这期是 HenCoder 自定义绘制的第 1-6 期:属性动画 Property Animation(上手篇)

如果你没听说过 HenCoder,可以先看看这个:
HenCoder:给高级 Android 工程师的进阶手册

简介

前几期发布后,经常在回复里看到有人问我什么时候讲动画。本来我是不打算讲动画的,因为动画其实不算是自定义 View 的内容。但后来考虑了一下,动画在自定义 View 的开发中也起着很重要的作用,有的时候你对动画的了解不够,就难以实现一些自定义 View 的效果。

于是决定:加两期,讲动画!

不过并不是所有的动画都讲,我要讲的是属性动画。 Android 里动画是有一些分类的:动画可以分为两类:Animation 和 Transition;其中 Animation 又可以再分为 View Animation 和 Property Animation 两类: View Animation 是纯粹基于 framework 的绘制转变,比较简单,如果你有兴趣的话可以上网搜一下它的用法;Property Animation,属性动画,这是在 Android 3.0 开始引入的新的动画形式,不过说它新只是相对的,它已经有好几年的历史了,而且现在的项目中的动画 99% 都是用的它,极少再用到 View Animation 了。属性动画不仅可以使用自带的 API 来实现最常用的动画,而且通过自定义 View 的方式来做出定制化的动画。除了这两种 Animation,还有一类动画是 Transition。 Transition 这个词的本意是转换,在 Android 里指的是切换界面时的动画效果,这个在逻辑上要复杂一点,不过它的重点是在于切换而不是动画,所以它也不是这次要讨论的内容。这次的内容只专注于一点:

Property Animation(属性动画)。在这一期我就基于前面几期讲过的自定义绘制,这一个自定义 View 的分支,来说一下属性动画的原理以及使用。

讲解

复杂的东西用文字很难讲清楚,所以每次遇到难讲的内容我都会选择上视频,这期也不例外。

话说做视频太费精力和时间了,这期的视频竟然做了两周。以后一定要控制住自己,少做视频,不然怕会掉头发。

(如果你是手机看的,可以点这里去 B 站看视频)

下面是讲义部分。强烈建议你看完上面的视频再看下面的内容,不然可能会遭遇理解障碍。

ViewPropertyAnimator

使用方式:View.animate() 后跟 translationX() 等方法,动画会自动执行。

view.animate().translationX(500);  

具体可以跟的方法以及方法所对应的 View 中的实际操作的方法如下图所示:

从图中可以看到, View 的每个方法都对应了 ViewPropertyAnimator 的两个方法,其中一个是带有 -By 后缀的,例如,View.setTranslationX() 对应了 ViewPropertyAnimator.translationX()ViewPropertyAnimator.translationXBy() 这两个方法。其中带有 -By() 后缀的是增量版本的方法,例如,translationX(100) 表示用动画把 ViewtranslationX 值渐变为 100,而 translationXBy(100) 则表示用动画把 ViewtranslationX 值渐变地增加 100。l

这些方法的效果都简单易懂,而且视频里也有简单的演示,所以就不放示例图了。如果你想看,可以去下面的练习项目。(最好顺便也练一下代码)

ObjectAnimator

使用方式:

  1. 如果是自定义控件,需要添加 setter / getter 方法;
  2. ObjectAnimator.ofXXX() 创建 ObjectAnimator 对象;
  3. start() 方法执行动画。
public class SportsView extends View {  

    float progress = 0;

    ......

    // 创建 getter 方法
    public float getProgress() {
        return progress;
    }

    // 创建 setter 方法
    public void setProgress(float progress) {
        this.progress = progress;
        invalidate();
    }

    @Override
    public void onDraw(Canvas canvas) {
        super.onDraw(canvas);

        ......

        canvas.drawArc(arcRectF, 135, progress * 2.7f, false, paint);

        ......
    }
}

......

// 创建 ObjectAnimator 对象
ObjectAnimator animator = ObjectAnimator.ofFloat(view, "progress", 0, 65);  
// 执行动画
animator.start();  

通用功能

1. setDuration(int duration) 设置动画时长

单位是毫秒。

// imageView1: 500 毫秒
imageView1.animate()  
        .translationX(500)
        .setDuration(500);

// imageView2: 2 秒
ObjectAnimator animator = ObjectAnimator.ofFloat(  
        imageView2, "translationX", 500);
animator.setDuration(2000);  
animator.start();  

2. setInterpolator(Interpolator interpolator) 设置 Interpolator

视频里已经说了, Interpolator 其实就是速度设置器。你在参数里填入不同的 Interpolator ,动画就会以不同的速度模型来执行。

// imageView1: 线性 Interpolator,匀速
imageView1.animate()  
        .translationX(500)
        .setInterpolator(new LinearInterpolator());

// imageView: 带施法前摇和回弹的 Interpolator
ObjectAnimator animator = ObjectAnimator.ofFloat(  
        imageView2, "translationX", 500);
animator.setInterpolator(new AnticipateOvershootInterpolator());  
animator.start();  

简单介绍一下每一个 Interpolator

AccelerateDecelerateInterpolator

先加速再减速。这是默认的 Interpolator,也就是说如果你不设置的话,那么动画将会使用这个 Interpolator

视频里已经说过了,这个是一种最符合现实中物体运动的 Interpolator,它的动画效果看起来就像是物体从速度为 0 开始逐渐加速,然后再逐渐减速直到 0 的运动。它的速度 / 时间曲线以及动画完成度 / 时间曲线都是一条正弦 / 余弦曲线(这句话看完就忘掉就行,没用)。具体的效果如下:

好像不太看得出来加速减速过程?你就将就着看吧,毕竟 gif 不是视频,要啥自行车啊。

用途:就像上面说的,它是一种最符合物理世界的模型,所以如果你要做的是最简单的状态变化(位移、放缩、旋转等等),那么一般不用设置 Interpolator,就用这个默认的最好。

LinearInterpolator

匀速。

匀速就不用解释了吧?直接上效果:

AccelerateInterpolator

持续加速。

在整个动画过程中,一直在加速,直到动画结束的一瞬间,直接停止。

别看见它加速骤停就觉得这是个神经病模型哦,它很有用的。它主要用在离场效果中,比如某个物体从界面中飞离,就可以用这种效果。它给人的感觉就会是「这货从零起步,加速飞走了」。到了最后动画骤停的时候,物体已经飞出用户视野,看不到了,所以他们是并不会察觉到这个骤停的。

DecelerateInterpolator

持续减速直到 0。

动画开始的时候是最高速度,然后在动画过程中逐渐减速,直到动画结束的时候恰好减速到 0。

它的效果和上面这个 AccelerateInterpolator 相反,适用场景也和它相反:它主要用于入场效果,比如某个物体从界面的外部飞入界面后停在某处。它给人的感觉会是「咦飞进来个东西,让我仔细看看,哦原来是 XXX」。

AnticipateInterpolator

先回拉一下再进行正常动画轨迹。效果看起来有点像投掷物体或跳跃等动作前的蓄力。

如果是图中这样的平移动画,那么就是位置上的回拉;如果是放大动画,那么就是先缩小一下再放大;其他类型的动画同理。

这个 Interpolator 就有点耍花样了。没有通用的适用场景,根据具体需求和设计师的偏好而定。

OvershootInterpolator

动画会超过目标值一些,然后再弹回来。效果看起来有点像你一屁股坐在沙发上后又被弹起来一点的感觉。

AnticipateInterpolator 一样,这是个耍花样的 Interpolator,没有通用的适用场景。

AnticipateOvershootInterpolator

上面这两个的结合版:开始前回拉,最后超过一些然后回弹。

依然耍花样,不多解释。

BounceInterpolator

在目标值处弹跳。有点像玻璃球掉在地板上的效果。

耍花样 +1。

CycleInterpolator

这个也是一个正弦 / 余弦曲线,不过它和 AccelerateDecelerateInterpolator 的区别是,它可以自定义曲线的周期,所以动画可以不到终点就结束,也可以到达终点后回弹,回弹的次数由曲线的周期决定,曲线的周期由 CycleInterpolator() 构造方法的参数决定。

参数为 0.5f:

参数为 2f:

PathInterpolator

自定义动画完成度 / 时间完成度曲线。

用这个 Interpolator 你可以定制出任何你想要的速度模型。定制的方式是使用一个 Path 对象来绘制出你要的动画完成度 / 时间完成度曲线。例如:

Path interpolatorPath = new Path();

...

// 匀速
interpolatorPath.lineTo(1, 1);  

Path interpolatorPath = new Path();

...

// 先以「动画完成度 : 时间完成度 = 1 : 1」的速度匀速运行 25%
interpolatorPath.lineTo(0.25f, 0.25f);  
// 然后瞬间跳跃到 150% 的动画完成度
interpolatorPath.moveTo(0.25f, 1.5f);  
// 再匀速倒车,返回到目标点
interpolatorPath.lineTo(1, 1);  

你根据需求,绘制出自己需要的 Path,就能定制出你要的速度模型。

不过要注意,这条 Path 描述的其实是一个 y = f(x) (0 ≤ x ≤ 1) (y 为动画完成度,x 为时间完成度)的曲线,所以同一段时间完成度上不能有两段不同的动画完成度(这个好理解吧?因为内容不能出现分身术呀),而且每一个时间完成度的点上都必须要有对应的动画完成度(因为内容不能在某段时间段内消失呀)。所以,下面这样的 Path 是非法的,会导致程序 FC:

出现重复的动画完成度,即动画内容出现「分身」——程序 FC

有一段时间完成度没有对应的动画完成度,即动画出现「中断」——程序 FC

除了上面的这些,Android 5.0 (API 21)引入了三个新的 Interpolator 模型,并把它们加入了 support v4 包中。这三个新的 Interpolator 每个都和之前的某个已有的 Interpolator 规则相似,只有略微的区别。

FastOutLinearInInterpolator

加速运动。

这个 Interpolator 的作用你不能看它的名字,一会儿 fast 一会儿 linear 的,完全看不懂。其实它和 AccelerateInterpolator 一样,都是一个持续加速的运动路线。只不过 FastOutLinearInInterpolator 的曲线公式是用的贝塞尔曲线,而 AccelerateInterpolator 用的是指数曲线。具体来说,它俩最主要的区别是 FastOutLinearInInterpolator 的初始阶段加速度比 AccelerateInterpolator 要快一些。

FastOutLinearInInterpolator

AccelerateInterpolator

能看出它俩的区别吗?

能看出来就怪了。这俩的速度模型几乎就是一样的,不信我把它们的动画完成度 / 时间完成度曲线放在一起给你看:

看到了吗?两条线几乎是一致的,只是红线比绿线更早地到达了较高的斜率,这说明在初始阶段,FastOutLinearInInterpolator 的加速度比 AccelerateInterpolator 更高。

那么这意味着什么呢?

意味个毛。实际上,这点区别,在实际应用中用户根本察觉不出来。而且,AccelerateInterpolator 还可以在构造方法中调节变速系数,分分钟调节到和 FastOutLinearInInterpolator (几乎)一模一样。所以你在使用加速模型的时候,这两个选哪个都一样,没区别的。

那么既然都一样,我做这么多对比,讲这么些干什么呢?

因为我得让你了解。它俩虽然「用起来没区别」,但这是基于我对它足够了解所做出的判断,可我如果直接甩给你一句「它俩没区别,想用谁用谁,少废话别问那么多」,你心里肯定会有一大堆疑问,在开发时用到它们的时候也会畏畏缩缩心里打鼓的,对吧?

FastOutSlowInInterpolator

先加速再减速。

同样也是先加速再减速的还有前面说过的 AccelerateDecelerateInterpolator,不过它们的效果是明显不一样的。FastOutSlowInInterpolator 用的是贝塞尔曲线,AccelerateDecelerateInterpolator 用的是正弦 / 余弦曲线。具体来讲, FastOutSlowInInterpolator 的前期加速度要快得多

FastOutSlowInInterpolator

AccelerateDecelerateInterpolator

不论是从动图还是从曲线都可以看出,这二者比起来,FastOutSlowInInterpolator 的前期加速更猛一些,后期的减速过程的也减得更迅速。用更直观一点的表达就是,AccelerateDecelerateInterpolator 像是物体的自我移动,而 FastOutSlowInInterpolator 则看起来像有一股强大的外力「推」着它加速,在接近目标值之后又「拽」着它减速。总之,FastOutSlowInterpolator 看起来有一点「着急」的感觉。

二者曲线对比图:

LinearOutSlowInInterpolator

持续减速。

它和 DecelerateInterpolator 比起来,同为减速曲线,主要区别在于 LinearOutSlowInInterpolator 的初始速度更高。对于人眼的实际感觉,区别其实也不大,不过还是能看出来一些的。

LinearOutSlowInInterpolator

DecelerateInterpolator

二者曲线对比:

对于所有 Interpolator 的介绍就到这里。这些 Interpolator,有的较为常用且有通用的使用场景,有的需要你自己来根据情况而定。把它们了解清楚了,对于制作出观感舒服的动画很有好处。

3. 设置监听器

给动画设置监听器,可以在关键时刻得到反馈,从而及时做出合适的操作,例如在动画的属性更新时同步更新其他数据,或者在动画结束后回收资源等。

设置监听器的方法, ViewPropertyAnimatorObjectAnimator 略微不一样: ViewPropertyAnimator 用的是 setListener()setUpdateListener() 方法,可以设置一个监听器,要移除监听器时通过 set[Update]Listener(null) 填 null 值来移除;而 ObjectAnimator 则是用 addListener()addUpdateListener() 来添加一个或多个监听器,移除监听器则是通过 remove[Update]Listener() 来指定移除对象。

另外,由于 ObjectAnimator 支持使用 pause() 方法暂停,所以它还多了一个 addPauseListener() / removePauseListener() 的支持;而 ViewPropertyAnimator 则独有 withStartAction()withEndAction() 方法,可以设置一次性的动画开始或结束的监听。

3.1 ViewPropertyAnimator.setListener() / ObjectAnimator.addListener()

这两个方法的名称不一样,可以设置的监听器数量也不一样,但它们的参数类型都是 AnimatorListener,所以本质上其实都是一样的。 AnimatorListener 共有 4 个回调方法:

3.1.1 onAnimationStart(Animator animation)

当动画开始执行时,这个方法被调用。

3.1.2 onAnimationEnd(Animator animation)

当动画结束时,这个方法被调用。

3.1.3 onAnimationCancel(Animator animation)

当动画被通过 cancel() 方法取消时,这个方法被调用。

需要说明一下的是,就算动画被取消,onAnimationEnd() 也会被调用。所以当动画被取消时,如果设置了 AnimatorListener,那么 onAnimationCancel()onAnimationEnd() 都会被调用。onAnimationCancel() 会先于 onAnimationEnd() 被调用。

3.1.4 onAnimationRepeat(Animator animation)

当动画通过 setRepeatMode() / setRepeatCount()repeat() 方法重复执行时,这个方法被调用。

由于 ViewPropertyAnimator 不支持重复,所以这个方法对 ViewPropertyAnimator 相当于无效。

3.2 ViewPropertyAnimator.setUpdateListener() / ObjectAnimator.addUpdateListener()

和上面 3.1 的两个方法一样,这两个方法虽然名称和可设置的监听器数量不一样,但本质其实都一样的,它们的参数都是 AnimatorUpdateListener。它只有一个回调方法:onAnimationUpdate(ValueAnimator animation)

3.2.1 onAnimationUpdate(ValueAnimator animation)

当动画的属性更新时(不严谨的说,即每过 10 毫秒,动画的完成度更新时),这个方法被调用。

方法的参数是一个 ValueAnimatorValueAnimatorObjectAnimator 的父类,也是 ViewPropertyAnimator 的内部实现,所以这个参数其实就是 ViewPropertyAnimator 内部的那个 ValueAnimator,或者对于 ObjectAnimator 来说就是它自己本身。

ValueAnimator 有很多方法可以用,它可以查看当前的动画完成度、当前的属性值等等。不过 ValueAnimator 是下一期才讲的内容,所以这期就不多说了。

3.3 ObjectAnimator.addPauseListener()

由于 ObjectAnimator.pause() 是下期的内容,所以这个方法在这期就不讲了。当然,如果你有兴趣的话,现在就了解一下也可以。

3.3 ViewPropertyAnimator.withStartAction/EndAction()

这两个方法是 ViewPropertyAnimator 的独有方法。它们和 set/addListener() 中回调的 onAnimationStart() / onAnimationEnd() 相比起来的不同主要有两点:

  1. withStartAction() / withEndAction() 是一次性的,在动画执行结束后就自动弃掉了,就算之后再重用 ViewPropertyAnimator 来做别的动画,用它们设置的回调也不会再被调用。而 set/addListener() 所设置的 AnimatorListener 是持续有效的,当动画重复执行时,回调总会被调用。

  2. withEndAction() 设置的回调只有在动画正常结束时才会被调用,而在动画被取消时不会被执行。这点和 AnimatorListener.onAnimationEnd() 的行为是不一致的。

关于监听器,就说到这里。本期内容的讲义部分也到此结束。

练习项目

为了避免转头就忘,强烈建议你趁热打铁,做一下这个练习项目:HenCoderPracticeDraw

下期预告

下期内容是属性动画的进阶篇,主要讲怎样针对特殊类型的属性做动画,以及怎样做复杂的动画。虽然对于很多人来说,这期的内容学完就可以在很多人面前装逼了,但我还是要说,下期的内容学完,你还能更上一层楼。

各位还记得几周之前讲三维旋转时的这个动画么:

等下期内容结束后,这个动画对你将是小意思。(我猜有些人在这期之后就能做出来这个,但下期之后做起来会更轻松。)

感谢

这期做了两周多,腰酸背痛加茶饭不思,感觉快上西天了。

感谢我的厨师:我岳父。每天到了饭点下楼蹭饭、蹭完饭嘴一抹凳子一踢就走的感觉,还真不错。
感谢我的按摩师:我老婆。
感谢我的字幕组:我老婆。
感谢我儿子终于上了幼儿园,不会有事没事就推开我的房门让我陪他玩了。
最后,我再假模假样地感谢一下催更和不催更的各位的耐心或不耐心的等待。

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