接下来的两篇文章会介绍 属性动画 相关的知识，如下图所示。本篇文章会介绍下图中绿色相关的知识。

PropertyAnimator.png

1. 简介

相比视图动画（View Animation），属性动画的功能还是非常强大的。

属性动画不仅可以对视图（View）的位置、大小、透明度、旋转进行动画操作，而且对于视图的背景颜色等属性也可以改变。

除此之外，属性动画还可以作用于视图之外的对象，比如自定义的类的对象。

一句话，只要是对象的属性都可以被属性动画所操纵。

因为还是属于动画的概念，所以需要设定一些动画相关的特性：

• 持续时间：动画持续的时间，默认是 300 ms
• 时间插值器（Time interpolation）：用于定义属性的变化率，即用于计算在某一时刻，属性的值是多少
• 重复次数和行为：定义是否重复和重复次数，行为表示是否翻转动画
• 动画集合（Animator sets）：可以将多个动画设置到一个集合中，并控制其中的执行顺序
• 动画帧刷新频率（Frame refresh delay）：动画多久刷新一帧，默认是每 10ms 刷新一帧

2. 工作原理

2.1 匀速平移动画

如下图所示，是一个简单动画的执行过程的示意图：

示意图1.png

• 此示意图中的动画是匀速进行的
• 在 40ms 的时间内， View 沿 x 轴向右平移 40px。每隔 10ms 都向右平移 10px，最后再 40ms 的时候，View 停在了 40px 的位置

2.2 非匀速平移动画

示意图2.png

• 此示意图中的动画是非匀速进行的
• 在 40ms 的时间内， View 沿 x 轴向右平移 40px。在初始阶段，View 是加速运动的，一直加速到中点；中点之后，开始减速运动，到达终点时，速度减为0。
• 在初始阶段和结束阶段，同样的时间内，View 运动的距离比在中点附近同样时间内运动的距离短，因为中点附近时的速度是最大的。

2.3 属性值的计算原理

示意图3.png

• 此示意图说明了在属性动画中，属性值是怎样计算出来的
• ValueAnimator 用于追踪动画时间，比如：动画已经运行了多长时间，在当前时间点的属性值是多少
• ValueAnimator 中包含两个对象：TimeInterpolator 和 TypeEvaluator，TimeInterpolator 是动画插值器，TypeEvaluator 用于定义在某一时间点，属性值该怎么计算
• 动画开始时，创建一个 ValueAnimator 对象，并将属性值的初始值、结束值和动画执行时间赋予它。当调用 start() 方法时，动画开始。在整个动画执行期间，ValueAnimator 会基于动画的总时长和已运行的动画时间，计算动画的时间完成度（elapsed fraction），完成度值的范围是 0 到 1。
• 当 ValueAnimator 计算完成时间完成度之后，它会调用当前设置的插值器 TimeInterpolator 计算插值完成度（interpolated fraction）。插值完成度是由时间完成度计算得到的。
• 当计算得到插值完成度（interpolated fraction）之后，根据动画设置的初始值、结束值和插值完成度，通过 TypeEvaluator 即可计算得到当前的属性值。

3. 和视图动画的区别

视图动画（View animation）具有如下局限性：

• 视图动画（View animation）只可以作用于视图（View）对象，对于非视图对象则难以处理，视图动画只可以改变视图的位置、大小、透明度和旋转，对于视图的其他属性也没办法改变。
• 视图动画只是改变了视图显示的样式，并没有真正的改变视图的属性值

属性动画则视图动画的局限性，属性动画可以作用于视图对象和非视图对象，并且可以改变任何对象的任何属性。例如，可以作用于自定义的对象的属性值，也可以作用于视图对象的背景颜色、位置大小等属性。

4. 相关 API 一览

在 android.animation 包下可以找到属性动画相关的所有类，视图动画相关的类定义在 android.view.animation 包下。

Evaluators 用于告诉属性动画系统怎么计算属性值。它根据 Animator 提供的时间值（开始时间和结束时间），计算当前的属性值。SDK 提供以下 evaluators。

插值器 Interpolators 是用于属性值的变化率。比如是属性值是加速变化的、减速变化的、还是先加速再减速。如果默认提供的 Interpolators 不能满足开发者的需求，则可以实现 TimeInterpolator 接口自定义插值器，规定属性值该怎样从初始值变化到最终值。

4.1 ViewPropertyAnimator

ViewPropertyAnimator 是实现视图（View）类对象属性动画非常方便的类

• 当同时有多个视图对象的属性需要更新时，使用 ViewPropertyAnimator 的性能会比使用 ObjectAnimator 更好。因为 ViewPropertyAnimator 会一次性同时更新多个属性值并绘制，而 ObjectAnimator 则是将多个属性值分别更新并绘制
• 使用 ViewPropertyAnimator 实现属性动画的语法也比使用 ObjectAnimator 实现属性动画的语法更简单

ViewPropertyAnimator 的使用方法如下所示：

  // 表示将此按钮 translationX 值渐变为 500
  Button button = (Button) findViewById(R.id.btn);
  button.animate()
        .translationX(500)
//      .translationXBy(500) 表示将 translationX 渐变地增加 500
        .setDuration(1000)
        .start();

ViewPropertyAnimator 在实现视图类对象的位置、大小、透明度、旋转的动画的时候，是非常方便的，使用方法和上面代码非常类似，具体可以参照 API 文档和源码注释。

4.2 ObjectAnimator

ObjectAnimator 的用法也非常简单，如下代码实现了 Button 按钮从 0px 向右平移到 500px 位置的动画

    Button button = (Button) findViewById(R.id.btn);
    ObjectAnimator animator = ObjectAnimator.ofFloat(button,"translationX",0f,500f);
    animator.setDuration(800);
    animator.start();

若要正确使用 ObjectAnimator，需要注意以下几点：

• 动画作用的属性需要有一个名为 setXXX() 的方法，因为属性动画更新对象的属性值，所以该对象必须要有一个可以修改该属性的 setXXX() 方法。比如，若动画作用的属性名为 foo，则该对象必须要拥有一个名为 setFoo() 的方法供属性动画使用。若没有这样的方法，有以下几个解决办法：
  • 如果该类可以修改，增加对应的 setXXX() 方法
  • 如果可以修改该属性，可以使用一个包装类，增加对应的 setXXX() 方法，将接收到的属性更改值，传递到原始对象的属性
  • 使用 ValueAnimator，而不是 ObjectAnimator
• 如果在 ObjectAnimator 的工厂方法中只传递进去一个属性值，则该属性值是该动画的结束值。所以此对象的这个属性值也必须拥有一个 getXXX() 方法，用于获得动画的初始值。例如，若动画作用的属性名为 foo，则该类需要有一个 getFoo() 的方法
• 属性的 getXXX() 方法和 setXXX() 方法中参数的类型，必须和 ObjectAnimator 静态工厂中的方法的类型相同。例如，若有一个对象是 targetObject.setPropName(float) 和 targetObject.getPropName(float)，则创建对应的 ObjectAnimator 对象时，需要时如下的代码：

  ObjectAnimator.ofFloat(targetObject, "propName", 1f)

• 对于有些对象的属性，如果目标对象是 View 对象时，属性动画更新属性值的时候，需要调用 invalidate() 方法强制地重新绘制这个 View 对象。此步骤发生在 onAnimationUpdate() 回调方法中。例如，若属性动画作用于一个 Drawable 对象的颜色时，只有重新绘制该 Drawable 对象，则颜色属性才会生效。对于 View 对象的 setAlpha()、setTranslationX()等属性值，在属性动画作用的时候，都会正确地重绘，所以不必关心它们。

4.3 ValueAnimator

ValueAnimator 可以在某一段时间内，对一些类型的值进行改变。通过调用它的 ofInt()， ofFloat() 或 ofObject() 工厂方法可以得到 ValueAnimator 的对象。例如：

  ValueAnimator animation = ValueAnimator.ofFloat(0f, 100f);
  animation.setDuration(1000);
  animation.start();

上述代码，当调用 start() 方法动画开始时，动画的值在 1000ms 内，从 0 变化到了 100。
可以为 ValueAnimator 添加监听器，监测在这段时间内动画值的变化情况，如下代码所示：

  animation.addUpdateListener(new ValueAnimator.AnimatorUpdateListener() {
    @Override
    public void onAnimationUpdate(ValueAnimator updatedAnimation) {
        // You can use the animated value in a property that uses the
        // same type as the animation. In this case, you can use the
        // float value in the translationX property.
        float animatedValue = (float)updatedAnimation.getAnimatedValue();
        textView.setTranslationX(animatedValue);
    }
});

4.4 AnimatorSet

在许多情况下，一个动画需要在另一个动画开始或结束时开始执行。系统提供的 AnimatorSet 类可以将多个动画组合在一起，动画之间和同时播放，可以按顺序播放或延时播放。

同样，也可以将多个 AnimatorSet 嵌套使用。

下面是一个使用 AnimatorSet 播放组合动画的例子：

• 首先播放 bounceAnim
• 然后同时播放 squashAnim1, squashAnim2, stretchAnim1 和 stretchAnim2
• 接着播放 bounceBackAnim
• 最后播放 fadeAnim
  代码如下所示：

  AnimatorSet bouncer = new AnimatorSet();
  bouncer.play(bounceAnim).before(squashAnim1);
  bouncer.play(squashAnim1).with(squashAnim2);
  bouncer.play(squashAnim1).with(stretchAnim1);
  bouncer.play(squashAnim1).with(stretchAnim2);
  bouncer.play(bounceBackAnim).after(stretchAnim2);
  ValueAnimator fadeAnim = ObjectAnimator.ofFloat(newBall, "alpha", 1f, 0f);
  fadeAnim.setDuration(250);
  AnimatorSet animatorSet = new AnimatorSet();
  animatorSet.play(bouncer).before(fadeAnim);
  animatorSet.start();

4.5 PropertyValuesHolder

PropertyValuesHolder 可以实现在一个动画中，多个属性同时变化的情况，比如：一个 Button 按钮，在从小不断变大的过程中，透明度也在同时发生着变化，代码如下所示：

  Button button = (Button) findViewById(R.id.btn);
  PropertyValuesHolder holder1 = PropertyValuesHolder.ofFloat("scaleX", 1);  
  PropertyValuesHolder holder2 = PropertyValuesHolder.ofFloat("scaleY", 1);  
  PropertyValuesHolder holder3 = PropertyValuesHolder.ofFloat("alpha", 1);

  ObjectAnimator animator = ObjectAnimator.ofPropertyValuesHolder(button, holder1, holder2, holder3)  
  animator.setDuration(800);
  animator.start();  

提到 PropertyValuesHolder，还有一个类也需要提一下 --- Keyframe（关键帧）。通过 Keyframe 可以将一个动画拆分成多个阶段。如下代码所示：

  Button button = (Button) findViewById(R.id.btn);
  // 在 0% 处开始
  Keyframe keyframe1 = Keyframe.ofFloat(0, 0);  
  // 时间经过 50% 的时候，动画完成度 100%
  Keyframe keyframe2 = Keyframe.ofFloat(0.5f, 100);  
  // 时间见过 100% 的时候，动画完成度倒退到 80%，即反弹 20%
  Keyframe keyframe3 = Keyframe.ofFloat(1, 80);  
  PropertyValuesHolder holder = PropertyValuesHolder.ofKeyframe("scaleX", keyframe1, keyframe2, keyframe3);

  ObjectAnimator animator = ObjectAnimator.ofPropertyValuesHolder(button, holder);  
  animator.start();

4.6 动画监听器

在动画运行期间，可以通过以下监听器监听动画的关键时刻：

public static interface AnimatorListener {
    // 在动画开始时被调用
    void onAnimationStart(Animator animation);

    // 在动画结束时被调用
    void onAnimationEnd(Animator animation);

    // 在动画取消时被调用
    void onAnimationCancel(Animator animation);

    // 在动画重复执行时被调用
    void onAnimationRepeat(Animator animation);
}

public static interface AnimatorPauseListener {

       //在动画暂停时被调用
       void onAnimationPause(Animator animation);

       // 在动画被重新执行时被调用
       void onAnimationResume(Animator animation);
   }

public static interface AnimatorUpdateListener {
    // 在动画刷新每一帧的时候都会被调用
    void onAnimationUpdate(ValueAnimator animation);
}

• 在 AnimatorUpdateListener.onAnimationUpdate(ValueAnimator animation) 方法中有 animation 参数，通过参数 animation.getAnimatedValue() 可以得到当前动画执行的完成度的值。

• 如果不想实现 AnimatorListener 接口的所有方法，也可以继承 AnimatorListenerAdapter，选择想实现的方法。例如，以下代码通过实现 AnimatorListenerAdapter 匿名内部类的方式，只实现了 onAnimationEnd() 回调方法

  ValueAnimator fadeAnim = ObjectAnimator.ofFloat(newBall, "alpha", 1f, 0f);
  fadeAnim.setDuration(250);
  fadeAnim.addListener(new AnimatorListenerAdapter() {
      public void onAnimationEnd(Animator animation) {
        balls.remove(((ObjectAnimator)animation).getTarget());
  }

参考资料：

官方文档

Android基础——动画（二） -- 林于卫国

HenCoder Android 自定义 View 1-7：属性动画 Property Animation（进阶篇） -- HenCoder