[Android]自定义绘制一个简易的音频条形图，附上对MP3音频波形数据的采集与展现

在项目中需要到数据统计的地方，往往都需要到一些图的展示，比如曲线图、折线图、饼状图、圆形图、条形图等等。在本文中我们来实现一个简易的条形图的绘制。

首先，我们创建一个BarGraphView类，让这个类继承自View，一般重写View都必须重写View的一参构造方法和二参构造方法，如下：

public class BarGraphView extends View {public BarGraphView(Context context) {super(context);}public BarGraphView(Context context, @Nullable AttributeSet attrs) {super(context, attrs);}}

其次，绘制的过程在于onDraw方法的回调，我们重写这个方法，来绘制条形图：

 @Overrideprotected void onDraw(Canvas canvas) {Log.i("bar","onDraw");super.onDraw(canvas);Random random = new Random();rectWidth = canvas.getWidth()/barCount;for (int i = 0;i<barCount;i++){//生成0-99的随机数，作为高度的百分比，得出一个随机高度int currentHeight = (random.nextInt(10))*canvas.getHeight()/100;Log.i("bar","currentHeight:"+currentHeight);canvas.drawRect(rectWidth*i+offset,currentHeight,rectWidth*(i+1),getHeight(),mPaint);}postInvalidateDelayed(speed);}

上文代码中，我们先通过canvas.getWidth()/barCount;计算出每个条形的宽度，而高度则是随机取出总高度的百分比。
最后调用canvas.drawRect(rectWidth*i+offset,currentHeight,rectWidth*(i+1),getHeight(),mPaint);

Canvas代表一个画板，他可以画出很图案，比如条形图其实就是一个个矩形组成的，那么我们利用drawRect可以画出一个矩形来作为一个条形。

在drawRect方法中五个参数分别代表着：left、top，right、bottom，画笔。

其实也就是左上顶点坐标（left，top）和一个右下顶点的坐标来确定一个矩形（right，bottom）
我们用rectWidth*i+offset,来定义矩形的left，用随机数来定义矩形的top，用计算出的宽度来定义矩形的right，用总体高度来定义矩形的bottm。

而第五个参数Paint，代表着一个画笔，有画板了，也知道要画什么，但也得有个笔来画才能展现出来是吧，所以我们增加一个init方法来定义一个Paint变量，让构造方法调用这个init方法：

    private void init(){mPaint = new Paint();mPaint.setColor(getResources().getColor(R.color.colorAccent));mPaint.setStyle(Paint.Style.FILL);}

这里为了简单，我们只是把画笔定义为默认的colorAccent颜色。

在onDraw方法的最后调用postInvalidateDelayed(speed);来刷新，模拟一个条形图动态变化的效果，调用postInvalidateDelayed时View会再回调onDraw方法。

然后，我们提供几个设置的方法：

    public void setBarCount(int barCount) {this.barCount = barCount;}public void setOffset(int offset) {this.offset = offset;}public void setSpeed(int speed) {this.speed = speed;}

好了，一个简易的条形图就已经初具规模了。通常我们为了更为直观的看到一个效果，会把条形图的条形设置成一个颜色渐变的效果，怎么做呢？

可以重写View的onSizeChanged方法，在该方法中，我们利用LinearGradient这个颜色渐变的类来装入画笔：

@Overrideprotected void onSizeChanged(int w, int h, int oldw, int oldh) {super.onSizeChanged(w, h, oldw, oldh);LinearGradient linearGradient = new LinearGradient(0,0,rectWidth,getHeight(),Color.RED,Color.GREEN, Shader.TileMode.CLAMP);mPaint.setShader(linearGradient);}

代码很简单，我们只是创建一个LinearGradient对象，对象的前面四个参数代表着两个坐标，也就是从（x1，y1）到（x2，y2）的渐变过程，我们让起点坐标都定位0，然后让终点坐标设置为条形图的最高点。第五个参数表示起始颜色，第六个颜色表示终止颜色，我们分别用红和绿，来表示一个绿到红的渐变过程。最后一个参数Shader.TileMode.CLAMP表示如果着色器超出原始边界范围，会复制边缘颜色。最后我们把创建出来的LinearGradient对象装入画笔，就实现一个条形图的渐变效果了。

到这里，我们就已经完成了一个简易条形图的制作了，另外一个不得不说的点是，由于我们是继承自View,默认View的warp_content模式是填充父布局，也就是跟match_content一样的效果了，那么我们可以来设置一个值，使得如果定义属性为warp_content的话，则有一个默认的值。

我们重写onMeasure方法，而其实onMeasure方法中，默认就是调用setMeasuredDimension方法，所以我们可以直接把自定义好的宽高值传递给setMeasuredDimension。

我们定义一个宽度的测量：

  private int measureWidth(int widthMeasureSpec){int width;int spacMode = MeasureSpec.getMode(widthMeasureSpec);int size = MeasureSpec.getSize(widthMeasureSpec);if(spacMode==MeasureSpec.EXACTLY){width = size;}else {width = 300;if(spacMode==MeasureSpec.AT_MOST){width = Math.min(width,size);}}Log.i("bar","width:"+width);return width;}

在Android中，采用了一个int数值来代表一个测量值，用高二位来代表测量的模式，其余位数代表测量的数值。利用MeasureSpec的getMode和getSize方法我们很容易得到这两个数值。

当我们定义宽或高是match_content或者给定了一个确切的数值的话，则模式就是MeasureSpec.EXACTLY，否则就是MeasureSpec.AT_MOST。其实还有个MeasureSpec.UNSPECIFIED，表示空间不受限制，一般View里面不用到这个属性。如果我们设置为warp_content的话则模式就是MeasureSpec.AT_MOST，我们进行判断，取出一个最小值作为默认包裹的大小。
另外再定义一个高度的测量，写法几乎一致：

private int measureHeight(int heightMeasureSpec){int height;int spacMode = MeasureSpec.getMode(heightMeasureSpec);int size = MeasureSpec.getSize(heightMeasureSpec);if(spacMode==MeasureSpec.EXACTLY){height = size;}else {height = 300;if(spacMode==MeasureSpec.AT_MOST){height = Math.min(height,size);}}Log.i("bar","height:"+height);return height;}

最后我们在onMeasure方法中，这样子写：

  @Overrideprotected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {setMeasuredDimension(measureWidth(widthMeasureSpec), measureHeight(heightMeasureSpec));}

好了，我们来测试一下，创建一个Activity：

public class BarGraphActivity extends AppCompatActivity {@Overrideprotected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {super.onCreate(savedInstanceState);setContentView(R.layout.activity_bar_graph);BarGraphView view = (BarGraphView) findViewById(R.id.bargraph);view.setOffset(10);view.setSpeed(300);//设置间隔刷新速度view.setBarCount(20);//设置条形图的数量｝｝

在布局里面定义：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"xmlns:app="http://schemas.android.com/apk/res-auto"xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"android:layout_width="match_parent"android:layout_height="match_parent"android:layout_margin="15dp"tools:context="com.example.qyz.BarGraphActivity">
<com.example.qyz.BarGraphView
    android:id="@+id/bargraph"android:layout_width="match_parent"android:layout_height="wrap_content" /></LinearLayout>

然后运行，截图如下：

这样子我们的一个简易条形图就制作完毕了。
最后贴出BarGraphView的代码：

public class BarGraphView extends View {private  int barCount =30;//条形的数量private int rectWidth = 15;//条形的宽度private int offset = 10;private int speed = 300;Paint mPaint;public BarGraphView(Context context) {super(context);init();}public BarGraphView(Context context, @Nullable AttributeSet attrs) {super(context, attrs);init();}private void init(){mPaint = new Paint();mPaint.setColor(getResources().getColor(R.color.colorAccent));mPaint.setStyle(Paint.Style.FILL);}public void setBarCount(int barCount) {this.barCount = barCount;}public void setOffset(int offset) {this.offset = offset;}public void setSpeed(int speed) {this.speed = speed;}@Overrideprotected void onDraw(Canvas canvas) {Log.i("bar","onDraw");super.onDraw(canvas);Random random = new Random();rectWidth = canvas.getWidth()/barCount;for (int i = 0;i<barCount;i++){//生成0-99的随机数，作为高度的百分比，得出一个随机高度int currentHeight = (random.nextInt(100))*canvas.getHeight()/100;Log.i("bar","currentHeight:"+currentHeight);canvas.drawRect(rectWidth*i+offset,currentHeight,rectWidth*(i+1),getHeight(),mPaint);}postInvalidateDelayed(speed);}@Overrideprotected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {setMeasuredDimension(measureWidth(widthMeasureSpec), measureHeight(heightMeasureSpec));}private int measureWidth(int widthMeasureSpec){int width;int spacMode = MeasureSpec.getMode(widthMeasureSpec);int size = MeasureSpec.getSize(widthMeasureSpec);if(spacMode==MeasureSpec.EXACTLY){width = size;}else {width = 300;if(spacMode==MeasureSpec.AT_MOST){width = Math.min(width,size);}}Log.i("bar","width:"+width);return width;}private int measureHeight(int heightMeasureSpec){int height;int spacMode = MeasureSpec.getMode(heightMeasureSpec);int size = MeasureSpec.getSize(heightMeasureSpec);if(spacMode==MeasureSpec.EXACTLY){height = size;}else {height = 300;if(spacMode==MeasureSpec.AT_MOST){height = Math.min(height,size);}}Log.i("bar","height:"+height);return height;}@Overrideprotected void onSizeChanged(int w, int h, int oldw, int oldh) {super.onSizeChanged(w, h, oldw, oldh);LinearGradient linearGradient = new LinearGradient(0,0,rectWidth,getHeight(),Color.RED,Color.GREEN, Shader.TileMode.CLAMP);mPaint.setShader(linearGradient);}
}

为了一个真实效果，我们来接入实际MP3的波形音频，让条形图显示MP3的波形数值，

怎么得到mp3的波形数值呢？可以利用Visualizer类来进行采集，这部分代码我直接贴出来，在相关代码处已经做了注释：

public class BarGraphActivity extends AppCompatActivity {// 定义播放声音的MediaPlayerprivate MediaPlayer mPlayer;Visualizer mVisualizer;WaveView waveView;@Overrideprotected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {super.onCreate(savedInstanceState);setContentView(R.layout.activity_bar_graph);waveView = (WaveView) findViewById(R.id.bargraph);waveView.setOffset(10);mPlayer = MediaPlayer.create(this, R.raw.demo);setupVisualizer();// 开发播放音乐mPlayer.start();}/*** 初始化频谱*/private void setupVisualizer(){// 以MediaPlayer的AudioSessionId创建Visualizer// 显示该MediaPlayer播放的MP3音频数据mVisualizer = new Visualizer(mPlayer.getAudioSessionId());//设置数据采样值，一般为2的指数倍，如64,128,256,512,1024。mVisualizer.setCaptureSize(Visualizer.getCaptureSizeRange()[0]);/*** listener，监听采样过程*rate， 采样的周期，即隔多久采样一次*iswave，波形信号*isfft，是FFT信号*/mVisualizer.setDataCaptureListener(new Visualizer.OnDataCaptureListener(){//采集快速傅里叶变换有关的数据@Overridepublic void onFftDataCapture(Visualizer visualizer,byte[] fft, int samplingRate){}//采集波形数据@Overridepublic void onWaveFormDataCapture(Visualizer visualizer,byte[] waveform, int samplingRate){waveView.update(waveform);Log.i("bar","onWaveFormDataCapture length:"+waveform.length);}}, Visualizer.getMaxCaptureRate() / 5, true, false);//必须设置为true后，采集工作才会开始mVisualizer.setEnabled(true);}
}

因为我们在上文的数值都是写死成随机的，我们复制BarGraphView重命名为：WaveView，把onDraw方法的代码改为如下：

    @Overrideprotected void onDraw(Canvas canvas) {Log.i("bar","onDraw");super.onDraw(canvas);if(data==null)return;rectWidth = canvas.getWidth()*3/data.length;for (int i = 0,j=0;j<data.length;i++,j+=3){int currentHeight = (int) (getHeight()*((data[i]+128)/256.0));canvas.drawRect(rectWidth*i+offset,currentHeight,rectWidth*(i+1),getHeight(),mPaint);}}

由于数据比较多，我们把采集到的byte数组数据，128个采集值每3个显示一个出来。

最后，还要申请一下权限：

<uses-permission android:name="android.permission.RECORD_AUDIO"></uses-permission><uses-permission android:name="android.permission.MODIFY_AUDIO_SETTINGS"></uses-permission>

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