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RenderObjects

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RenderObject ツリー

RenderObject ツリーはレイアウト計算と描画コマンド記録を担う低レベル API です。FloatSoda の描画は最終的にすべてこのツリーを通過します。

基本契約

// 最小限のカスタム RenderBox
public class MyRenderBox : RenderBox
{
    public override void PerformLayout()
    {
        Size = Constraints.Constrain(new SKSize(200, 100)); // 制約内に収める
    }

    public override void Paint(PaintingContext context, Offset offset)
    {
        var rect = SKRect.Create(offset.X, offset.Y, Size.Width, Size.Height);
        context.Canvas.DrawRect(rect, new SKPaint { Color = SKColors.Coral });
    }
}
メソッド / プロパティ 役割
Layout(BoxConstraints) フレームワークが呼ぶエントリポイント。制約と RelayoutBoundary を判定し、必要なときだけ PerformLayout() を呼ぶ(オーバーライド不可)
PerformLayout() サブクラスが実装する。Constraints を参照して自身の Size を決定し、子の Layout を呼ぶ
Paint(PaintingContext, Offset) context.Canvas に Skia 描画コマンドを記録する
Size PerformLayout で確定したサイズ(SKSize)
Constraints 直近の Layout で親から渡された BoxConstraints

制約フロー

レイアウトは 制約は下へ・サイズは上へ の原則で動きます。

RenderView (tight 制約: ビューポートサイズ)
  └─ RenderFlex
       ├─ RenderConstrainedBox (追加制約を合成)
       │    └─ RenderColoredBox → size を親に返す
       └─ RenderColoredBox → size を親に返す

BoxConstraints の主なファクトリ:

ファクトリ 意味
BoxConstraints.Tight(w, h) 幅・高さを固定
BoxConstraints.TightFor(width: w) 幅だけ固定、高さはフリー
constraints.Loosen() min を 0 に緩める（子が自由にサイズを決められる）
constraints.Enforce(other) 別の制約で上書き

差分更新(dirty フラグ)

RenderObject は Flutter と同様に 変更があった部分だけを再レイアウト・再ペイント します。プロパティを変更したら MarkNeedsLayout() / MarkNeedsPaint() を呼ぶのが契約です(BuildPipeline の UpdateRenderObject から呼ばれるのが典型)。

MarkNeedsLayout と RelayoutBoundary

MarkNeedsLayout() は自身の NeedsLayout を立て、RelayoutBoundary(自分のサイズ変更が親に影響しない境界。tight 制約を受けたノードなどが該当)まで親方向に伝播します。境界ノードが RenderPipeline.NodesNeedingLayout に登録され、FlushLayout() が Depth 順に LayoutWithoutResize() を呼びます。

MarkNeedsPaint と RepaintBoundary

MarkNeedsPaint() は IsRepaintBoundary == true のノード(現在は RenderView)まで親方向に伝播し、そのノードが RenderPipeline.NodesNeedingPaint に登録されます。FlushPaint() が PaintingContext.RepaintCompositedChild() で再記録します。

いずれの場合も RenderPipeline.RequestVisualUpdate() が呼ばれ、WidgetBinding に「このフレームは描画が必要」と通知されます。変更がないフレームではレイアウトもペイントも実行されません。

PaintingContext とレイヤーツリー

Paint の引数 PaintingContext は Skia のキャンバスを抽象化したものです。ドローコールを記録し、PictureLayer（SKPicture）としてレイヤーツリーに蓄積します。

クリッピングやオパシティを挟む場合は PushClip* / PushOpacity を使います。

// クリップレイヤーを挿入してから子を描画
context.PushClipRect(childOffset, clipRect, Clip.Antialias, (ctx, off) =>
{
    child.Paint(ctx, off);
});

レイヤーツリーは ILayer の階層で構成されます:

レイヤー 役割
ContainerLayer 子レイヤーをまとめるノード
PictureLayer SKPicture（Skia の記録済み描画コマンド）を保持するリーフ
ClipRectLayer / ClipRoundRectLayer / ClipPathLayer 矩形・角丸・パスのクリッピング
OpacityLayer アルファ合成
TransformLayer 変換行列を適用

組み込み RenderObject 一覧

Layout

クラス 説明 主なプロパティ
RenderView ルート。ビューポートサイズの tight 制約を子に渡す Child, Layer
RenderFlex Flex レイアウト（Row/Column の実体） Direction, MainAxisAlignment, CrossAxisAlignment, MainAxisSize, Children
RenderPositionedBox 子をアライメントで配置 Alignment
RenderConstrainedBox 追加の BoxConstraints を子に強制 AdditionalConstraints
RenderProxyBox レイアウト・ペイントを子に委譲するパススルー基底 Child
RenderSiftedBox 子をオフセット付きで配置する基底(Padding 用・PerformLayout 未実装) Child

Painting

クラス 説明 主なプロパティ
RenderColoredBox 単色で塗りつぶし、子をその上に描画 Color (SKColor)
RenderClipRect 矩形でクリップ ClipBehavior
RenderClipRoundRect 角丸矩形でクリップ BorderRadius, ClipBehavior
RenderClipOval 楕円でクリップ ClipBehavior
RenderClipPath カスタム SKPath でクリップ Clipper (CustomClipper<SKPath>), ClipBehavior
RenderAnimatedOpacity IAnimation<double> を購読し、値変化フレームのみ再ペイントして不透明度を適用(→ Animation) Opacity (IAnimation<double>)

Content

クラス 説明 主なプロパティ
RenderParagraph RichText のテキストレイアウト・描画エンジン（Topten.RichTextKit 使用） Text (TextSpan)
RenderImage SKImage を描画 Image (required)

カスタムクリッパーの実装

CustomClipper<SKPath> を継承して GetClip(SKSize) でパスを返します。

// 下端が波打つ形状のクリッパー（ArcClipper を参照）
public class ArcClipper : CustomClipper<SKPath>
{
    public override SKPath GetClip(SKSize size)
    {
        var path = new SKPath();
        path.LineTo(0f, size.Height - 30);
        path.QuadTo(
            new SKPoint(size.Width / 4, size.Height),
            new SKPoint(size.Width / 2, size.Height));
        path.QuadTo(
            new SKPoint(size.Width * 3 / 4, size.Height),
            new SKPoint(size.Width, size.Height - 30));
        path.LineTo(size.Width, 0);
        path.Close();
        return path;
    }

    public override bool ShouldReclip(CustomClipper<SKPath> oldClipper) => false;
}

// 使用
var clipped = new RenderClipPath
{
    Clipper = new ArcClipper(),
    Child = new RenderConstrainedBox
    {
        AdditionalConstraints = BoxConstraints.Tight(300, 300),
        Child = new RenderColoredBox { Color = SKColors.Tomato }
    }
};

RenderPipeline

RenderPipeline は WidgetBinding.DrawFrame() から毎フレーム呼ばれます。dirty なノードのリスト(NodesNeedingLayout / NodesNeedingPaint)を保持し、Flush* で消化します。

pipeline.FlushLayout();  // NodesNeedingLayout を Depth 順に LayoutWithoutResize()
pipeline.FlushPaint();   // NodesNeedingPaint を RepaintCompositedChild() で再記録
var layer = pipeline.RenderView.Layer?.Clone(); // スレッドセーフにコピー

dirty なノードがないフレームでは何も行われません。初回フレームは RenderView.PrepareInitialFrame() がルートを両リストに登録することで全体をレイアウト・ペイントします。

関連ページ

  • BuildPipeline — Widget 側から RenderObject が更新される流れ
  • Architecture — レイヤーツリーとレンダースレッドへの受け渡し
  • WidgetSystem — 各 RenderObject に対応する Widget

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