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Android 动画之属性动画

简介

Android 开发中,总是需要一些动画来优化用户的交互体验,提高用户满意度。因此,Google 为我们提供了一些用于处理动画效果的动画框架。Android 的动画框架分为两类:

  • 传统动画(Animation):通过系统不断调用onDraw方法重绘界面,来达到动画的效果。
  • 属性动画(Animator):通过操纵一个属性的get/set方法,真实地改变目标的某些属性。

传统动画框架的局限性

既然有了传统动画框架,Google 为什么还要创造一个属性动画框架呢?

我们下面举个例子来说明一下传统动画的局限性。

在布局中加入一个 ImageView 和一个 Button,点击 ImageView 后弹出一个 Toast,点击 Button 后使 ImageView 展现一个向右平移的动画效果。

下面是使用传统动画实现的代码:

TranslateAnimation animation = new TranslateAnimation(0,200,0,0);   // 平移动画x轴移动200,y轴不动
animation.setDuration(1000);    // 动画时长
animation.setFillAfter(true);   // 使动画结束后停留在结束的位置
mIvPicture.startAnimation(animation);

运行后,ImageView 确实进行了我们预期的平移的效果。可是当我们尝试点击 ImageView 当前的位置时,却没有 Toast 弹出。我们再尝试去点击 ImageView 开始动画前的位置,却成功弹出了 Toast。

这就是传统动画很大的局限性:

  • 它仅仅是重绘了控件,改变了其显示的位置。但真正事件响应的位置,却并没有发生改变。因此传统动画不适合做具有交互的动画效果。仅仅能做一些显示的动画效果
  • 传统动画是不断通过 onDraw() 方法重绘界面,必然会十分耗费GPU资源。
  • 传统动画所支持的动画类型少,仅有 旋转、缩放、位移、透明度 这四种动画效果。虽然通过组合可以实现丰富的效果,但相比直接通过改变属性来实现的属性动画来说,还是有很大的局限性的。

因此,Google 为我们提供了一套全新的属性动画框架,来让我们实现更丰富的动画效果。

ObjectAnimator

ObjectAnimator 是属性动画中,最简单也最常用的一个对象。

实现 Animation 框架的功能

平移

前文提到的使 ImageVIew 向右平移 200 像素的动画效果,使用属性动画只需要很简单的几句代码即可实现:

ObjectAnimator.ofFloat(mIvPicture,"translationX",0F,200F)
        .setDuration(1000)
        .start();

我们来分析一下这一句代码。我们调用了ofFloat代码,并传入三个参数。

​ 第一个参数是动画需要操纵的目标,在这里是我们的 ImageView。

​ 第二个参数是所需要操纵的目标所具备的属性名称。

​ 第三个参数是这个动画变化的取值范围。

最后设置一下它的动画的属性,便可以 start 了。

这次我们再次点击 ImageView 目前的位置,成功地弹出了 Toast。这证实了属性动画是通过改变物体的属性来达到动画效果的理论。

当我们需要改变 y 坐标时,只需要把 "translationX" 变为 "translationY" 即可。

其实 ,只要Google对一个对象的某个属性提供了get和set方法,我们就可以使用这个属性来实现动画效果

其实我们还能用 X Y 两个属性实现之前的动画效果,那么对象属性中 X 的 Y 与 translationX translationY 有什么区别呢?

  • translationX translationY指的是物体的偏移量,而X Y则表示它最终到达的绝对位置。

旋转

旋转属性使用的是 "rotation" 属性,后面的变换范围的单位是角度。

比如想让 ImageView 旋转90度,只需要

ObjectAnimator.ofFloat(mIvPicture,"rotation",0F,90F)
        .setDuration(1000)
        .start();

其他

其实属性动画能操纵的属性,只要具有 set、get 方法,都可以进行操纵。如 scaleX、scaleY 等等...

插值器

Android 为我们内置了插值器,使我们的动画更为自然。比如可以让我们的平移动画像物体的重力加速度由快到慢的 Accelerate 等等

Android中内置了七种插值器,分别是

  • Accelerate
  • Decelerate
  • Accelerate/Decelerate
  • Anticipate
  • Overshoot
  • Anticipate/Overshoot
  • Bounce

要应用插值器,可以调用 ObjectAnimator 的 setInterpolator 方法, new 出对应的插值器作为参数(xxxInterpolator)。比如下面这段代码:

animator.setInterpolator(new AccelerateInterpolator());

通过插值器,我们可以让动画的效果更佳自然。

多种属性动画同时作用

当我们把几种动画按顺序写下时,运行程序,会发现效果是三种属性动画的叠加。由此可以发现,属性动画在调用 start 方法后,实际上是一个异步的过程。因此我们就可以看到三个属性动画同时作用的效果。通过这样的方法,其实就可以实现多种属性动画同时作用的效果:

ObjectAnimator.ofFloat(mIvPicture,"translationX",0F,200F).setDuration(1000).start();
ObjectAnimator.ofFloat(mIvPicture,"rotationX",0F,360F).setDuration(1000).start();
ObjectAnimator.ofFloat(mIvPicture,"translationY",0F,200F).setDuration(1000).start();

其实 Google 为我们提供了更好的方法,来实现这样的效果。

我们可以使用 PropertyValuesHolder 来实现。其构造函数仅仅比 ObjectAnimator 少了一个作用对象参数。之后通过ObjectAnimator 的 ofPropertyValuesHolder 方法,传入作用对象以及要同时作用的 PropertyValuesHolder 即可执行。可以看到下面的代码示例:

PropertyValuesHolder p1 = PropertyValuesHolder.ofFloat("translationX",0F,200F);
PropertyValuesHolder p2 = PropertyValuesHolder.ofFloat("rotationX",0F,360F);
PropertyValuesHolder p3 = PropertyValuesHolder.ofFloat("translationY",0F,200F);
ObjectAnimator.ofPropertyValuesHolder(mIvPicture,p1,p2,p3).setDuration(1000).start();

运行后可以发现,与之前的效果是相同的。

那既然两种方法效果一样,这样相比之前有什么好处么?

  • 其实 Google 在 PropertyValuesHolder 内部进行了一些优化,使得我们使用多个属性动画时更加有效率,节省系统资源。

AnimatorSet 属性集合

playTogether 方法

我们其实还可以通过 AnimatorSet,来实现同样的效果。这里我们调用了 set 的 playTogether 方法,使得这些方法同时执行:

AnimatorSet set = new AnimatorSet();
ObjectAnimator animator1 = ObjectAnimator.ofFloat(mIvPicture, "translationX", 0F, 200F);
ObjectAnimator animator2 = ObjectAnimator.ofFloat(mIvPicture, "rotationX", 0F, 360F);
ObjectAnimator animator3 = ObjectAnimator.ofFloat(mIvPicture, "translationY", 0F, 200F);
set.playTogether(animator1,animator2,animator3);
set.setDuration(1000);
set.start();

playSequentially方法

除了 playTogether 方法外,AnimatorSet 还提供了 playSequentially 方法,它可以使得动画按顺序执行。具体顺序取决于调用时的参数顺序。

AnimatorSet set = new AnimatorSet();
ObjectAnimator animator1 = ObjectAnimator.ofFloat(mIvPicture, "translationX", 0F, 200F);
ObjectAnimator animator2 = ObjectAnimator.ofFloat(mIvPicture, "rotationX", 0F, 360F);
ObjectAnimator animator3 = ObjectAnimator.ofFloat(mIvPicture, "translationY", 0F, 200F);
set.playSequentially(animator1,animator2,animator3);
set.setDuration(1000);
set.start();

play 与 with、after 方法

我们除了可以用上述方法来让动画按顺序执行外,也可以通过 AnimatorSet 的 play、with、after、before 等方法相组合来控制动画播放关系。

例如如下的代码就可以实现先平移,再旋转的效果

set.play(animator1).with(animator3);
set.play(animator2).after(animator1);

动画监听事件

通过下面的代码,我们可以实现按钮按下后渐隐的效果。

mBtnPress.setOnClickListener(new OnClickListener() {
    
    public void onClick(View v) {
        ObjectAnimator animator = ObjectAnimator.ofFloat(mBtnPress,"alpha",1F,0F);
        animator.setDuration(1000);
        animator.start();
    }
});

但如果我们想要在动画播放完成后再执行一些操作的话,又该如何实现呢?

  • 我们可以使用 ObjectAnimator 的 addListener 方法,传入一个AnimatorListener,为动画设置监听事件。

AnimatorListener

一个AnimatorListener,需要实现四个方法,分别是:

  • onAnimationStart
  • onAnimationEnd
  • onAnimationCancel
  • onAnimationRepeat

它们的回调时机我们根据字面意思便可以理解。大部分时候,我们需要实现的是onAnimationEnd方法。

animator.addListener(new AnimatorListener() {
    
    public void onAnimationStart(Animator animation) {
    }
    
    public void onAnimationEnd(Animator animation) {
        Toast.makeText(MainActivity.this,"Animation End",Toast.LENGTH_SHORT).show();
    }
    
    public void onAnimationCancel(Animator animation) {
    }
    
    public void onAnimationRepeat(Animator animation) {
    }
});

AnimatorListenerAdapter

如果每次监听都需要实现这么多方法,未免太麻烦了一点。因此 Android 为我们提供了另一种方法来添加动画的监听事件:在添加 AnimatorListener 的时候,传入 AnimatorListenerAdapter 即可。这样我们就只需要实现自己需要的方法即可。

animator.addListener(new AnimatorListenerAdapter() {
    
    public void onAnimationEnd(Animator animation) {
        super.onAnimationEnd(animation);
        Toast.makeText(MainActivity.this,"Animation End",Toast.LENGTH_SHORT).show();
    }
});

ValueAnimator

简介

ValueAnimator 本身不作用于任何一个属性,也不提供任何一种动画。它就是一个数值发生器,可以产生想要的各种数值。Android 系统为它提供了很多计算数值的方法,如 int、float 等等。我们也可以自己实现计算数值的方法。其实,在属性动画中,如何产生每一步的动画效果,都是通过 ValueAnimator 计算出来的。

比如我们要实现一个从 0-100 的位移动画。随着动画时间的持续,它产生的值也会从 0-100 递增。通过这个 ValueAnimator 产生的值,再进行属性的设置即可。

那么 ValueAnimator 究竟是如何产生这些值的呢?

  • 首先 ValueAnimator 会根据会根据动画已进行的时间与它持续的总时间的比值,产生一个0-1的时间因子。有了这样的时间因子,经过相应的变换,就可以根据初始值和最终值来生成中间的相应值。同时,通过插值器的使用,我们还可以进一步控制每一个时间因子产生值的变化速率。如果我们使用的是线性插值器,那么它生成值的时候就会呈一个线性变化。如果我们使用一个加速度插值器,那么它生成值时便会呈一个二次曲线,增长率越来越快。

由于 ValueAnimator 不作用于任何一个属性,也不提供任何一种动画。因此并没有 ObjectAnimator 使用得广泛。

实际上,ObjectAnimator 就是基于 ValueAnimator 进行的一次封装。我们可以查看 ObjectAnimator 的源码,会发现它继承自 ValueAnimator,是它的一个子类。正是 ValueAnimator 产生的变化值,才使得 ObjectAnimator 可以将它应用于各个属性。

使用方法

我们可以通过 ValueAnimator 的 ofXXX 产生一个 XXX 类型的值(如ofInt),然后为 ValueAnimator 添加一个更新的回调事件。在回调事件中,通过参数 animation 的 getAnimationValue() 方法,来获取对应的 value。有了这个值,我们就可以实现我们所有想要的动画效果。

比如此处就通过 ValueAnimator 实现了一个计时器的动画效果。

ValueAnimator animator = ValueAnimator.ofInt(0,100);
animator.setDuration(5000);
animator.addUpdateListener(new AnimatorUpdateListener() {
    
    public void onAnimationUpdate(ValueAnimator animation) {
        Integer value = (Integer) animation.getAnimatedValue();
        mButton.setText(""+value);
    }
});
animator.start();

自定义数值生成器

前面提到,ValueAnimator 可以创建自定义的数值生成器,做法就是调用 ValueAnimator 的 ofObject 方法,创建一个 TypeEvaluator 作为参数。之后我们可以通过重写 TypeEvaluator 的 evaluate 方法,来按照自己的规则返回具体的值。

ValueAnimator animator = ValueAnimator.ofObject(new TypeEvaluator() {
    
    public Object evaluate(float fraction, Object startValue, Object endValue) {
        //计算
        return null;    //返回值
    }
});

我们来看一下 evaluate 方法的几个参数

  • float fraction:前面提到的时间因子

  • Object startValue:起始值

  • Object endValue:结束值

通过这三个值,我们就可以经过计算产生所有我们想要的值。

其实,通过 TypeEvaluator,我们不光能产生普通的数据,还能结合泛型,我们还能定义更加复杂的数据:

我们可以在创建 TypeEvaluator 时指定具体类型,来达到更丰富的效果。比如这里就用到了一个名为 PointF 的数据类型:

ValueAnimator animator = ValueAnimator.ofObject(new TypeEvaluator<PointF>() {
    
    public PointF evaluate(float fraction, PointF startValue, PointF endValue) {
        //计算
        return null;    //返回值
    }
});
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