Skia图形库中的SkPath路径绘制详解

什么是SkPath？

SkPath是Skia图形库中用于描述二维路径的核心类，它由一系列连接的线段(Line)和曲线(Curve)组成，这些路径可以被描边(Stroke)或填充(Fill)。在Skia的绘制系统中，SkPath是实现复杂图形绘制的基础构建块。

SkPath的基本组成

轮廓(Contour)

每个SkPath由一个或多个轮廓(Contour)组成，每个轮廓又由一系列连接的线段和曲线构成：

• 轮廓总是以kMove_Verb动词开始
• 每个新的kMove_Verb都会开始一个新的轮廓
• 轮廓可以是开放的或闭合的

路径元素

路径中的每个元素都由三部分描述：

1. 动词(Verb)：描述元素类型（移动、直线、二次曲线等）
2. 点(Points)：定义元素几何形状的坐标点
3. 权重(Weight)：仅圆锥曲线需要，定义曲线的弯曲程度

SkPath的常见组件

虽然SkPath底层由基本元素组成，但它也提供了高级组件简化常见图形的创建：

• 直线段(Line)
• 圆弧(Arc)
• 矩形(Rect)
• 圆角矩形(Round_Rect)
• 圆形(Circle)
• 椭圆(Oval)

这些组件在添加到路径后可能会失去其原始身份，但SkPath提供了方法检测路径是否描述特定形状。

填充类型(Fill Type)

SkPath的填充类型决定了重叠轮廓如何形成填充或孔洞，以及哪些区域被视为内部：

• 非零环绕规则(Non-Zero)
• 奇偶规则(Even-Odd)
• 反转非零(Inverse Non-Zero)
• 反转奇偶(Inverse Even-Odd)

路径使用示例

基本路径绘制

// 创建一个包含三个轮廓的路径：
// 1. 直线（仅描边）
// 2. 圆形（描边和填充）
// 3. 二次曲线（描边和填充，但不闭合）
SkPath path;
path.moveTo(20, 20);
path.lineTo(100, 20);  // 直线轮廓

path.addCircle(150, 50, 30);  // 圆形轮廓

path.moveTo(200, 50);
path.quadTo(220, 80, 240, 50);  // 二次曲线轮廓

开放与闭合轮廓

// 开放轮廓和闭合轮廓的对比
SkPath path;
path.moveTo(20, 20);
path.lineTo(100, 20);
path.lineTo(60, 60);
// 不调用close()，轮廓保持开放

path.moveTo(120, 20);
path.lineTo(200, 20);
path.lineTo(160, 60);
path.close();  // 闭合轮廓

路径的高级特性

零长度轮廓

即使轮廓的长度为零（所有点重合），根据描边端帽(Stroke Cap)的设置，仍然可能产生可见绘制效果：

SkPath path;
path.moveTo(50, 50);
path.lineTo(50, 50);  // 零长度线段

// 设置圆形端帽，零长度线段会显示为点
paint.setStrokeCap(SkPaint::kRound_Cap);

路径的高效复制

SkPath实现了写时复制(Copy-On-Write)优化：

• 路径复制时不立即复制内容
• 只有在修改时才会创建副本
• 减少内存使用并提高性能

实际应用建议

1. 重用路径对象：避免频繁创建和销毁路径，尽量重用现有对象
2. 合理使用闭合：需要形成封闭区域时记得调用close()
3. 注意填充类型：根据需求选择合适的填充规则
4. 利用高级组件：优先使用addCircle等高级方法而非手动构建
5. 性能优化：复杂路径考虑使用PathEffect进行优化

通过掌握SkPath的这些特性和使用技巧，开发者可以在Skia中高效地实现各种复杂的二维图形绘制需求。