Android 动画:手把手带你深入了解神秘的插值器(Interpolator)


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

示意图

1. 简介

  • 定义:Android实现动画效果中的一个辅助接口
  • 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

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


3. 具体使用

插值器在动画的使用有两种方式:在XML / Java代码中设置:

3.1 XML设置

主要是设置插值器属性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" />
>

3.2 Java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?
  • 插值器分为两种:Android内置默认 & 自定义,下面我将详细介绍

4. 系统内置插值器

4.1 类型

Android内置了 9 种内置的插值器实现:

示意图

4.2 具体使用

  • 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

4.3 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

5. 自定义插值器

5.1 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

5.2 实现方式

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

5.3 实例说明

下面,我将写一个自定义Interpolator:先减速后加速。

步骤1:根据需求实现Interpolator接口

DecelerateAccelerateInterpolator.java

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
    }
}

步骤2:设置使用

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

6. 与估值器的区别

估值器和插值器很多人容易混淆,具体区别如下:


示意图

7. 总结


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