一、著色游戲概述
近期群里偶然看到一哥們?cè)谌豪锪牟灰?guī)則圖像填充什么四聯(lián)通、八聯(lián)通什么的，就本身好學(xué)務(wù)實(shí)的態(tài)度去查閱了相關(guān)資料。對(duì)于這類著色的資料，最好的就是去搜索些相關(guān)app，根據(jù)我的觀察呢，不規(guī)則圖像填充在著色游戲里面應(yīng)用居多，不過大致可以分為兩種：
那么針對(duì)上述兩種，我們會(huì)通過兩篇博文來講解，本篇就是敘述基于層的填充方式，那么什么基于層的填充方式呢？其實(shí)就是一張圖實(shí)際上是由多個(gè)層組成的，每個(gè)層顯示部分圖像（無圖像部分為透明），多層疊加后形成一張完整的圖案，圖層間是疊加的關(guān)系，類似下圖。
相信大家如果學(xué)過PS，對(duì)上述肯定再了解不過了。比如你要繪制一個(gè)天空，你可以最底層去繪制藍(lán)天，在上層繪制白云，再上層會(huì)執(zhí)行小鳥。然后三層疊加以后就是一副小鳥在天空翱翔的圖了。
二、效果與分析
好了，接下來看下今天的效果。
ok，可以看到一個(gè)簡單的著色效果，其實(shí)原理很簡單，首先呢，該圖實(shí)際上是由7層組成：
例如下圖。
那么如果我們需要給這幅圖的某個(gè)位置著色，實(shí)際上是給某一層的非透明區(qū)域著色。實(shí)際上就轉(zhuǎn)化為：
用戶點(diǎn)擊的（x,y）-> 判斷落在哪一層的非透明區(qū)域 -> 然后給該層非透明區(qū)域著色。
ok，這樣原理就敘述清楚了，實(shí)際上也是非常的簡單，基于該原理，我們可以自定義一個(gè)View，然后一幅一幅去繪制圖層，最后按照上述步驟去編寫代碼。不過，我們還有可以偷懶的地方，其實(shí)沒必要我們自己去一個(gè)圖層一個(gè)圖層的繪制，我們可以利用Drawable去完成圖層疊加的工作，我們有一類Drawable叫做LayerDrawable，對(duì)應(yīng)的xml為layer-list，我們可以通過使用LayerDrawable極大的簡化我們的工作。
三、編碼與實(shí)現(xiàn)
上述已經(jīng)描述很清楚了，我再給大家細(xì)化一下：
layer-list中去定義我們的drawable
然后把該drawable作為我們View的背景
復(fù)寫onTouchEvent方法
判斷用戶點(diǎn)擊的坐標(biāo)落在哪一層的非透明位置，改變?cè)搶臃峭该鲄^(qū)域顏色
（一）layer-list
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?><layer-list xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"> <item android:drawable="@drawable/eel_mask1"/> <item android:drawable="@drawable/eel_mask2"/> <item android:drawable="@drawable/eel_mask3"/> <item android:drawable="@drawable/eel_mask4"/> <item android:drawable="@drawable/eel_mask5"/> <item android:drawable="@drawable/eel_mask6"/> <item android:drawable="@drawable/eel_mask7"/></layer-list>
ok，這樣我們的drawable就ok了~~沒撒說的，不過layer-list可以做很多事情，大家可以關(guān)注下。
（二）View代碼
package com.zhy.colour_app_01;import android.content.Context;import android.graphics.Bitmap;import android.graphics.Color;import android.graphics.PorterDuff;import android.graphics.drawable.BitmapDrawable;import android.graphics.drawable.Drawable;import android.graphics.drawable.LayerDrawable;import android.util.AttributeSet;import android.util.Log;import android.view.MotionEvent;import android.view.View;import java.util.Random;/** * Created by zhy on 15/5/14. */public class ColourImageBaseLayerView extends View{ private LayerDrawable mDrawables; public ColourImageBaseLayerView(Context context, AttributeSet attrs) { super(context, attrs); mDrawables = (LayerDrawable) getBackground(); } @Override protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) { setMeasuredDimension(mDrawables.getIntrinsicWidth(), mDrawables.getIntrinsicHeight()); } @Override public boolean onTouchEvent(MotionEvent event) { final float x = event.getX(); final float y = event.getY(); if (event.getAction() == MotionEvent.ACTION_DOWN) { Drawable drawable = findDrawable(x, y); if (drawable != null) drawable.setColorFilter(randomColor(), PorterDuff.Mode.SRC_IN); } return super.onTouchEvent(event); } private int randomColor() { Random random = new Random(); int color = Color.argb(255, random.nextInt(256), random.nextInt(256), random.nextInt(256)); return color; } private Drawable findDrawable(float x, float y) { final int numberOfLayers = mDrawables.getNumberOfLayers(); Drawable drawable = null; Bitmap bitmap = null; for (int i = numberOfLayers - 1; i >= 0; i--) { drawable = mDrawables.getDrawable(i); bitmap = ((BitmapDrawable) drawable).getBitmap(); try { int pixel = bitmap.getPixel((int) x, (int) y); if (pixel == Color.TRANSPARENT) { continue; } } catch (Exception e) { continue; } return drawable; } return null; }}ok，代碼也比較簡單，首先我們把drawable作為view的背景，然后在構(gòu)造中獲取drawable（LayerDrawable）。接下來復(fù)寫onTouchEvent，捕獲用戶點(diǎn)擊的（x,y），根據(jù)（x,y）去找出當(dāng)前點(diǎn)擊的是哪一層（必須點(diǎn)擊在非透明區(qū)域），最后通過設(shè)置setColorFilter去改變顏色即可~很easy吧最后貼下布局文件：
（三）布局文件
<RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android" xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools" android:layout_width="match_parent" android:layout_height="match_parent" android:paddingLeft="@dimen/activity_horizontal_margin" android:paddingRight="@dimen/activity_horizontal_margin" android:paddingTop="@dimen/activity_vertical_margin" android:paddingBottom="@dimen/activity_vertical_margin" tools:context=".MainActivity"> <com.zhy.colour_app_01.ColourImageBaseLayerView android:background="@drawable/eel" android:layout_width="match_parent" android:layout_centerInParent="true" android:layout_height="match_parent"/></RelativeLayout>
四、邊界的填充
1.圖像的填充有2種經(jīng)典算法。
一種是種子填充法。種子填充法理論上能夠填充任意區(qū)域和圖形,但是這種算法存在大量的反復(fù)入棧和大規(guī)模的遞歸,降低了填充效率。
另一種是掃描線填充法。
注意：實(shí)際上圖像填充的算法還是很多的，有興趣可以去Google學(xué)術(shù)上去搜一搜。
ok，下面先看看效果圖：
ok，可以看到這樣的顏色填充比上一篇的基于層的在素材的準(zhǔn)備上要easy 很多~~~
2.原理分析
首先我們簡述下原理，我們?cè)邳c(diǎn)擊的時(shí)候拿到點(diǎn)擊點(diǎn)的”顏色”，然后按照我們選擇的算法進(jìn)行填色即可。
算法1：種子填充法，四聯(lián)通/八聯(lián)通
算法簡介：假設(shè)要將某個(gè)區(qū)域填充成紅色。
從用戶點(diǎn)擊點(diǎn)的像素開始，上下左右（八聯(lián)通還有左上，左下，右上，右下）去判斷顏色，如果四個(gè)方向上的顏色與當(dāng)前點(diǎn)擊點(diǎn)的像素一致，則改變顏色至目標(biāo)色。然后繼續(xù)上述這個(gè)過程。
ok，可以看到這是一個(gè)遞歸的過程，1個(gè)點(diǎn)到4個(gè)，4個(gè)到16個(gè)不斷的去延伸。如果按照這種算法，你會(huì)寫出類似這樣的代碼：
/** * @param pixels 像素?cái)?shù)組 * @param w 寬度 * @param h 高度 * @param pixel 當(dāng)前點(diǎn)的顏色 * @param newColor 填充色 * @param i 橫坐標(biāo) * @param j 縱坐標(biāo) */ private void fillColor01(int[] pixels, int w, int h, int pixel, int newColor, int i, int j) { int index = j * w + i; if (pixels[index] != pixel || i >= w || i < 0 || j < 0 || j >= h) return; pixels[index] = newColor; //上 fillColor01(pixels, w, h, pixel, newColor, i, j - 1); //右 fillColor01(pixels, w, h, pixel, newColor, i + 1, j); //下 fillColor01(pixels, w, h, pixel, newColor, i, j + 1); //左 fillColor01(pixels, w, h, pixel, newColor, i - 1, j); }代碼很簡單，但是如果你去運(yùn)行，會(huì)發(fā)生StackOverflowException異常，這個(gè)異常主要是因?yàn)榇罅康倪f歸造成的。雖然簡單，但是在移動(dòng)設(shè)備上使用該方法不行。
于是，我就想，這個(gè)方法不是遞歸深度過多么，那么我可以使用一個(gè)Stack去存像素點(diǎn)，減少遞歸的深度和次數(shù)，于是我把代碼改成如下的方式：
/** * @param pixels 像素?cái)?shù)組 * @param w 寬度 * @param h 高度 * @param pixel 當(dāng)前點(diǎn)的顏色 * @param newColor 填充色 * @param i 橫坐標(biāo) * @param j 縱坐標(biāo) */ private void fillColor(int[] pixels, int w, int h, int pixel, int newColor, int i, int j) { mStacks.push(new Point(i, j)); while (!mStacks.isEmpty()) { Point seed = mStacks.pop(); Log.e("TAG", "seed = " + seed.x + " , seed = " + seed.y); int index = seed.y * w + seed.x; pixels[index] = newColor; if (seed.y > 0) { int top = index - w; if (pixels[top] == pixel) { mStacks.push(new Point(seed.x, seed.y - 1)); } } if (seed.y < h - 1) { int bottom = index + w; if (pixels[bottom] == pixel) { mStacks.push(new Point(seed.x, seed.y + 1)); } } if (seed.x > 0) { int left = index - 1; if (pixels[left] == pixel) { mStacks.push(new Point(seed.x - 1, seed.y)); } } if (seed.x < w - 1) { int right = index + 1; if (pixels[right] == pixel) { mStacks.push(new Point(seed.x + 1, seed.y)); } } } }方法的思想也比較簡單，將當(dāng)前像素點(diǎn)入棧，然后出棧著色，接下來分別判斷四個(gè)方向的，如果符合條件也進(jìn)行入棧（只要棧不為空持續(xù)運(yùn)行）。ok，這個(gè)方法我也嘗試跑了下，恩，這次不會(huì)報(bào)錯(cuò)了，但是速度特別的慢~~~~慢得我是不可接受的。（有興趣可以嘗試，記得如果ANR，點(diǎn)擊等待）。
這樣來看，第一種算法，我們是不考慮了，沒有辦法使用，主要原因是假設(shè)對(duì)于矩形同色區(qū)域，都是需要填充的，而算法一依然是各種入棧。于是考慮第二種算法
掃描線填充法
詳細(xì)可參考 掃描線種子填充算法的解析和掃描線種子填充算法。
算法思想：
初始化一個(gè)空的棧用于存放種子點(diǎn)，將種子點(diǎn)(x, y)入棧；
判斷棧是否為空，如果棧為空則結(jié)束算法，否則取出棧頂元素作為當(dāng)前掃描線的種子點(diǎn)(x, y)，y是當(dāng)前的掃描線；
從種子點(diǎn)(x, y)出發(fā)，沿當(dāng)前掃描線向左、右兩個(gè)方向填充，直到邊界。分別標(biāo)記區(qū)段的左、右端點(diǎn)坐標(biāo)為xLeft和xRight；
分別檢查與當(dāng)前掃描線相鄰的y - 1和y + 1兩條掃描線在區(qū)間[xLeft, xRight]中的像素，從xRight開始向xLeft方向搜索，假設(shè)掃描的區(qū)間為AAABAAC（A為種子點(diǎn)顏色），那么將B和C前面的A作為種子點(diǎn)壓入棧中，然后返回第（2）步；
上述參考自參考文獻(xiàn)[4]，做了些修改，文章[4]中描述算法，測試有一點(diǎn)問題，所以做了修改.
可以看到該算法，基本上是一行一行著色的，這樣的話在大塊需要著色區(qū)域的效率比算法一要高很多。
ok，關(guān)于算法的步驟大家目前覺得模糊，一會(huì)可以參照我們的代碼。選定了算法以后，接下來就開始編碼了。
3.編碼實(shí)現(xiàn)
我們代碼中引入了一個(gè)邊界顏色，如果設(shè)置的話，著色的邊界參考為該邊界顏色，否則會(huì)只要與種子顏色不一致為邊界。
（一）構(gòu)造方法與測量
public class ColourImageView extends ImageView{ private Bitmap mBitmap; /** * 邊界的顏色 */ private int mBorderColor = -1; private boolean hasBorderColor = false; private Stack<Point> mStacks = new Stack<Point>(); public ColourImageView(Context context, AttributeSet attrs) { super(context, attrs); TypedArray ta = context.obtainStyledAttributes(attrs, R.styleable.ColourImageView); mBorderColor = ta.getColor(R.styleable.ColourImageView_border_color, -1); hasBorderColor = (mBorderColor != -1); L.e("hasBorderColor = " + hasBorderColor + " , mBorderColor = " + mBorderColor); ta.recycle(); } @Override protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) { super.onMeasure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec); int viewWidth = getMeasuredWidth(); int viewHeight = getMeasuredHeight(); //以寬度為標(biāo)準(zhǔn)，等比例縮放view的高度 setMeasuredDimension(viewWidth, getDrawable().getIntrinsicHeight() * viewWidth / getDrawable().getIntrinsicWidth()); L.e("view's width = " + getMeasuredWidth() + " , view's height = " + getMeasuredHeight()); //根據(jù)drawable，去得到一個(gè)和view一樣大小的bitmap BitmapDrawable drawable = (BitmapDrawable) getDrawable(); Bitmap bm = drawable.getBitmap(); mBitmap = Bitmap.createScaledBitmap(bm, getMeasuredWidth(), getMeasuredHeight(), false); }可以看到我們選擇的是繼承ImageView，這樣只需要將圖片設(shè)為src即可。
構(gòu)造方法中獲取我們的自定義邊界顏色，當(dāng)然可以不設(shè)置~~
重寫測量的目的是為了獲取一個(gè)和View一樣大小的Bitmap便于我們操作。
接下來就是點(diǎn)擊啦~
4.onTouchEvent
@Override public boolean onTouchEvent(MotionEvent event) { final int x = (int) event.getX(); final int y = (int) event.getY(); if (event.getAction() == MotionEvent.ACTION_DOWN) { //填色 fillColorToSameArea(x, y); } return super.onTouchEvent(event); } /** * 根據(jù)x,y獲得改點(diǎn)顏色，進(jìn)行填充 * * @param x * @param y */ private void fillColorToSameArea(int x, int y) { Bitmap bm = mBitmap; int pixel = bm.getPixel(x, y); if (pixel == Color.TRANSPARENT || (hasBorderColor && mBorderColor == pixel)) { return; } int newColor = randomColor(); int w = bm.getWidth(); int h = bm.getHeight(); //拿到該bitmap的顏色數(shù)組 int[] pixels = new int[w * h]; bm.getPixels(pixels, 0, w, 0, 0, w, h); //填色 fillColor(pixels, w, h, pixel, newColor, x, y); //重新設(shè)置bitmap bm.setPixels(pixels, 0, w, 0, 0, w, h); setImageDrawable(new BitmapDrawable(bm)); }可以看到，我們?cè)趏nTouchEvent中獲取(x,y)，然后拿到改點(diǎn)坐標(biāo)：
獲得點(diǎn)擊點(diǎn)顏色，獲得整個(gè)bitmap的像素?cái)?shù)組
改變這個(gè)數(shù)組中的顏色
然后重新設(shè)置給bitmap，重新設(shè)置給ImageView
重點(diǎn)就是通過fillColor去改變數(shù)組中的顏色
/** * @param pixels 像素?cái)?shù)組 * @param w 寬度 * @param h 高度 * @param pixel 當(dāng)前點(diǎn)的顏色 * @param newColor 填充色 * @param i 橫坐標(biāo) * @param j 縱坐標(biāo) */ private void fillColor(int[] pixels, int w, int h, int pixel, int newColor, int i, int j) { //步驟1：將種子點(diǎn)(x, y)入棧； mStacks.push(new Point(i, j)); //步驟2：判斷棧是否為空， // 如果棧為空則結(jié)束算法，否則取出棧頂元素作為當(dāng)前掃描線的種子點(diǎn)(x, y)， // y是當(dāng)前的掃描線； while (!mStacks.isEmpty()) { /** * 步驟3：從種子點(diǎn)(x, y)出發(fā)，沿當(dāng)前掃描線向左、右兩個(gè)方向填充， * 直到邊界。分別標(biāo)記區(qū)段的左、右端點(diǎn)坐標(biāo)為xLeft和xRight； */ Point seed = mStacks.pop(); //L.e("seed = " + seed.x + " , seed = " + seed.y); int count = fillLineLeft(pixels, pixel, w, h, newColor, seed.x, seed.y); int left = seed.x - count + 1; count = fillLineRight(pixels, pixel, w, h, newColor, seed.x + 1, seed.y); int right = seed.x + count; /** * 步驟4： * 分別檢查與當(dāng)前掃描線相鄰的y - 1和y + 1兩條掃描線在區(qū)間[xLeft, xRight]中的像素， * 從xRight開始向xLeft方向搜索，假設(shè)掃描的區(qū)間為AAABAAC（A為種子點(diǎn)顏色）， * 那么將B和C前面的A作為種子點(diǎn)壓入棧中，然后返回第（2）步； */ //從y-1找種子 if (seed.y - 1 >= 0) findSeedInNewLine(pixels, pixel, w, h, seed.y - 1, left, right); //從y+1找種子 if (seed.y + 1 < h) findSeedInNewLine(pixels, pixel, w, h, seed.y + 1, left, right); } }
可以看到我已經(jīng)很清楚的將該算法的四個(gè)步驟標(biāo)識(shí)到該方法中。好了，最后就是一些依賴的細(xì)節(jié)上的方法：
/** * 在新行找種子節(jié)點(diǎn) * * @param pixels * @param pixel * @param w * @param h * @param i * @param left * @param right */ private void findSeedInNewLine(int[] pixels, int pixel, int w, int h, int i, int left, int right) { /** * 獲得該行的開始索引 */ int begin = i * w + left; /** * 獲得該行的結(jié)束索引 */ int end = i * w + right; boolean hasSeed = false; int rx = -1, ry = -1; ry = i; /** * 從end到begin，找到種子節(jié)點(diǎn)入棧（AAABAAAB，則B前的A為種子節(jié)點(diǎn)） */ while (end >= begin) { if (pixels[end] == pixel) { if (!hasSeed) { rx = end % w; mStacks.push(new Point(rx, ry)); hasSeed = true; } } else { hasSeed = false; } end--; } } /** * 往右填色，返回填充的個(gè)數(shù) * * @return */ private int fillLineRight(int[] pixels, int pixel, int w, int h, int newColor, int x, int y) { int count = 0; while (x < w) { //拿到索引 int index = y * w + x; if (needFillPixel(pixels, pixel, index)) { pixels[index] = newColor; count++; x++; } else { break; } } return count; } /** * 往左填色，返回填色的數(shù)量值 * * @return */ private int fillLineLeft(int[] pixels, int pixel, int w, int h, int newColor, int x, int y) { int count = 0; while (x >= 0) { //計(jì)算出索引 int index = y * w + x; if (needFillPixel(pixels, pixel, index)) { pixels[index] = newColor; count++; x--; } else { break; } } return count; } private boolean needFillPixel(int[] pixels, int pixel, int index) { if (hasBorderColor) { return pixels[index] != mBorderColor; } else { return pixels[index] == pixel; } } /** * 返回一個(gè)隨機(jī)顏色 * * @return */ private int randomColor() { Random random = new Random(); int color = Color.argb(255, random.nextInt(256), random.nextInt(256), random.nextInt(256)); return color; }ok，到此，代碼就介紹完畢了~~~
最后貼下布局文件~~
<RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android" xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools" xmlns:zhy="http://schemas.android.com/apk/res-auto" android:layout_width="match_parent" android:layout_height="match_parent" android:paddingLeft="@dimen/activity_horizontal_margin" android:paddingRight="@dimen/activity_horizontal_margin" android:paddingTop="@dimen/activity_vertical_margin" android:paddingBottom="@dimen/activity_vertical_margin" tools:context=".MainActivity"> <com.zhy.colour_app_01.ColourImageView zhy:border_color="#FF000000" android:src="@drawable/image_007" android:background="#33ff0000" android:layout_width="match_parent" android:layout_centerInParent="true" android:layout_height="match_parent"/></RelativeLayout><?xml version="1.0" encoding="utf-8"?><resources> <declare-styleable name="ColourImageView"> <attr name="border_color" format="color|reference"></attr> </declare-styleable></resources>
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