Android动画使用(四)——插值器与估值器

特别提醒:本文摘自【Carson_Ho:http://www.jianshu.com/p/2f19fe1e3ca1 】强烈建议读者进入原博客查看学习。

1、前言

  • Android三类动画中,补间动画 & 属性动画实现动画的原理是:

    944365-62e601917ece2525.png

  • 其中步骤2中的 插值器(Interpolator)估值器(TypeEvaluator)是实现 复杂动画效果的关键

  • 本文将详细讲解 插值器(Interpolator)估值器(TypeEvaluator)

  • 特别注意:估值器是属性动画特有的属性

2、插值器(Interpolator)

2.1 插值器简介

  • 定义:一个接口

  • 作用:设置 属性值 从初始值过渡到结束值 的变化规律

如匀速、加速 & 减速 等等
即确定了 动画效果变化的模式,如匀速变化、加速变化 等等

2.2 应用场景

  • 实现非线性运动的动画效果

非线性运动:动画改变的速率不是一成不变的,如加速 & 减速运动都属于非线性运动

2.3 具体使用

  • 插值器在动画的使用有两种方式:在XML 和 Java代码中设置:

2.3.1 设置方式一:在 Java 代码中设置

        //动画作用对象
        Button button = (Button) findViewById(R.id.button);

        //步骤1:创建动画对象 & 设置动画效果
        Animation alphaAnimation = new AlphaAnimation(1, 0);
        alphaAnimation.setDuration(3000);

        //步骤2:创建对应的插值器类对象
        Interpolator overshootInterpolator = new OvershootInterpolator();

        //步骤3:给动画设置插值器
        alphaAnimation.setInterpolator(overshootInterpolator);

        //步骤4:设置动画作用对象 & 开始动画
        button.startAnimation(alphaAnimation);

2.3.2 设置方式二:在xml代码中设置插值器属性android:interpolator

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<scale xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    // 通过资源ID设置插值器
    android:interpolator="@android:anim/overshoot_interpolator"
    
    android:duration="3000"
    android:fromXScale="0.0"
    android:fromYScale="0.0"
    android:pivotX="50%"
    android:pivotY="50%"
    android:toXScale="2"
    android:toYScale="2" />

2.4 系统内置插值器类型

  • 上文中插值器时的资源ID是什么呢?即有哪些类型的插值器可供我们使用呢?

  • Android内置了 9 种内置的插值器实现:

对应的Java类 资源ID 作用
AccelerateInterpolator @android:anim/accelerate_interpolator 动画加速进行
OvershootInterpolator @android:anim/overshoot_interpolator 快速完成动画,超出再回到结束样式
AccelerateDecelerateInterpolator @android:anim/accelerate_decelerate_interpolator 先加速再减速
AnticipateInterpolator @android:anim/anticipate_interpolator 先退后再加速前进
AnticipateOvershootInterpolator @android:anim/anticipate_overshoot_interpolator **先退后再加速前进,超出终点后再回终点 **
BounceInterpolator @android:anim/bounce_interpolator 最后阶段弹球效果
CycleInterpolator @android:anim/cycle_interpolator 周期运动
DecelerateInterpolator @android:anim/decelerate_interpolator 减速
LinearInterpolator @android:anim/linear_interpolator LinearInterpolator 匀速
  • 使用时:

当在XML文件设置插值器时,只需传入对应的插值器资源ID即可
当在Java代码设置插值器时,只需创建对应的插值器对象即可

  • 特别提醒:

系统默认的插值器是AccelerateDecelerateInterpolator,即先加速后减速

  • 系统内置插值器的效果图大致如下:


    944365-0a9435149480729e.gif

2.5 自定义插值器

  • 使用Android内置的插值器能满足大多数的动画需求

如果上述9个插值器无法满足需求,还可以自定义插值器

  • 本质:根据动画的进度(0%-100%)计算出当前属性值改变的百分比

2.5.1 具体使用:自定义插值器需要实现 Interpolator / TimeInterpolator接口 & 复写getInterpolation()**

1、补间动画 实现 Interpolator接口;属性动画实现TimeInterpolator接口
2、TimeInterpolator接口是属性动画中新增的,用于兼容Interpolator接口,这使得所有过去的Interpolator实现类都可以直接在属性动画使用

// Interpolator接口
public interface Interpolator {  

    // 内部只有一个方法
     float getInterpolation(float input) {  
         // 参数说明
         // input值值变化范围是0-1,且随着动画进度(0% - 100% )均匀变化
        // 即动画开始时,input值 = 0;动画结束时input = 1
        // 而中间的值则是随着动画的进度(0% - 100%)在0到1之间均匀增加

      ...// 插值器的计算逻辑

      return xxx;
      // 返回的值就是用于估值器继续计算的fraction值,下面会详细说明
    }  

// TimeInterpolator接口
// 同上
public interface TimeInterpolator {  

    float getInterpolation(float input);  

}
  • 在学习自定义插值器前,我们先来看两个已经实现好的系统内置差值器:

匀速插值器:LinearInterpolator
先加速再减速 插值器:AccelerateDecelerateInterpolator

// 匀速差值器:LinearInterpolator
@HasNativeInterpolator  
public class LinearInterpolator extends BaseInterpolator implements NativeInterpolatorFactory {  
   // 仅贴出关键代码
  ...
    public float getInterpolation(float input) {  
        return input;  
        // 没有对input值进行任何逻辑处理,直接返回
        // 即input值 = fraction值
        // 因为input值是匀速增加的,因此fraction值也是匀速增加的,所以动画的运动情况也是匀速的,所以是匀速插值器
    }  
}

// 先加速再减速 差值器:AccelerateDecelerateInterpolator
@HasNativeInterpolator  
public class AccelerateDecelerateInterpolator implements Interpolator, NativeInterpolatorFactory {  
      // 仅贴出关键代码
  ...
    public float getInterpolation(float input) {  
        return (float)(Math.cos((input + 1) * Math.PI) / 2.0f) + 0.5f;
        // input的运算逻辑如下:
        // 使用了余弦函数,因input的取值范围是0到1,那么cos函数中的取值范围就是π到2π。
        // 而cos(π)的结果是-1,cos(2π)的结果是1
        // 所以该值除以2加上0.5后,getInterpolation()方法最终返回的结果值还是在0到1之间。只不过经过了余弦运算之后,最终的结果不再是匀速增加的了,而是经历了一个先加速后减速的过程
        // 所以最终,fraction值 = 运算后的值 = 先加速后减速
        // 所以该差值器是先加速再减速的
    }  
 }
  • 从上面看出,自定义插值器的关键在于:对input值 根据动画的进度(0%-100%)通过逻辑计算 计算出当前属性值改变的百分比

2.5.2 具体实现实例

  • 目的:写一个自定义Interpolator:先减速后加速

  • 效果图大致如下:


    944365-60cf56d176981da0.gif
步骤1:根据需求实现Interpolator接口

DecelerateAccelerateInterpolator.java

public class DecelerateAccelerateInterpolator implements TimeInterpolator {
    @Override
    public float getInterpolation(float input) {
        float result;
        if (input <= 0.5) {
            result = (float) (Math.sin(Math.PI * input)) / 2;
            // 使用正弦函数来实现先减速后加速的功能,逻辑如下:
            // 因为正弦函数初始弧度变化值非常大,刚好和余弦函数是相反的
            // 随着弧度的增加,正弦函数的变化值也会逐渐变小,这样也就实现了减速的效果。
            // 当弧度大于π/2之后,整个过程相反了过来,现在正弦函数的弧度变化值非常小,
            // 渐渐随着弧度继续增加,变化值越来越大,弧度到π时结束,这样从0过度到π,也就实现了先减速后加速的效果
        } else {
            //这里就是原生的AccelerateDecelerateInterpolator的逻辑
            result = (float) (2 - Math.sin(Math.PI * input)) / 2;
        }

        return result;
    }
}
步骤2:在代码中使用该插值器
public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        //动画作用对象
        final Button button = (Button) findViewById(R.id.button);

        //获取当前按钮的位置
        float currentX = button.getTranslationX();

        //创建属性动画(因为刚才我们实现的是TimeInterpolator接口) & 设置动画对象
        ObjectAnimator animator = ObjectAnimator.ofFloat(button, "translationX", currentX, 300, currentX);
        //这里演示的是水平方向的动画
        //从当前位置-->距离当前位置300px-->在回到原始位置

        animator.setDuration(3000);

        //设置插值器
        animator.setInterpolator(new DecelerateAccelerateInterpolator());

        //启动动画
        animator.start();

    }
}

3、估值器(TypeEvaluator)

3.1 估值器简介

  • 定义:一个接口

  • 作用:设置 属性值 从初始值过渡到结束值 的变化具体数值

插值器(Interpolator)决定 值 的变化规律(匀速、加速blabla),即决定的是变化趋势;而接下来的具体变化数值则交给估值器

  • 特别注意:估值器属性动画特有的属性

3.2 应用场景

  • 协助插值器 实现非线性运动的动画效果

非线性运动:动画改变的速率不是一成不变的,如加速 & 减速运动都属于非线性运动

3.3 具体使用

在Java代码中设置

ObjectAnimator anim = ObjectAnimator.ofObject(myView2, "height", new Evaluator(),1,3);
// 在第3个参数中传入对应估值器类的对象
// 系统内置的估值器有3个:
// IntEvaluator:以整型的形式从初始值 - 结束值 进行过渡
// FloatEvaluator:以浮点型的形式从初始值 - 结束值 进行过渡
// ArgbEvaluator:以Argb类型的形式从初始值 - 结束值 进行过渡

3.4 系统内置的估值器类型

  • 系统内置的估值器有三种
类型 说明
IntEvaluator 整数属性值。
FloatEvaluator 浮点数属性值。
ArgbEvaluato 十六进制color属性值。
TypeEvaluator 用户自定义属性值接口,譬如对象属性值类型不是int、float、color类型,你必须实现这个接口去定义自己的数据类型。

3.5 自定义估值器

  • 如果上述内置的估值器无法满足需求,还可以自定义估值器

  • 本质:根据 插值器计算出当前属性值改变的百分比 & 初始值 & 结束值 来计算 当前属性具体的数值

如:动画进行了50%(初始值=100,结束值=200 ),那么匀速插值器计算出了当前属性值改变的百分比是50%,那么估值器则负责计算当前属性值 = 100 + (200-100)x50% = 150.

3.5.1 具体使用:自定义估值器需要实现 TypeEvaluator接口 & 复写evaluate()

public interface TypeEvaluator {  

    public Object evaluate(float fraction, Object startValue, Object endValue) {  
// 参数说明
// fraction:插值器getInterpolation()的返回值
// startValue:动画的初始值
// endValue:动画的结束值

        ....// 估值器的计算逻辑

        return xxx;
        // 赋给动画属性的具体数值
        // 使用反射机制改变属性变化

// 特别注意
// 那么插值器的input值 和 估值器fraction有什么关系呢?
// 答:input的值决定了fraction的值:input值经过计算后传入到插值器的getInterpolation(),然后通过实现getInterpolation()中的逻辑算法,根据input值来计算出一个返回值,而这个返回值就是fraction了
    }  
}
  • 在学习自定义插值器前,我们先来看一个已经实现好的系统内置差值器:浮点型插值器FloatEvaluator
public class FloatEvaluator implements TypeEvaluator {  
// FloatEvaluator实现了TypeEvaluator接口

// 重写evaluate()
    public Object evaluate(float fraction, Object startValue, Object endValue) {  
// 参数说明
// fraction:表示动画完成度(根据它来计算当前动画的值)
// startValue、endValue:动画的初始值和结束值
        float startFloat = ((Number) startValue).floatValue();  

        return startFloat + fraction * (((Number) endValue).floatValue() - startFloat);  
        // 初始值 过渡 到结束值 的算法是:
        // 1. 用结束值减去初始值,算出它们之间的差值
        // 2. 用上述差值乘以fraction系数
        // 3. 再加上初始值,就得到当前动画的值
    }  
}
  • 属性动画中的ValueAnimator.ofInt() & ValueAnimator.ofFloat()都具备系统内置的估值器,即FloatEvaluator & IntEvaluator

即系统已经默认实现了 如何从初始值 过渡到 结束值 的逻辑

  • 但对于ValueAnimator.ofObject(),从上面的工作原理可以看出并没有系统默认实现,因为对对象的动画操作复杂 & 多样,系统无法知道如何从初始对象过度到结束对象

  • 因此,对于ValueAnimator.ofObject(),我们需自定义估值器(TypeEvaluator)来告知系统如何进行从 初始对象 过渡到 结束对象的逻辑

  • 自定义实现的逻辑如下:

// 实现TypeEvaluator接口
public class ObjectEvaluator implements TypeEvaluator{  

// 复写evaluate()
// 在evaluate()里写入对象动画过渡的逻辑
    @Override  
    public Object evaluate(float fraction, Object startValue, Object endValue) {  
        // 参数说明
        // fraction:表示动画完成度(根据它来计算当前动画的值)
        // startValue、endValue:动画的初始值和结束值

        ... // 写入对象动画过渡的逻辑

        return value;  
        // 返回对象动画过渡的逻辑计算后的值
    }

3.5.2 具体实现实例:

  • 目的:一个圆从一个点 移动到 另外一个点

  • 效果图大致如下:


    944365-45b817bd4ca8c119.gif
步骤1:定义对象类
  • 因为ValueAnimator.ofObject()是面向对象操作的,所以需要自定义对象类。

  • 本例需要操作的对象是 圆的点坐标
    Point.java

public class Point {
    //设置两个变量用于记录坐标的位置
    private float x;
    private float y;

    //通过构造方法用于设置坐标
    public Point(float x, float y) {
        this.x = x;
        this.y = y;
    }

    //通过get方法获取坐标点
    public float getX() {
        return x;
    }

    public float getY() {
        return y;
    }
}
步骤2:根据需求实现TypeEvaluator接口
  • 实现TypeEvaluator接口的目的是自定义如何 从初始点坐标 过渡 到结束点坐标;

  • 本例实现的是一个从左上角到右下角的坐标过渡逻辑。

PointEvaluator.java

public class PointEvaluator implements TypeEvaluator {
    //复写evaluate方法,在这里面写入对象动画过渡的逻辑
    @Override
    public Object evaluate(float fraction, Object startValue, Object endValue) {
        //将动画初始值startValue & 动画结束值endValue强制类型转换成Point类对象
        Point startPoint = (Point) startValue;
        Point endPoint = (Point) endValue;

        //根据fraction来计算当前动画的x和y的值
        float x = startPoint.getX() + fraction * (endPoint.getX() - startPoint.getX());
        float y = startPoint.getY() + fraction * (endPoint.getY() - startPoint.getY());

        Point point = new Point(x, y);
        return point;
    }
}
  • 上面步骤是根据需求自定义TypeEvaluator的实现
  • 下面说明如何通过对 Point 对象进行动画操作,从而实现整个自定义View的动画效果。
步骤3:将属性动画作用到自定义View当中

MyView.java

public class MyView extends View {

    //设置需要的变量
    public static final float RADIUS = 70f;//圆的半径
    private Point currentPoint;//当前坐标点
    private Paint mPaint;//画笔


    //在构造方法里初始化画笔(改自定义View要在xml中使用,所以这里用两个参数的构造方法)
    public MyView(Context context, @Nullable AttributeSet attrs) {
        super(context, attrs);
        //初始化画笔
        mPaint = new Paint(Paint.ANTI_ALIAS_FLAG);
        //设置画笔颜色
        mPaint.setColor(Color.BLUE);
    }

    // 复写onDraw实现绘制逻辑
    // 绘制逻辑:先在初始点画圆,通过监听当前坐标值(currentPoint)的变化,每次变化都调用onDraw()重新绘制圆,从而实现圆的平移动画效果
    @Override
    protected void onDraw(Canvas canvas) {
        //如果当前点坐标为空(即第一次)
        if (currentPoint == null) {
            //创建点对象,把半径作为圆心
            currentPoint = new Point(RADIUS, RADIUS);

            //在该点画一个圆 圆心=(70,70),半径=70
            float x = currentPoint.getX();
            float y = currentPoint.getY();
            canvas.drawCircle(x, y, RADIUS, mPaint);

            //核心逻辑
            //步骤1:创建初始动画时的对象点 & 结束动画时的对象点
            Point startPoint = new Point(RADIUS, RADIUS);//初始点圆心(70,70)
            Point endPoint = new Point(700, 1000);//结束点为(700,1000)

            //步骤2:创建动画对象 & 设置初始值和结束值
            ValueAnimator animator = ValueAnimator.ofObject(new PointEvaluator(), startPoint, endPoint);
            // 参数说明
            // 参数1:TypeEvaluator 类型参数 - 使用自定义的PointEvaluator(实现了TypeEvaluator接口)
            // 参数2:初始动画的对象点
            // 参数3:结束动画的对象点

            //步骤3:设置动画参数
            animator.setDuration(3000);

            //步骤4:通过 值 的更新监听器,将改变的对象手动赋值给当前对象
            //此处是将 改变后的坐标值对象 赋给 当前的坐标值对象
            animator.addUpdateListener(new ValueAnimator.AnimatorUpdateListener() {
                @Override
                public void onAnimationUpdate(ValueAnimator animation) {
                    //获取当前的值
                    currentPoint = (Point) animation.getAnimatedValue();
                    // 将每次变化后的坐标值(估值器PointEvaluator中evaluate()返回的Piont对象值)到当前坐标值对象(currentPoint)
                    // 从而更新当前坐标值(currentPoint)

                    //步骤5:每次赋值后就重写绘制,从而实现动画效果
                    invalidate();
                    // 调用invalidate()后,就会刷新View,即才能看到重新绘制的界面,即onDraw()会被重新调用一次
                    // 所以坐标值每改变一次,就会调用onDraw()一次
                }
            });

            //步骤6:启动动画
            animator.start();
        } else {
            // 如果坐标值不为0,则画圆
            // 所以坐标值每改变一次,就会调用onDraw()一次,就会画一次圆,从而实现动画效果

            // 在该点画一个圆:圆心 = 当前坐标,半径 = 70
            float x = currentPoint.getX();
            float y = currentPoint.getY();
            canvas.drawCircle(x, y, RADIUS, mPaint);
        }
    }
}
步骤4:在布局文件加入自定义View空间

activity_main.xml

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    tools:context="com.pxj.animation03.MainActivity">

    <com.pxj.animation03.MyView
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"/>

</RelativeLayout>
步骤5:在主代码文件设置显示视图

MainActivity.java

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

    }
}

4、总结

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