[MAUI]弧形进度条与弧形滑块的交互实现

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(相关资料图)

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。

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。

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：

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 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;

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;    }}

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：

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);

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 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();}

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();    }}

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：

...                                                                                

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：

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：

Github:maui-samples

Mato.Maui控件库Mato.Maui