Android进阶知识——Android动画深入分析

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Android进阶知识——Android动画深入分析相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

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android动画可以分为三种：View动画、帧动画和属性动画，其实帧动画也属于View动画的一种，只不过它的平移、旋转等常见的View动画在表现形式上略有不同而已。View动画通过对场景里的对象不断做图像变换(平移、缩放、旋转、透明度)从而产生动画效果，它是一种渐进式动画，并且View动画支持自定义。帧动画通过顺序播放一系列图像从而产生动画效果，可以简单理解为图片切换动画，而如果图片过多过大就会导致OOM。属性动画通过动态地改变对象的属性从而达到动画效果。

1.View动画

View动画的作用对象是View，它支持4种动画效果，分别是平移动画、缩放动画、旋转动画和透明度动画。

1.1View动画的种类

View动画的四种变换效果对应着Animation的四个子类：TranslateAnimation、ScaleAnimation、RotateAnimation和AlphaAnimation，如下图所示。这四种动画既可以通过XML来定义，也可以通过代码来动态创建，对于View动画来说，建议采用XML来定义动画，这是因为XML格式的动画可读性更好。

名称标签子类效果
平移动画< translate >TranslateAnimation移动View
缩放动画< scale >ScaleAnimation放大或缩小View
旋转动画< rotate >RotateAnimation旋转View
透明度动画< alpha >AlphaAnimation改变View的透明度

要使用View动画，首先要创建动画的XML文件，这个文件的路径为：res/anim/filename.xm。View动画的描述文件是由固定的语法的，如下所示：

<?xml version="1.0" encoding-"utf-8"?>
<set xmIns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
	android:interpolator-"@ [package:]anim/interpolator_resource"
	android:shareInterpolator=["true" | "false"] >
	<alpha
		android:fromAlpha="float"
		android:toAlpha="float" />
	<scale
		android:fromXScale="float"
		android:toXScale="float"
		android:fromYScale="float"
		android:toYScale="float"
		android:pivotX="float"
		android:pivotY-"float" />
	<translate
		android:fromXDelta="float"
		android:toXDelta="float"
		android:fromYDelta="float"
		android:toYDelta="float" />
	<rotate
		android:fromDegrees="float"
		android:toDegrees="folat"
		android:pivotX="float"
		android:pivotY="float" />
	<set>
		...
	<set>
<set>

从上面的语法可以看出，View动画既可以是单个动画，也可以由一系列动画组成。

< set >标签表示动画集合，对应AnimationSet类，它可以包含若干个动画，并且它的内部也是可以嵌套其它动画集合的，它的两个属性的含义如下：

android：interpolator

表示动画集合所采用的插值器，插值器影响动画的速度，比如非匀速动画就需要通过插值器来控制动画的播放过程。这个属性可以不指定，默认为@android：anim/accelerate_decelerate_interpolator，即加速减速插值器。

android：shareInterpolator

表示集合中的动画是否和集合共享一个插值器。如果集合不指定插值器，那么子动画就需要单独指定所需的插值器或者使用默认值。

< translate >标签表示平移动画，对应TranslateAnimation类，它可以使一个View在水平和竖直方向完成平移的动画效果，它的一系列属性的含义如下：

  • android：fromXDelta——表示x的起始值，比如 0；

  • android：toXDelta——表示x的结束值。比如100；

  • android：fromYDelta——表示y的起始值；

  • android：toYDelta——表示y的结束值。

< scale >标签表示缩放动画，对应ScaleAnimation，它可以使View具有放大或缩小的动画效果，它的一系列属性的含义如下：

  • android：fromXScale——水平方向缩放的起始值，比如 0.5；

  • android：toXScale——水平方向缩放的结束值，比如 1.2；

  • android：fromYScale——竖直方向缩放的起始值；

  • android：toYScale——竖直方向缩放的结束值；

  • android：pivotX——缩放轴点的x坐标，它会影响缩放效果；

  • android：pivotY——缩放轴点的y坐标，它会影响缩放效果。

在< scale >标签中提到了轴点的概念，这里举个例子，默认情况下轴点是View的中心点，这个时候在水平方向进行缩放的话会导致View向左右两个方向同时进行缩放，但是如果把轴点设为View的右边界，那么View就只会向左边进行缩放，反之则向右边进行缩放。(缩放轴点的作用就是以轴点为中心点进行缩放)

< rotate >标签表示旋转动画，对应RotateAnimation，它可以使View具有旋转的动画效果，它的属性含义如下：

  • android：fromDegrees——旋转开始的角度，比如 0；

  • android：toDegrees——旋转结束的角度，比如 180；

  • android：pivotX——旋转轴点的x坐标；

  • android：pivotY——旋转轴点的y坐标。

在旋转中也有轴点的概念，它也会影响到旋转的具体效果。在旋转动画中，轴点扮演者旋转轴的角色，即View是围绕着轴点进行旋转的，默认情况下轴点为View的中心点。(旋转轴点的作用就是以轴点为中心点进行旋转)

< alpha >标签表示透明度动画，对应AlphaAnimation，它可以改变View的透明度，它的属性含义如下：

  • android：fromAlpha——表示透明度的起始值，比如 0.1；

  • android：toAlpha——表示透明度的结束值，比如 1。

除了上述介绍的几种属性外，View动画还有一些常用的属性，如下所示。

  • android：duration——动画的持续时间；

  • android：fillAfter——动画结束以后View是否停留在结束位置，true表示View停留在结束位置，false则不停留。

下面我们展示一个实际的例子：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<set xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:fillAfter="true"
    android:zAdjustment="normal">

    <translate
        android:duration="100"
        android:fromXDelta="0"
        android:fromYDelta="0"
        android:interpolator="@android:anim/linear_interpolator"
        android:toXDelta="100"
        android:toYDelta="100" />

    <rotate
        android:duration="400"
        android:fromDegrees="0"
        android:toDegrees="90" />
    
</set>

怎样应用上面的动画呢？代码如下所示：

TextView textView=findViewById(R.id.text_view);
Animation animation= AnimationUtils.loadAnimation(this,R.anim.filename);
textView.startAnimation(animation);

除了在XML中定义动画外，还可以通过代码来定义动画，这里我们看个例子，代码如下所示：

AlphaAnimation alphaAnimation=new AlphaAnimation(0,1);
alphaAnimation.setDuration(300);
textView.startAnimation(alphaAnimation);

在上面代码中，创建了一个透明度动画，将一个TextView的透明度在300ms内由0变为1，其他类型的View动画也可以通过代码来创建。另外，通过Animation的setAnimationListener方法可以给View动画添加过程监听，接口如下所示。从接口的定义可以很清楚地看出每个方法的含义。

alphaAnimation.setAnimationListener(new Animation.AnimationListener() 
    @Override
    public void onAnimationStart(Animation animation) 
        //动画开始时调用
    
    @Override
    public void onAnimationEnd(Animation animation) 
    	//动画结束时调用
    
    @Override
    public void onAnimationRepeat(Animation animation) 
    	//动画重复时调用
    
);

1.2自定义View动画

除了系统给我们提供的四种View动画外，我们还可以自定义View动画。自定义动画是一件既简单又复杂的事情，说简单，是因为派生一种新动画只需要继承Animation这个抽象类，然后重写它的initialize和applyTransformation方法，在initialize方法中做一些初始化工作，在applyTransformation中进行相应的矩阵变换即可，很多时候需要采用Camera来简化矩阵变换的过程。说他复杂，是因为自定义View动画的过程主要是矩阵变换的过程，而矩阵变换是数学上的概念，如果对这方面知识不熟悉的话，就会觉得这个过程比较复杂了。

这里因为笔者在矩阵变换方面的能力有限就不打算深入讲解了，有兴趣的同学可以专门进行学习。这里我们提供一个自定义View动画的例子，它可以围绕y轴旋转并且同时沿着z轴平移从而实现一种类似于3D的效果，它的代码如下：

public class Rotate3dAnimation extends Animation 
	private final float mFromDegrees;
	private final float mToDegrees;
	private final float mCenterX;
	private final float mCenterY;
	private final float mDepthZ;
	private final boolean mReverse;
	private Camera mCamera;

	public Rotate3dAnimation(float fromDegrees, float toDegrees,float centerX, float centerY, float depthZ, boolean reverse)
		mFromDegrees = fromDegrees;
		mToDegrees = toDegrees;
		mCenterX = centerX;
		mCenterY = centerY;
		mDepthZ = depthZ;
		mReverse = reverse;
	
	
	@Override
	public void initialize(int width, int height, int parentWidth, int parentHeight)
		super.initialize(width, height, parentWidth, parentHeight);
		mCamera = new Camera();
	
	
	@Override
	protected void applyTransformation(float interpolatedTime, Transformation t)
		final float fromDegrees = mFromDegrees;
		float degrees = fromDegrees + ((mToDegrees - fromDegrees) * interpolatedTime);
		
		final float centerX = mCenterX;
		final float centerY = mCenterY;

		final Camera camera = mCamera; 
		final Matrix matrix = t.getMatrix();
		
		camera.save();
		if (mReverse) 
			camera.translate(0.0f, 0.0f, mDepthZ * interpolatedTime);
		 else 
			camera.translate(0.0f, 0.0f, mDepthZ * (1.0f - interpolatedTime));
		
		camera.rotateY(degrees);
		camera.getMatrix(matrix);
		camera.restore();
		
		matrix.preTranslate(-centerx, -centerY);
		matrix.postTranslate(centerX, centerY);

1.3帧动画

帧动画是顺序播放一组预先定义好的图片，类似于电影播放。不同于View动画，系统提供了另外一个类AnimationDrawable来使用帧动画。帧动画的使用比较简单，首先需要通过XML来定义一个AnimationDrawable，如下所示：

//注意该文件是定义在res/drawable文件夹下的
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<animation-list xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:oneshot="false">
    <item android:drawable="@drawable/image1" android:duration="500" />
    <item android:drawable="@drawable/image2" android:duration="500" />
    <item android:drawable="@drawable/image3" android:duration="500" />
</animation-list>

然后将上述的Drawable作为View的背景并通过Drawable来播放动画即可：

textView.setBackgroundResource(R.drawable.frame_animation);
AnimationDrawable drawable = (AnimationDrawable) textView.getBackground();
drawable.start();

帧动画的使用比较简单，但是比较容易引起OOM(内存用完了)，所以在使用帧动画时应尽量避免使用过多尺寸较大的图片。

2.View动画的特殊使用场景

在上一节中我们介绍了View动画的四种形式，除了这四种形式以外，View动画还可以在一些特殊的场景下使用，比如在ViewGroup中可以控制子元素的出场效果，在Activity中可以实现不同Activity之间的切换效果。

2.1LayoutAnimation

LayoutAnimation作用于ViewGroup，为ViewGroup指定一个动画，这样当它的子元素出场时都会具有这种动画效果。这种效果常常被用在ListView上，我们时常会看到一种特殊的ListView，它的每个item都以一定的动画的形式出现，这并非什么高深的技术，它使用的就是LayoutAnimation。LayoutAnimation也是一个View动画，为了给ViewGroup的子元素加上出场效果，遵循如下几个步骤。

(1) 定义LayoutAnimation，如下所示。

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<layoutAnimation xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:delay="0.5"
    android:animationOrder="normal"
    android:animation="@anim/anim_item"/>

它的属性含义如下：

  • android：delay

表示子元素开始动画的时间延迟，比如子元素入场动画的时间周期为300ms，那么0.5表示每个子元素都需要延迟150ms才能播放入场动画。总体来说，第一个子元素延迟150ms开始播放入场动画，第二个子元素延迟300ms开始播放入场动画，以此类推。

  • android：animationOrder

表示子元素动画的顺序，有三种选项：normal、reverse和random，其中normal表示顺序显示，即排在前面的子元素先开始播放入场动画；reverse表示逆向显示，即排在后面的子元素先开始播放入场动画；random则是随机播放入场动画。

  • android：animation

为子元素指定具体的入场动画

(2) 为子元素指定具体的入场动画，如下所示：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<set xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:duration="300"
    android:interpolator="@android:anim/accelerate_interpolator"
    android:shareInterpolator="true">
    
    <alpha
        android:fromAlpha="0.0"
        android:toAlpha="1.0" />
    
    <translate
        android:fromXDelta="500"
        android:toXDelta="0" />
    
</set>

(3) 为ViewGroup指定android：layoutAnimation属性：android：LayoutAnimation=“@anim/anim_layout”。对于ListView来说，这样ListView的item就具有出场动画了，这种方式适合所有的ViewGroup，如下所示。

<ListView
    android:id="@+id/list"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    android:layoutAnimation="@anim/anim_layout" />

我们除了可以在XML中指定LayoutAnimation外，还可以通过LayoutAnimationController来实现，具体代码如下所示：

ListView listView=(ListView) findViewById(R.id.list);
Animation animation=AnimationUtils.loadAnimation(this,R.anim.anim_item);
LayoutAnimationController controller=new LayoutAnimationController(animation);
controller.setDelay(0.5f);
controller.setOrder(LayoutAnimationController.ORDER_NORMAL);
listView.setLayoutAnimation(controller);

2.2Activity的切换效果

Activity有默认的切换效果，但是这个效果我们是可以自定义的，主要用到overridePendingTransition(int enterAnim，int exitAnim)这个方法，这个方法必须在startActivity(Intent)或者finish()之后被调用才能生效，它的参数含义如下：

  • enterAnim——Activity被打开时，所需的动画资源id；

  • exitAnim——Activity被暂停时，所需的动画资源id。

当启动一个Activity时，可以按照如下方式为其添加自定义的切换效果：

Intent intent=new Intent(this,TestActivity.class);
startActivity(intent);
overridePendingTransition(R.anim.enter_anim,R.anim.exit_anim);

当Activity退出时，也可以为其指定自己的切换效果，如下所示：

@Override
public void finish()
    super.finish();
    overridePendingTransition(R.anim.enter_anim,R.anim.exit_anim);

需要注意的是，overridePendingTransition这个方法必须位于startActivity或者finish的后面，否则动画效果将不起作用。

Fragment也可以添加切换动画，我们可以通过FragmentTransition中的setCustomAnimation()方法来添加切换动画，这个切换动画需要的是View动画。

3.属性动画

属性动画是API 11新加入的特性，和View动画不同，它对作用对象进行了扩展，属性动画可以对任何对象做动画，甚至还可以没有对象。除了对作用对象进行了扩展以外，属性动画的效果也得到了加强，不再像View动画那样只能支持四种简单的变换。属性动画中有ValueAnimator、ObjectAnimator和AnimatorSet等概念，通过它们可以实现绚丽的动画。

3.1使用属性动画

属性动画可以对任意对象的属性进行动画而不仅仅是View，动画默认时间间隔300ms，默认帧率10ms/帧。其可以达到的效果是：在一个时间间隔内完成对象从一个属性值到另一个属性值的改变。可是属性动画从API 11才有，而为了做好兼容问题我们可以选择开源动画库nineoldandroids来兼容以前的版本(Nineoldandroids对属性动画做了兼容，在API 11以前的版本其内部是通过代理View动画来实现的，因此在Android低版本上，它的本质还是View动画)

那么到底该如何使用动画呢？下面我们来举几个简单的例子：

(1) 改变一个对象(myObject)的translationY属性，让其沿着Y轴向上平移一段距离：它的高度，该动画在默认时间内完成，动画的完成时间是可以自定义的。想要灵活的效果我们还可以定义插值器和估值算法，但是一般来说我们不需要自定义，系统已经预置了一些，能够满足常用的动画。

ObjectAnimator.ofFloat(textView,"translationY",-textView.getHeight()).start();

(2) 改变一个对象的背景属性，典型的情形是改变View的背景色，下面的动画可以让背景在3秒内实现从0xFFFF8080到0xFF8080FF的渐变，动画会无限循环而且会有反转的效果。

ValueAnimator colorAnim=ObjectAnimator.ofInt(textView,"backgroundColor",0xFFFF8080,0xFF8080FF);
colorAnim.setDuration(3000);
colorAnim.setEvaluator(new ArgbEvaluator());//设置估值器
colorAnim.setRepeatCount(ValueAnimator.INFINITE);//设置迭代次数(无限的)
colorAnim.setRepeatMode(ValueAnimator.REVERSE);//设置重复播放动画模式(倒序)
colorAnim.start();

(3) 动画集合，5秒内对View进行旋转，平移，缩放和透明度的变化

AnimatorSet set=new AnimatorSet();
set.playTogether(
        ObjectAnimator.ofFloat(textView,"rotationX",0,360),
        ObjectAnimator.ofFloat(textView,"rotationY",0,180),
        ObjectAnimator.ofFloat(textView,"rotation",0,-90),
        ObjectAnimator.ofFloat(textView,"translationX",0,90),
        ObjectAnimator.ofFloat(textView,"translationY",0,90),
        ObjectAnimator.ofFloat(textView,"scaleX",1,1.5f),
        ObjectAnimator.ofFloat(textView,"scaleY",1,0.5f),
        ObjectAnimator.ofFloat(textView,"alpha",1,0.25f,1)
);
set.setDuration(5*1000).start();

属性动画除了通过代码实现以外，还可以通过XML来定义。属性动画需要定义在res/animator/目录下，它的语法如下所示：

<set android:ordering=["together" | "sequentially"]>
	<objectAnimator
		android:propertyName="string"
		android:duration="int"
		android:valueFrom="float | int | color""
		android:valueTo="float | int | color"
		android:startoffset="int"
		android:repeatCount="int"
		android:repeatMode=["restart" | "reverse"]
		android:valueType=["intType" | "floatType"]/>
		
	<animator
		android:duration="int"
		android:valueFrom="float | int | color"
		android:valueTo="float | int | color"
		android:startOffset-"int" 
		android:repeatCount="int"
		android:repeatMode= ["restart" | "reverse"]
		android:valueType=["intType" | "floatType"]/>
	<set>
		...
	</set>
</set>

在XML中可以定义ValueAnimator、ObjectAnimator以及AnimatorSet，其中< set >标签对应AnimatorSet，< animator >标签对应ValueAnimator，而< objectAnimator >则对应ObjectAnimator。< set >标签的android：ordering属性有两个可选值：“together”和“sequentially”，其中“together”表示动画集合中的子动画同时播放，“sequentially”则表示动画集合中的子动画按照前后顺序依次播放，android：ordering属性的默认值是“together”。

对于< objectAnimator >标签的各个属性的含义，下面简单说明一下，对于< animator >标签这里就不再介绍了，因为它只是比< objectAnimator >少了一个android：propertyName属性而已，其他都是一样的。

  • android：propertyName——表示属性动画的作用对象的属性的名称；

  • android：duration——表示动画的时长；

  • android：valueFrom——表示属性的起始值；

  • android：valueTo——表示属性的结束值；

  • android：startOffset——表示动画的延迟时间，当动画开始后，需要延迟多少毫秒才会真正播放此动画；

  • android：repeatCount——表示动画的重复次数；

  • android：repeatMode——表示动画的重复模式；

  • android：valueType——表示android：propertyName所指定的属性的类型，有“intType”和“floatType”两个可选项，分别表示属性的类型为整型和浮点型。另外，如果android：propertyName所指定的属性表示的是颜色，那么不需要指定android：valueType，系统会自动对颜色类型的属性做处理。

对于一个动画来说，有两个属性这里要特殊说明一下，一个是android：repeatCount，它表示动画循环的次数，默认值为，其中-1表示无限循环；另一个是android：repeatMode，它表示动画循环的模式，有两个选项：“restart”和“reverse”，分别表示连续重复和逆向重复。连续重复比较好理解，就是动画每次都重新开始播放，而逆向重复是指第一次播放完以后，第二次会倒着播放动画，第三次再重头开始播放动画，第四次再倒着播放动画，如此反复。

下面是一个具体的例子，我们通过XML定义一个属性动画并将其作用在View上，如下所示：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<set xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:ordering="together" >
    
    <objectAnimator
        android:propertyName="x"
        android:duration="300"
        android:valueTo="200"
        android:valueType="floatType" />
    
    <objectAnimator
        android:propertyName="y"
        android:duration="300"
        android:valueTo="300"
        android:valueType="floatType" />
    
</set>

如何使用上面的属性动画呢？如下所示：

AnimatorSet set=(AnimatorSet) AnimatorInflater.loadAnimator(this,R.animator.test);
set.setTarget(textView);
set.start();

在实际开发中建议采用代码来实现属性动画，这时因为通过代码来实现比较简单。更重要的是，很多时候一个属性的起始值是无法确定的，比如让一个Button从屏幕左边移动到屏幕的右边，由于我们无法提前知道屏幕的宽度，因此无法将属性动画定义在XML中，在这种情况下就必须通过代码来动态地创建属性动画。

3.2理解插值器和估值器

TimeInterpolator中文翻译为时间插值器，它的作用是根据时间流逝的百分比来计算出当前属性值改变的百分比，系统预置的有LinearInterpolator(线性插值器：匀速动画)、AccelerateDecelerateInterpolator(加速减速插值器：动画两头慢中间快)和DecelerateInterpolator(减速插值器：动画越来越慢)等。TypeEvaluator的中文翻译为类型估值算法，也叫估值器，它的作用是根据当前属性改变的百分比来计算改变后的属性，系统预置的有IntEvaluator(针对整型属性)、FloatEvaluator(针对浮点属性)和ArgbEvaluator(针对Color属性)。(插值器决定属性随时间改变的规律，而具体变化的属性值则交给估值器进行计算)

现在我们来看一个实例，当一个动画来到了第三帧(x=20，t=20ms)，当时间t=20ms的时候，时间流逝的百分比是0.5(20/40=0.5)，意味着现在时间过了一半，那x应该改变多少呢？这个就由插值器和估值算法来确定。拿线性插值器来说，当时间流逝一半的时候，x的变换也应该是一半ÿ

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