android 通过操作像素来实现水波效果（外加四个经典的android面试题）

本文来自安卓航班网

在工程代码中找到GameView.java文件。在Android中，每一个图像像素通过一个4字节整数来展现：最高位字节用作alpha通道，接下来的事Red，依次类推，接下来的两个字节对应实现Green和Bule。

要达到现实的水波效果比较难，这里一切从简了。

先 复习一下物理学。在一滩平静的水面（所有点的振幅为0），扔上一个半径为r的圆形石头，则第一时间水面上被石头打到的那部分水就会往下沉（振幅变为负）。 然后，每一个被打到的点都会把这刚刚获取的能量往四周扩散（在这个例子中，假设只有上下左右四个方向的点受到中心的影响，说了一切从简的），同时，由于扩 散的过程当中的能量损失，振幅会变得越来越小，直至整个水面恢复平静。

折 射，在一张背景图片模拟水波效果的重点在于模拟水波的折射效果。出现水波的时候，相邻两个点之间的高度不一致，出现了一定的高度差，假定我们从正上方看这 个水波，这个高度差就会产生一个折射效果，即我们看到的点应该在实际位置的偏下位置。一切从简的话，这个位置偏移多少就直接由这个高度差来决定算了。就简 单模拟一下，其实运行之后的效果也不是那么的差。

一段段代码的分析：

buf1和buf2分别用来存储一个像素点在一次渲染前和渲染后的振幅，BitMap1，BitMap2用来存储获得的图片像素

   扔石头，如上所述

则第一时间水面上被石头打到的那部分水就会往下沉（振幅变为负）。

1. void DropStone(int x,// x坐标
2. int y,// y坐标
3. int stonesize,// 波源半径
4. int stoneweight)// 波源能量
5. {
6. for (int posx = x - stonesize; posx < x + stonesize; posx++)
7. for (int posy = y - stonesize; posy < y + stonesize; posy++)
8. if ((posx - x) * (posx - x) + (posy - y) * (posy - y) < stonesize
9. * stonesize)
10. buf1[BACKWIDTH * posy + posx] = (short) -stoneweight;
11. }
12. 这一段则是现实扩散的过程。buf2为扩散之后的振幅，由于只考虑上下左右四个方向对中心振幅的影响，那么影响一个点在一次扩散之后的振幅为四周的振幅和 自己上一次的振幅。四周的影响假定相同。设X为中心处得振幅，上下左右振幅为X1，X2，X3，X4，X’为一次扩散之后的振幅则
    X’
    =(X1 +X2+X3+X4)*a+X*b。 这个扩散是相对的，四个方向同样要受到中心点的影响，非常粗虐的计算，根据能量守恒，同时把这个局部当做整体（忽略边缘）
    X+
    X1 + X2
    + X3 +X4=X'+X1'  +X2'
    + X3' + X4'。代入之后得出结果  4a+b=1。取一组合理的解为a=1/2，b=-1。为了提高效率,将除以2变成移位。得到新的振幅之后，执行衰减。

1. void RippleSpread() {
2. for (int i = BACKWIDTH; i < BACKWIDTH * BACKHEIGHT - BACKWIDTH; i++) {
3. // 波能扩散
4. buf2[i] = (short) (((buf1[i - 1] + buf1[i + 1]
5. + buf1[i - BACKWIDTH] + buf1[i + BACKWIDTH]) >> 1) - buf2[i]);
6. // 波能衰减
7. buf2[i] -= buf2[i] >> 5;
8. }
9. // 交换波能数据缓冲区
10. short[] ptmp = buf1;
11. buf1 = buf2;
12. buf2 = ptmp;
13. }
14. 扩散一次之后，则根据相邻像素点之间的高度差（即振幅差）计算出偏移量Xoff和Yoff，上面说过的，偏移就直接等于高度差算了，一切从简。然后将偏移加到具体的像素里头，新的像素为原来的像素加上偏移之后的像素。
15. 1. /* 渲染你水纹效果 */
    2. void render() {
    3. int xoff, yoff;
    4. int k = BACKWIDTH;
    5. for (int i = 1; i < BACKHEIGHT - 1; i++) {
    6. for (int j = 0; j < BACKWIDTH; j++) {
    7. // 计算偏移量
    8. xoff = buf1[k - 1] - buf1[k + 1];
    9. yoff = buf1[k - BACKWIDTH] - buf1[k + BACKWIDTH];
    10. // 判断坐标是否在窗口范围内
    11. if ((i + yoff) < 0) {
    12. k++;
    13. continue;
    14. }
    15. if ((i + yoff) > BACKHEIGHT) {
    16. k++;
    17. continue;
    18. }
    19. if ((j + xoff) < 0) {
    20. k++;
    21. continue;
    22. }
    23. if ((j + xoff) > BACKWIDTH) {
    24. k++;
    25. continue;
    26. }
    27. // 计算出偏移象素和原始象素的内存地址偏移量
    28. int pos1, pos2;
    29. pos1 = BACKWIDTH * (i + yoff) + (j + xoff);
    30. pos2 = BACKWIDTH * i + j;
    31. Bitmap2[pos2++] = Bitmap1[pos1++];
    32. k++;
    33. }
    34. }
    35. }
    36. 最后，把这些加到线程里头，DropStone方法在onKeyUp事件中调用,线程绘图了，每过50ms就扩撒一次，直至水面平静。
    37. 1. public void run() {
        2. while (!Thread.currentThread().isInterrupted()) {
        3. try {
        4. Thread.sleep(50);
        5. } catch (InterruptedException e) {
        6. Thread.currentThread().interrupt();
        7. }
        8. RippleSpread();
        9. render();
        10. // 使用postInvalidate可以直接在线程中更新界面
        11. postInvalidate();
        12. }
        13. }
        14. 知名公司java面试题之一
            http://www.apkway.com/forum.php?mod=viewthread&tid=1913&extra=page%3D1
            Android企业面试题
            http://www.apkway.com/forum.php?mod=viewthread&tid=1914&extra=page%3D1
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            http://www.apkway.com/forum.php?mod=viewthread&tid=1915&extra=page%3D1
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            http://www.apkway.com/forum.php?mod=viewthread&tid=1916&extra=page%3D1