPacketPainter 里，首先绘制红包的背景，背景分为上下两部分，上部分又由一个矩形和一个圆弧组成，下半部分同样是由一个矩形和一个圆弧组成，上半部分的圆弧是凸出来的，而下半部分的是凹进去的，示意图如下：

初始化：

/// 画笔 
late final Paint _paint = Paint()..isAntiAlias = true;
/// 路径
final Path path = Path();

/// 红包的高度：1.2倍的屏幕宽度
late double height = 1.2.sw;

/// 上半部分贝塞尔曲线的结束点
late double topBezierEnd = (1.sh - height)/2 + height/8*7;
/// 上半部分贝塞尔曲线的起点
late double topBezierStart= topBezierEnd - 0.2.sw;
/// 下半部分贝塞尔曲线的起点
late double bottomBezierStart = topBezierEnd - 0.4.sw;

/// 金币中心点，后续通过path计算
Offset goldCenter = Offset.zero;

/// 横向的中心点
final double centerWidth = 0.5.sw;

/// 红包在整个界面的left
late double left = 0.1.sw;
/// 红包在整个界面的right
late double right = 0.9.sw;
/// 红包在整个界面的top
late double top = (1.sh - height)/2;
/// 红包在整个界面的bottom
late double bottom = (1.sh - height)/2 + height;

上半部分

代码实现如下：

void drawTop(ui.Canvas canvas) {  
  path.reset();
  path.addRRect(RRect.fromLTRBAndCorners(left, top, right, topBezierStart, topLeft: const Radius.circular(5), topRight: const Radius.circular(5)));
  var bezierPath = getTopBezierPath();
  path.addPath(bezierPath, Offset.zero);
  path.close();

  canvas.drawShadow(path, Colors.redAccent, 2, true);
  canvas.drawPath(path, _paint);
}

这里使用 Path 来进行绘制，首先向路径中添加一个圆角矩形，也就是示意图中的第①部分，然后通过 getTopBezierPath 获取一个贝塞尔曲线的 bezierPath 并将其添加到 path 路径中，getTopBezierPath 源码如下：

Path getTopBezierPath() {
  Path bezierPath = Path();
  bezierPath.moveTo(left, topBezierStart);
  bezierPath.quadraticBezierTo(centerWidth, topBezierEnd, right , topBezierStart);

  var pms = bezierPath.computeMetrics();
  var pm = pms.first;
  goldCenter = pm.getTangentForOffset(pm.length / 2)?.position ?? Offset.zero;
  return bezierPath;
}

getTopBezierPath 源码分为两部分，第一部分是创建贝塞尔曲线的 path ，使用的是最开始初始化的数据创建，实现示意图中的第②部分内容；然后根据创建好的贝塞尔曲线的 path 计算出路径中中间点的坐标，作为金币中心点坐标。示意图如下：

图中红点就是贝塞尔曲线的点，中间实线就是贝塞尔曲线，也就是上面代码中创建的贝塞尔曲线路径，实线中间的点就是金币位置的中心点。

贝塞尔曲线绘制完成后调用 drawShadow 绘制阴影，作用是突出上下两部分连接处的效果，最后通过 path 绘制出整个上半部分的效果，如下：

下半部分

代码实现如下：

void drawBottom(ui.Canvas canvas) {
  path.reset();
  path.moveTo(left, bottomBezierStart );
  path.quadraticBezierTo(centerWidth, topBezierEnd, right , bottomBezierStart);
  
  path.lineTo(right, topBezierEnd);
  path.lineTo(left, topBezierEnd);
  
  path.addRRect(RRect.fromLTRBAndCorners(left, topBezierEnd, right, bottom, bottomLeft: const Radius.circular(5), bottomRight: const Radius.circular(5)));
  path.close();
  
  canvas.drawShadow(path, Colors.redAccent, 2, true);
  
  canvas.drawPath(path, _paint);
}

下半部分实现同样分为两部分，首先绘制出贝塞尔曲线，即示意图第③部分，然后再添加一个圆角矩形，即示意图第④部分；然后绘制下半部分的阴影和图形，单独展示下半部分效果如下：

将上下两部分结合起来，就实现了红包背景的效果，如下：

金币绘制

背景绘制完成后接下来进行金币的绘制，前面已计算出金币的中心点坐标，静态金币的绘制就相对来说比较简单了，就是一个圆形，代码如下：

void drawGold(ui.Canvas canvas){
  Path path = Path();

  canvas.save();
  canvas.translate(0.5.sw, goldCenter.dy);

  _paint.style = PaintingStyle.fill;
  path.addOval(Rect.fromLTRB(-40.w , -40.w, 40.w , 40.w));

  _paint.color = const Color(0xFFFCE5BF);
  canvas.drawPath(path, _paint);

  canvas.restore();
}

这里将画布移动到到金币的中心点，然后向 Path 中添加添加一个半径为 40.w 的圆，最后将 path 绘制出来即可。效果如下：

金币文字绘制

金币绘制出来后，还需在金币上绘制一个繁体的 "開" 字，代码如下：

void drawOpenText(ui.Canvas canvas) {
  if(controller.showOpenText){
    TextPainter textPainter = TextPainter(
      text: TextSpan(
        text: "開",
        style: TextStyle(fontSize: 34.sp, color: Colors.black87, height: 1.0, fontWeight: FontWeight.w400)
      ),
      textDirection: TextDirection.ltr,
      maxLines: 1,
      textWidthBasis: TextWidthBasis.longestLine,
      textHeightBehavior: const TextHeightBehavior(applyHeightToFirstAscent: false, applyHeightToLastDescent: false)
    )..layout();

    canvas.save();
    canvas.translate(0.5.sw, goldCenter.dy);
    textPainter.paint(canvas, Offset(- textPainter.width / 2, -textPainter.height/2));
    canvas.restore();
  }
}

使用 TextPainter 进行文字的绘制，同样是将画布移动到金币的中心，然后绘制文字，效果如下：

头像和文字

经过上面的绘制，效果已经出来了，但是还差红包封面上的用户头像相关文字，使用 Canvas 同样能实现，但这里并没有使用 Canvas 来实现，而是使用 CoustomPaint 的 child 来实现：

CustomPaint(
  size: Size(1.sw, 1.sh),
  painter: RedPacketPainter(controller: controller),
  child: buildChild(),
)

Container buildChild() {
  return Container(
    padding: EdgeInsets.only(top: 0.3.sh),
    child: Column(
      crossAxisAlignment: CrossAxisAlignment.center,
      children: [
        Row(
          mainAxisAlignment: MainAxisAlignment.center,
          children: [
            ClipRRect(
              borderRadius: BorderRadius.circular(3.w),
              child: Image.network("https://p26-passport.byteacctimg.com/img/user-avatar/32f1f514b874554f69fe265644ca84e4~300x300.image", width: 24.w,)),
            SizedBox(width: 5.w,),
            Text("loongwind发出的红包", style: TextStyle(fontSize: 16.sp, color: Color(
              0xFFF8E7CB), fontWeight: FontWeight.w500),)
          ],
        ),
        SizedBox(height: 15.w,),
        Text("恭喜发财", style: TextStyle(fontSize: 18.sp, color: Color(
          0xFFF8E7CB)),)
      ],
    ),
  );
}

CoustomPaint 的 child 允许传入一个 Widget，Widget 的实现就是要显示的头像和文字，代码如上，最终效果如下：

至此红包的整个布局的实现就完成了。

金币旋转

前面完成了红包的静态显示，接下来就看看怎么让红包动起来，首先看看怎么让金币旋转起来。

说到旋转首先想到的就是以金币的中心旋转，可以通过旋转画布的旋转或者 path 的 transform 旋转来实现，但是经过实验使用这种方式能让金币旋转起来，但是做到旋转的立体效果却很复杂。所以最终采用的是使用两个圆在 x 轴上进行一定的偏移，然后压缩圆的宽度来模拟实现旋转效果，示意图如下：

如图所示，绘制两个相同的圆，开始时将两个圆重叠在一起，然后同时压缩圆的宽度并将下层的圆向左偏移一定单位，就形成了旋转的立体效果。

代码：

void drawGold(ui.Canvas canvas){
  Path path = Path();

  canvas.save();
  canvas.translate(0.5.sw, goldCenter.dy);

  _paint.style = PaintingStyle.fill;
  path.addOval(Rect.fromLTRB(-40.w , -40.w, 40.w , 40.w));

  _paint.color = const Color(0xFFE5CDA8);
  canvas.drawPath(path, _paint);

  _paint.color = const Color(0xFFFCE5BF);
  canvas.drawPath(path, _paint);

  canvas.restore();
}

修改上面绘制金币的代码，设置不同的颜色再绘制一个圆，这样就在同一个位置绘制了两个不同颜色的圆。那么怎么让它动起来呢？可以使用动画，通过动画执行宽度的缩放，是宽度系数从 1 缩放到 0 再从 0 回到 1。因为 CustomPainter 是继承自 Listenable ，而动画也是 Listenable 所以直接将动画与 CustomPainter 结合起来使用更方便。

为了方便统一控制红包的动画，创建一个 RedPacketController，并在里面创建一个控制金币旋转的动画及控制器：

class RedPacketController{

  final SingleTickerProviderStateMixin tickerProvider;
  late AnimationController angleController;
  late Animation<double> angleCtrl;
  
  RedPacketController({required this.tickerProvider}){
    initAnimation();
  }
  
  void initAnimation() {
    angleController = AnimationController(
        duration: const Duration(seconds: 3),
        vsync: tickerProvider
    )..repeat(reverse: true);
    angleCtrl = angleController.drive(Tween(begin: 1.0, end: 0.0));
  }

  void dispose(){
    angleController.dispose();
    timer?.cancel();
  }
}

为了看到旋转的效果，将动画执行时间设置为 3 秒，并且让其重复执行，重复执行时设置 reverse 为 true，即反向执行，然后改造 _RedPacketState 混入 SingleTickerProviderStateMixin 并创建 RedPacketController ：

class _RedPacketState extends State<RedPacket> with SingleTickerProviderStateMixin{

  late RedPacketController controller = RedPacketController(tickerProvider: this);
  
  Widget buildRedPacket() {
    return GestureDetector(
      onTapUp: controller.clickGold,
      child: CustomPaint(
        size: Size(1.sw, 1.sh),
        painter: RedPacketPainter(controller: controller),
        child: buildChild(),
      ),
    );
  }
  /// ...
}

class RedPacketPainter extends CustomPainter{

  RedPacketController controller;

  RedPacketPainter({required this.controller}) : super(repaint:controller.angleController);
  
  /// ...
}

RedPacketPainter 的构造方法调用了 super 并传入了 repaint 参数，即创建的动画控制器。

这样就能在绘制金币的时候使用动画的值了：

void drawGold(ui.Canvas canvas){
  Path path = Path();

  double angle = controller.angleCtrl.value;

  canvas.save();
  canvas.translate(0.5.sw, goldCenter.dy);

  _paint.style = PaintingStyle.fill;
  path.addOval(Rect.fromLTRB(-40.w * angle , -40.w, 40.w * angle, 40.w));

  _paint.color = const Color(0xFFE5CDA8);
  canvas.drawPath(path, _paint);

  _paint.color = const Color(0xFFFCE5BF);
  canvas.drawPath(path, _paint);

  canvas.restore();
}

通过 controller.angleCtrl.value 获取当前动画的值，然后在圆的 left 和 right 参数上乘以这个值，看一下效果：

效果已经有了，但是发现在旋转到最小的时候中间是空的，这不符合我们的预期，那怎么办呢？将两个圆的边一一连接起来是不是中间就不空了，如图所示：

代码实现：

void drawGoldCenterRect(ui.Path path, ui.Path path2, ui.Canvas canvas) {

  var pms1 = path.computeMetrics();
  var pms2 = path2.computeMetrics();

  var pathMetric1 = pms1.first;
  var pathMetric2 = pms2.first;
  var length = pathMetric1.length;
  Path centerPath = Path();
  for(int i = 0; i <length; i++){
    var position1 = pathMetric1.getTangentForOffset(i.toDouble())?.position;
    var position2 = pathMetric2.getTangentForOffset(i.toDouble())?.position;
    if(position1 == null || position2 == null){
      continue;
    }
    centerPath.moveTo(position1.dx, position1.dy);
    centerPath.lineTo(position2.dx, position2.dy);
  }

  Paint centerPaint = Paint()..color = const Color(0xFFE5CDA8)
    ..style = PaintingStyle.stroke..strokeWidth=1;
  canvas.drawPath(centerPath, centerPaint);
}

使用 Path.computeMetrics 计算两个 path 的路径点，循环路径每一个点，将两个 path 的每一个点连接起来然后绘制出来，再来看一下效果：

效果好多了，但是仔细观察发现还是有一个问题，金币看着不是旋转的而是左右摇摆的，这是因为实现的立体的效果一直在一边导致的，需要根据旋转的时机将立体效果的方向切换，从 1 到 0 时在右边，从 0 到 1 时在左边，通过动画的状态进行判断，修改代码如下：

var frontOffset = 0.0;
var backOffset = 0.0;
if(controller.angleCtrl.status == AnimationStatus.reverse){
  frontOffset = 4.w;
  backOffset = -4.w;
}else if(controller.angleCtrl.status == AnimationStatus.forward){
  frontOffset = -4.w;
  backOffset = 4.w;
}

var path2 = path.shift(Offset(backOffset * (1 - angle),  0));
path = path.shift(Offset(frontOffset * (1 - angle), 0));

再来看一下效果：

这样旋转效果就很完美了，金币中间还缺一个空心的矩形，实现很简单，在圆的 path 路径中叠加一个矩形即可：

path.addRect(Rect.fromLTRB(-10.w * angle , -10.w, 10.w * angle , 10.w));
path.fillType = PathFillType.evenOdd;

设置fillType 为 evenOdd ，这样就形成了中心空心的效果，并且由于上面连接两个圆的路径点，这个空心也自带了立体效果，如图：

最后为金币添加点击事件，点击时开启旋转，并隐藏金币上的文字。点击事件可以直接给 CustomPaint 包裹一个 GestureDetector ，点击时判断点击坐标是否在金币的绘制范围内，可以使用 Path.contains 进行判断，所以需要保存金币的 path 用于点击判断，这里将其保存到 controller 里：

controller.goldPath = path.shift(Offset(0.5.sw, goldCenter.dy));

然后在 RedPacketController 里定义对应的变量和方法:

class RedPacketController{
  Path? goldPath;
  bool showOpenText = true;
  
  bool checkClickGold(Offset point){
    return  goldPath?.contains(point) == true;
  }
  
  void clickGold(TapUpDetails details) {
    if(checkClickGold(details.globalPosition)){
      angleController.repeat(reverse: true);
      tickerProvider.setState(() {
        showOpenText = false;
      });
    }
  }
 
  /// ...
}

goldPath 用于保存金币的 path，showOpenText 用于是否显示金币上的文字，点击时判断事件触发点是否在金币范围内，在金币范围内则触发动画启动，并设置金币上的文字不显示。

为 CustomPaint 添加点击事件：

Widget buildRedPacket() {
  return GestureDetector(
    onTapUp: controller.clickGold,
    child: CustomPaint(
      size: Size(1.sw, 1.sh),
      painter: RedPacketPainter(controller: controller),
      child: buildChild(),
    ),
  );
}

看一下效果：

红包开启

红包开启其实就是将红包上下两部分分别进行向上和向下的平移，再加上背景颜色的渐变实现，示意图如下：

加上之前金币的动画，存在多个动画控制器，所以需要将 _RedPacketState 修改为混入 TickerProviderStateMixin：

class _RedPacketState extends State<RedPacket> with TickerProviderStateMixin{
  /// ...
}

然后在 RedPacketController 添加平移动画控制器，并添加平移和颜色渐变动画，平移系数从 0 到 1，颜色渐变从不透明到完全透明。并将平移动画与之前的金币动画合并为 repaint。

class RedPacketController{

  final TickerProviderStateMixin tickerProvider;

  late AnimationController angleController;
  late AnimationController translateController;
  late Animation<double> translateCtrl;
  late Animation<Color?> colorCtrl;
  
  
  void initAnimation() {

    /// ...
    
    
    translateController = AnimationController(
        duration: const Duration(milliseconds: 800),
        vsync: tickerProvider
    );
    translateCtrl = translateController.drive(Tween(begin: 0.0, end: 1.0));
    colorCtrl = translateController.drive(ColorTween(
        begin: Colors.redAccent,
        end: const Color(0x00FF5252))
    );

    repaint = Listenable.merge([angleController, translateController]);
  }
}

再在 RedPacketPainter 的 super 里传入 repaint：

RedPacketPainter({required this.controller}) : super(repaint:controller.repaint);

改造绘制红包上半部分代码：

void drawTop(ui.Canvas canvas) {
  canvas.save();
  canvas.translate(0, topBezierEnd  * ( - controller.translateCtrl.value));

  /// ...

  canvas.restore();
}

添加画布平移操作，平移的 Y 值为上半部分高度乘以动画值，即从 0 向上移动上半部分高度。

下半部分添加同样的处理，平移方向向下：

void drawBottom(ui.Canvas canvas) {
  canvas.save();
  canvas.translate(0, topBezierStart * (controller.translateCtrl.value));

	/// ...

  canvas.restore();
}

效果如下：

背景的平移效果实现了，但是上面的头像和文字没动，接下来给头像和文字的 Widget 添加 AnimatedBuilder 使用相同的动画让其跟着移动：

Widget buildChild() {
    return AnimatedBuilder(
      animation: controller.translateController,
      builder: (context, child) => Container(
        padding: EdgeInsets.only(top: 0.3.sh * (1 - controller.translateCtrl.value)),
        child: Column(...),
      ),
    );
  }

通过动态修改 paddingTop 的值，让头像与文字也向上平移。效果如下：

最后在金币点击事件上添加一个定时器，金币旋转 2 秒后执行红包开启动画：

void clickGold(TapUpDetails details) {
  if(checkClickGold(details.globalPosition)){
    if(angleController.isAnimating){
      stop();
    }else{
      angleController.repeat(reverse: true);
      tickerProvider.setState(() {
        showOpenText = false;
      });
      timer = Timer(const Duration(seconds: 2), (){
        stop();
      });
    }
  }
}
void stop() async{
  if(angleController.isAnimating){  
    ///停止金币动画，让动画看起来更自然
    if(angleController.status == AnimationStatus.forward){
      await angleController.forward();
      angleController.reverse();
    }else if(angleController.status == AnimationStatus.reverse){
      angleController.reverse();
    }

    tickerProvider.setState(() {
      showOpenBtn = false;
    });
    translateController.forward();
  }
}

这样就实现了点击金币后，金币旋转 2 秒后开启红包。

结果弹出

结果页是一个新的界面，在红包开启时同步执行，并且拥有一个渐变动画，路由跳转时添加动画实现，代码如下：

void onOpen(){
  Navigator.push(
    context,
    PageRouteBuilder(
      transitionDuration: const Duration(seconds: 1),
      pageBuilder: (context, animation, secondaryAnimation) =>
      FadeTransition(
        opacity: animation,
        child: const ResultPage(),
      )
    )
  );
}

给 RedPacket 添加一个红包开启时的回调和红包动画完成时的回调，前者用于跳转结果页，后者用于移除 Overlay：

OverlayEntry? entry;
void showRedPacket(BuildContext context, Function? onOpen){
  entry = OverlayEntry(builder: (context) => RedPacket(onFinish: _removeRedPacket, onOpen: onOpen,));
  Overlay.of(context)?.insert(entry!);
}

void _removeRedPacket(){
  entry?.remove();
  entry = null;
}

在金币旋转动画停止时调用：

void stop() async{
  if(angleController.isAnimating){  
   /// ...
    translateController.forward();
    onOpen?.call();
  }
}

红包动画完成时调用 onFinish 回调，给红包最后的平移动画添加监听来实现：

translateController.addStatusListener((status) {
  if(status == AnimationStatus.completed){
    onFinish?.call();
  }
});

OK，大功告成，再看看最终的效果：

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