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Android 动画:你真的会使用插值器与估值器吗?(含详细实例教学)

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Carson_Ho 595a1b60 08f6 4beb 998f 2bf55e230555
2017.05.31 08:55* 字数 2525

前言

  • 动画的使用 是 Android 开发中常用的知识
  • 可是动画的种类繁多、使用复杂,每当需要 采用自定义动画 实现 复杂的动画效果时,很多开发者就显得束手无策
  • Android中 补间动画 & 属性动画实现动画的原理是:
实现原理

目录

目录

1. 插值器(Interpolator)

1.1 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
  1. 如匀速、加速 & 减速 等等
  2. 即确定了 动画效果变化的模式,如匀速变化、加速变化 等等

1.2 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

1.3 具体使用

a. 设置方式

插值器在动画的使用有两种方式:在XML / Java代码中设置:

设置方法1:在 动画效果的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"

    android:interpolator="@android:anim/overshoot_interpolator"
    // 通过资源ID设置插值器
    android:duration="3000"
    android:fromXScale="0.0"
    android:fromYScale="0.0"
    android:pivotX="50%"
    android:pivotY="50%"
    android:toXScale="2"
    android:toYScale="2" />

设置方法2:在 Java 代码中设置

Button mButton = (Button) findViewById(R.id.Button);
        // 步骤1:创建 需要设置动画的 视图View

Animation alphaAnimation = new AlphaAnimation(1,0);
        // 步骤2:创建透明度动画的对象 & 设置动画效果

        alphaAnimation.setDuration(3000);
        Interpolator overshootInterpolator = new OvershootInterpolator();
        // 步骤3:创建对应的插值器类对象

        alphaAnimation.setInterpolator(overshootInterpolator);
        // 步骤4:给动画设置插值器

        mButton.startAnimation(alphaAnimation);
        // 步骤5:播放动画
  • 那么使用插值器时的资源ID是什么呢?即有哪些类型的插值器可供我们使用呢?
  • 下面将介绍 Android内置默认的插值器

b. 系统内置插值器类型

  • Android内置了 9 种内置的插值器实现:
作用 资源ID 对应的Java类
动画加速进行 @android:anim/accelerate_interpolator AccelerateInterpolator
快速完成动画,超出再回到结束样式 @android:anim/overshoot_interpolator OvershootInterpolator
先加速再减速 @android:anim/accelerate_decelerate_interpolator AccelerateDecelerateInterpolator
先退后再加速前进 @android:anim/anticipate_interpolator AnticipateInterpolator
先退后再加速前进,超出终点后再回终点 @android:anim/anticipate_overshoot_interpolator AnticipateOvershootInterpolator
最后阶段弹球效果 @android:anim/bounce_interpolator BounceInterpolator
周期运动 @android:anim/cycle_interpolator CycleInterpolator
减速 @android:anim/decelerate_interpolator DecelerateInterpolator
匀速 @android:anim/linear_interpolator LinearInterpolator

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

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:


    效果图
  • 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

  • 下面将介绍如何自定义插值器(Interpolator

c. 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
  • 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
  • 下面我将用一个实例来说明该如何自定义插值器

实例

  • 目的:写一个自定义Interpolator:先减速后加速

步骤1:根据需求实现Interpolator接口
DecelerateAccelerateInterpolator.java

/**
 * Created by Carson_Ho on 17/4/19.
 */

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 {
            result = (float) (2 - Math.sin(Math.PI * input)) / 2;
        }
        return result;
        // 返回的result值 = 随着动画进度呈先减速后加速的变化趋势
    }

}

MainActivity.java

 mButton = (Button) findViewById(R.id.Button);
        // 创建动画作用对象:此处以Button为例

        float curTranslationX = mButton.getTranslationX();
        // 获得当前按钮的位置

        ObjectAnimator animator = ObjectAnimator.ofFloat(mButton, "translationX", curTranslationX, 300,curTranslationX);
        // 创建动画对象 & 设置动画
        // 表示的是:
        // 动画作用对象是mButton
        // 动画作用的对象的属性是X轴平移
        // 动画效果是:从当前位置平移到 x=1500 再平移到初始位置
        animator.setDuration(5000);
        animator.setInterpolator(new DecelerateAccelerateInterpolator());
        // 设置插值器
        animator.start();
        // 启动动画

效果图

差值器.gif

2. 估值器(TypeEvaluator)

2.1 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
  1. 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
    而估值器
  2. 属性动画特有的属性

2.2 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

2.3 具体使用

a. 设置方式

ObjectAnimator anim = ObjectAnimator.ofObject(myView2, "height", new Evaluator(),1,3);
// 在第4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

效果图

FloatEvaluator

IntEvaluator
  • 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
    下面将介绍如何自定义插值器(Interpolator)

b. 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.

  • 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
    }  
  

实例说明

  • 下面我将用实例说明 该如何自定义TypeEvaluator接口并通过ValueAnimator.ofObject()实现动画效果

  • 实现的动画效果:一个圆从一个点 移动到 另外一个点


    效果图
  • 工程目录文件如下:


    工程目录

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;

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

    // get方法用于获取坐标
    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。


    效果图

PointEvaluator.java

// 实现TypeEvaluator接口
public class PointEvaluator 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) {

        // 将动画初始值startValue 和 动画结束值endValue 强制类型转换成Point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());
        
        // 将计算后的坐标封装到一个新的Point对象中并返回
        Point point = new Point(x, y);
        return point;
    }

}
  • 上面步骤是根据需求自定义TypeEvaluator的实现
  • 下面将讲解如何通过对 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

/**
 * Created by Carson_Ho on 17/4/18.
 */
public class MyView extends View {
    // 设置需要用到的变量
    public static final float RADIUS = 70f;// 圆的半径 = 70
    private Point currentPoint;// 当前点坐标
    private Paint mPaint;// 绘图画笔
    

    // 构造方法(初始化画笔)
    public MyView(Context context, AttributeSet attrs) {
        super(context, attrs);
        // 初始化画笔
        mPaint = new Paint(Paint.ANTI_ALIAS_FLAG);
        mPaint.setColor(Color.BLUE);
    }

    // 复写onDraw()从而实现绘制逻辑
    // 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) {
            currentPoint = new Point(RADIUS, RADIUS);
            // 创建一个点对象(坐标是(70,70))

            // 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);


 // (重点关注)将属性动画作用到View中
            // 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);// 初始点为圆心(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 anim = 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
            anim.setDuration(5000);
            // 设置动画时长

// 步骤3: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
            // 设置 值的更新监听器
            // 即每当坐标值(Point对象)更新一次,该方法就会被调用一次
            anim.addUpdateListener(new ValueAnimator.AnimatorUpdateListener() {
                @Override
                public void onAnimationUpdate(ValueAnimator animation) {
                    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4:每次赋值后就重新绘制,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
                }
            });

            anim.start();
            // 启动动画


        } 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 = (30,30),半径 = 30
            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"
    android:paddingBottom="@dimen/activity_vertical_margin"
    android:paddingLeft="@dimen/activity_horizontal_margin"
    android:paddingRight="@dimen/activity_horizontal_margin"
    android:paddingTop="@dimen/activity_vertical_margin"
    tools:context="scut.carson_ho.valueanimator_ofobject.MainActivity">

    <scut.carson_ho.valueanimator_ofobject.MyView
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="match_parent"
         />
</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);
    }
}

效果图

效果图

源码地址

Carson_Ho的Github地址


3. 总结


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