WPF MVVM模式下动画的实现

Posted 2021-03-15 lonelyxmas

原文:WPF MVVM模式下动画的实现

在MVVM模式下，数据的显示都是通过绑定来实现的。当我们在ViewModel里修改数据时，View里面的界面会瞬间变化。但是如果我们希望这个变化有一个动画效果，应该怎么做呢？

可能一开始我们会想到DoubleAnimation、StoryBoard这些东西，但我们很快就会发现，它们只能操作View里面的元素，我们无法在ViewModel里使用它们。

我们在这里使用的方法是：创建一个类似DoubleAnimation的类，它的操作对象就是普通的double类型。在某一个时间段内，double类型的属性连续变化，View里的元素也会显示出一个动画的效果。

首先我们在View里放一个小正方形：

<Canvas>
    <Rectangle Width="10" Height="10" Fill="Red" Canvas.Left="{Binding RectLeft}"/>
</Canvas>

我们看到，正方形的Canvas.Left属性绑定了一个名为RectLeft的属性。而ViewModel也相当简单：

[ImplementPropertyChanged]
public class ViewModel
{
    public double RectLeft { get; set; }
}

我们这里用到了Fody.PropertyChanged，所以不用写RaisePropertyChanged那些代码。相关的资料可到百度上搜索。

好了，我们现在只要在某个时间段内，让RectLeft从一个值缓缓地变到另一个值，小正方形就会动起来了。

我们新建一个同样名叫DoubleAnimation的自定义类，然后我们这样来使用它：

DoubleAnimation ani = new DoubleAnimation(10, 700, 1000, (v) =>
{
    RectLeft = v;
});
ani.BeginAnimation();

第一个参数是From，第二个参数是To，第三个参数是时间，第四个参数是一个委托，用来改变RectLeft的值。由于RectLeft是一个属性，我们没办法用ref标记把它作为引用参数，只能用这种方法去改变它。

好了，我们现在就来看DoubleAnimation的实现，上代码：

public class DoubleAnimation
{
    /// <summary>
    /// 最小时间单元
    /// </summary>
    private const int MinTimeUnit = 40;
 
    private int Segments;
    private double[] MidValues;
 
    /// <summary>
    /// 构造DoubleAnimation
    /// </summary>
    /// <param name="from">起始点</param>
    /// <param name="to">结束点</param>
    /// <param name="interval">周期，单位毫秒</param>
    /// <param name="setvalue">设值函数</param>
    public DoubleAnimation(double from, double to, int interval, Action<double> setvalue)
    {
        From = from;
        To = to;
        Interval = interval;
        SetValue = setvalue;
    }
 
    /// <summary>
    /// 起始点
    /// </summary>
    private double From { get; set; }
 
    /// <summary>
    /// 结束点
    /// </summary>
    private double To { get; set; }
 
    /// <summary>
    /// 周期，单位毫秒
    /// </summary>
    private int Interval { get; set; }
 
    /// <summary>
    /// 设值函数
    /// </summary>
    private Action<double> SetValue;
 
    /// <summary>
    /// 完成函数
    /// </summary>
    public Action Completed;
 
    /// <summary>
    /// 缓动方法
    /// </summary>
    public EasingMethod EasingMethod { get; set; } = EasingMethod.Linear;
 
    /// <summary>
    /// 开始动画
    /// </summary>
    public void BeginAnimation()
    {
        Segments = Interval / MinTimeUnit;
        if (Segments == 0)
        {
            Segments = 1;
        }
 
        MidValues = new double[Segments + 1];
        MidValues[0] = From;
        MidValues[Segments] = To;
        CalcMidValues();
 
        new Thread(() =>
        {
            for (int i = 0; i < Segments; i++)
            {
                SetValue(MidValues[i]);
                Thread.Sleep(MinTimeUnit);
            }
            SetValue(MidValues[Segments]);
 
            Completed?.Invoke();
        }).Start();
    }
 
    /// <summary>
    /// 计算中间值
    /// </summary>
    private void CalcMidValues()
    {
        if (EasingMethod == EasingMethod.Linear)
        {
            double gap = (To - From) / Segments;
            double current = From;
            for (int i = 1; i < Segments; i++)
            {
                current += gap;
                MidValues[i] = current;
            }
        }
    }
}

代码其实很简单，我们分步骤看：

（1）我们设置好起点From、终点To，时间Interval。

（2）我们知道，1/24秒是一般电影的帧率，也就是差不多40ms一帧，在这个频率下，人眼会觉得动画是连续的。

（3）我们把总时间进行分段，例如是1s，这里面应该有1000/40=25段，端点就是26个。我们计算出26个端点的值。

（4）最普遍也最简单的计算就是线性插值了。我们知道，.NET里面的Animation提供了大量的EasingFunction，它们的作用就是在这里插值用的。这个日后可以完善，慢慢加到类里面。

（5）好了，最重要的一步，就是不断地改变RectLeft的值。在这里，我们是40ms改变一次。可以考虑使用定时器或是线程来做，我们这里用线程去做。代码确实简单，就是一个for循环，改变一次值之后，“睡”40ms。完了之后如果有需要的，可以调用一个Completed的事件。