Android动画深入原理分析

简介:

动画分类

Android动画可以分3种:View动画,帧动画和属性动画;属性动画为API11的新特性,在低版本是无法直接使用属性动画的,但可以用nineoldAndroids来实现(但是本质还是viiew动画)。学习本篇内容主要掌握以下知识:

1,View动画以及自定义View动画。
2,View动画的一些特殊使用场景。
3,对属性动画做了一个全面的介绍。
4,使用动画的一些注意事项。


view动画

  • View动画的四种变换效果对应着Animation的四个子类:TranslateAnimation(平移动画)、ScaleAnimation(缩放动画)、RotateAnimation(旋转动画)和AlphaAnimation(透明度动画),他们即可以用代码来动态创建也可以用XML来定义,推荐使用可读性更好的XML来定义。
  • <set>标签表示动画集合,对应AnimationSet类,它可以包含若干个动画,并且他的内部也可以嵌套其他动画集合。android:interpolator 表示动画集合所采用的插值器,插值器影响动画速度,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。
    android:shareInterpolator表示集合中的动画是否和集合共享同一个插值器,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默认值。
  • Animation通过setAnimationListener方法可以给View动画添加过程监听。
  • 自定义View动画只需要继承Animation这个抽象类,并重写initialize和applyTransformation方法,在initialize方法中做一些初始化工作,在applyTransformation中进行相应的矩形变换,很多时候需要采用Camera来简化矩形变换过程。
  • 帧动画是顺序播放一组预先定义好的图片,类似电影播放;使用简单但容易引发OOM,尽量避免使用过多尺寸较大的图片。

  • view动画应用场景

    LayoutAnimation作用于ViewGroup,为ViewGroup指定一个动画,当他的子元素出场的时候都会具有这种动画,ListView上用的多,LayoutAnimation也是一个View动画。
    代码实现:

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    1. <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>  
    2. <layoutAnimation xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"  
    3.  android:animationOrder="normal"  
    4.  android:delay="0.3" android:animation="@anim/anim_item"/>  
    5.   
    6. //--- animationOrder 表示子元素的动画的顺序,有三种选项:  
    7. //normal(顺序显示)、reverse(逆序显示)和random(随机显示)。  
    8.   
    9. <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>  
    10. <set xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"  
    11.  android:duration="300"  
    12.  android:shareInterpolator="true">  
    13.  <alpha  
    14.      android:fromAlpha="0.0"  
    15.      android:toAlpha="1.0" />  
    16.  <translate  
    17.      android:fromXDelta="300"  
    18.      android:toXDelta="0" />  
    19. </set>  
    第一种,在布局中引用LayoutAnimation
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    1. <ListView  
    2.      android:id="@+id/lv"  
    3.      android:layout_width="match_parent"  
    4.      android:layout_height="0dp"  
    5.      android:layout_weight="1"  
    6.      android:layoutAnimation="@anim/anim_layout"/>  
    第二种,代码种使用
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    1. Animation animation = AnimationUtils.loadAnimation(this, R.anim.anim_item);  
    2. LayoutAnimationController controller = new LayoutAnimationController(animation);  
    3. controller.setDelay(0.5f);  
    4. controller.setOrder(LayoutAnimationController.ORDER_NORMAL);  
    5. listview.setLayoutAnimation(controller);  

    帧动画

      逐帧动画(Frame-by-frame Animations)从字面上理解就是一帧挨着一帧的播放图片,类似于播放电影的效果。不同于View动画,Android系统提供了一个类AnimationDrawable来实现帧动画,帧动画比较简单,我们看一个例子就行了。
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    1. <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>  
    2. <animation-list xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"  
    3.     android:oneshot="false">  
    4.   
    5.     <item  
    6.         android:drawable="@mipmap/lottery_1"  
    7.         android:duration="200" />  
    8.   // ...省略很多  
    9.     <item  
    10.         android:drawable="@mipmap/lottery_6"  
    11.         android:duration="200" />  
    12.   
    13. </animation-list>  

    然后
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    1. imageView.setImageResource(R.drawable.frame_anim);  
    2. AnimationDrawable animationDrawable = (AnimationDrawable) imageView.getDrawable();  
    3. animationDrawable.start();//启动start,关闭stop  

    属性动画

    属性动画是Android 3.0新加入(api 11)的功能,不同于之前的view动画(看过的都知道,view动画比如实现的位移其实不是真正的位置移动,只是实现了一些简单的视觉效果)。属性动画对之前的动画做了很大的拓展,毫不夸张的说,属性动画可以实现任何动画效果,因为在作用的对象是属性(对象),属性动画中有几个概念需要我们注意下,

    ValueAnimator、ObjectAnimator、AnimatorSet等。

    属性动画作用属性

    1,属性动画可以对任意对象的属性进行动画而不仅仅是View,属性动画默认间隔300ms,默认帧率10ms/帧。
    2,看一段代码
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    1. <set  
    2.   android:ordering=["together" | "sequentially"]>  
    3.   
    4.     <objectAnimator  
    5.         android:propertyName="string"  
    6.         android:duration="int"  
    7.         android:valueFrom="float | int | color"  
    8.         android:valueTo="float | int | color"  
    9.         android:startOffset="int"  
    10.         android:repeatCount="int"  
    11.         android:repeatMode=["repeat" | "reverse"]  
    12.         android:valueType=["intType" | "floatType"]/>  
    13.   
    14.     <animator  
    15.         android:duration="int"  
    16.         android:valueFrom="float | int | color"  
    17.         android:valueTo="float | int | color"  
    18.         android:startOffset="int"  
    19.         android:repeatCount="int"  
    20.         android:repeatMode=["repeat" | "reverse"]  
    21.         android:valueType=["intType" | "floatType"]/>  
    22.   
    23.     <set>  
    24.         ...  
    25.     </set>  
    26. </set>  

    <set>
    它代表的就是一个AnimatorSet对象。里面有一个 ordering属性,主要是指定动画的播放顺序。

    <objectAnimator> 
    它表示一个ObjectAnimator对象。它里面有很多属性,我们重点需要了解的也是它。
    android:propertyName -------属性名称,例如一个view对象的”alpha”和”backgroundColor”。
    android:valueFrom   --------变化开始值
    android:valueTo ------------变化结束值
    android:valueType -------变化值类型 ,它有两种值:intType和floatType,默认值floatType。
    android:duration ---------持续时间
    android:startOffset ---------动画开始延迟时间
    android:repeatCount --------重复次数,-1表示无限重复,默认为-1
    android:repeatMode 重复模式,前提是android:repeatCount为-1 ,它有两种值:”reverse”和”repeat”,分别表示反向和顺序方向。

    <animator>
    它对应的就是ValueAnimator对象。它主要有以下属性。
    android:valueFrom
    android:valueTo
    android:duration
    android:startOffset
    android:repeatCount
    android:repeatMode
    android:valueType

    定义了一组动画之后,我们怎么让它运行起来呢?
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    1. AnimatorSet set = (AnimatorSet) AnimatorInflater.loadAnimator(myContext,  
    2.     R.anim.property_animator);  
    3. set.setTarget(myObject);//myObject表示作用的对象  
    4. set.start();  

    插值器和估值器

    时间插值器(TimeInterpolator)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),DecelerateInterpolator(减速插值器:动画越来越慢)。

    注:这里的插值器很多,可以翻看我之前关于插值器的讲解。

    估值器(TypeEvaluator)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值。系统预置有IntEvaluator 、FloatEvaluator 、ArgbEvaluator。

    举个简单的例子吧
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    1. public class IntEvaluator implements TypeEvaluator<Integer> {  
    2.  public Integer evaluate(float fraction, Integer startValue, Integer endValue) {  
    3.      int startInt = startValue;  
    4.      return (int)(startInt + fraction * (endValue - startInt));  
    5.  }  
    6. }  
    上述代码就是计算当前属性所占总共的百分百。

    插值器和估值器除了系统提供之外,我们还可以自定义实现,自定义插值器需要实现Interpolator或者TimeInterpolator;自定义估值器算法需要实现TypeEvaluator。

    属性动画监听器

    属性动画监听器用于监听动画的播放过程,主要有两个接口:AnimatorUpdateListener和AnimatorListener 。
    AnimatorListener 
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    1. public static interface AnimatorListener {  
    2.     void onAnimationStart(Animator animation); //动画开始  
    3.     void onAnimationEnd(Animator animation); //动画结束  
    4.     void onAnimationCancel(Animator animation); //动画取消  
    5.     void onAnimationRepeat(Animator animation); //动画重复播放  
    6. }  
    AnimatorUpdateListener
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    1. public static interface AnimatorUpdateListener {  
    2.     void onAnimationUpdate(ValueAnimator animator);  
    3. }  

    应用场景

    这里我们先提一个问题:给Button加一个动画,让Button在2秒内将宽带从当前宽度增加到500dp,也行你会说,很简单啊,直接用view动画就可以实现,view动画不是有个缩放动画,但是你可以试试,view动画是不支持对宽度和高度进行改变的。Button继承自TextView,setWidth是对TextView的,所以直接对Button做setWidth是不行的。那么要怎么做呢?
    针对上面的问题,官网api给出了如下的方案:
    • 给你的对象加上get和set方法,如果你有权限的话
    • 用一个类来包装原始对象,间接提高get和set方法
    • 采用ValueAnimator,监听动画执行过程,实现属性的改变

    有了上面的说明,我们大致明白了,要实现开始说的这个问题的效果,我们需要用一个间接的类来实现get和set方法或者自己实现一个ValueAnimator。
    第一种,自己封装一个类实现get和set方法,这也是我们常用的,拓展性强

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    1. public class ViewWrapper {  
    2.  private View target;  
    3.  public ViewWrapper(View target) {  
    4.      this.target = target;  
    5.  }  
    6.  public int getWidth() {  
    7.      return target.getLayoutParams().width;  
    8.  }  
    9.  public void setWidth(int width) {  
    10.      target.getLayoutParams().width = width;  
    11.      target.requestLayout();  
    12.  }  
    13. }  

    第二种,采用ValueAnimator,监听动画过程。

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    1. private void startValueAnimator(final View target, final int start, final int end) {  
    2.    ValueAnimator valueAnimator = ValueAnimator.ofInt(1, 100);  
    3.    valueAnimator.addUpdateListener(new ValueAnimator.AnimatorUpdateListener() {  
    4.        private IntEvaluator mEvaluation = new IntEvaluator();//新建一个整形估值器作为临时变量  
    5.   
    6.        @Override  
    7.        public void onAnimationUpdate(ValueAnimator animation) {  
    8.            //获得当前动画的进度值 1~100之间  
    9.            int currentValue = (int) animation.getAnimatedValue();  
    10.            //获得当前进度占整个动画过程的比例,浮点型,0~1之间  
    11.            float fraction = animation.getAnimatedFraction();  
    12.            //调用估值器,通过比例计算出宽度   
    13.            int targetWidth = mEvaluation.evaluate(fraction, start, end);  
    14.            target.getLayoutParams().width = targetWidth;  
    15.            //设置给作用的对象,刷新页面  
    16.            target.requestLayout();  
    17.        }  
    18.    });  
    19. }  

    属性动画的工作原理

    属性动画的工作原理,主要是对作用的对象不断的调用get/set方法来改变初始值和最终值,然后set到动画属性上即可。然后通过消息机制(Handler(不过这里的Handler不是我们常用的handler,而是AnimationHandler,它其实本质就是一个Runable)和Looper去将动画执行出来),通过代码我们发现它调了JNI的代码,不过这个我们不用关心,我们直接看ObjectAnimator.start()
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    1. private void start(boolean playBackwards) {  
    2.         if(Looper.myLooper() == null) {  
    3.             throw new AndroidRuntimeException("Animators may only be run on Looper threads");  
    4.         } else {  
    5.             this.mPlayingBackwards = playBackwards;  
    6.             this.mCurrentIteration = 0;  
    7.             this.mPlayingState = 0;  
    8.             this.mStarted = true;  
    9.             this.mStartedDelay = false;  
    10.             ((ArrayList)sPendingAnimations.get()).add(this);  
    11.             if(this.mStartDelay == 0L) {  
    12.                 this.setCurrentPlayTime(this.getCurrentPlayTime());  
    13.                 this.mPlayingState = 0;  
    14.                 this.mRunning = true;  
    15.                 if(this.mListeners != null) {  
    16.                     ArrayList animationHandler = (ArrayList)this.mListeners.clone();  
    17.                     int numListeners = animationHandler.size();  
    18.   
    19.                     for(int i = 0; i < numListeners; ++i) {  
    20.                         ((AnimatorListener)animationHandler.get(i)).onAnimationStart(this);  
    21.                     }  
    22.                 }  
    23.             }  
    24.   
    25.             ValueAnimator.AnimationHandler var5 = (ValueAnimator.AnimationHandler)sAnimationHandler.get();  
    26.             if(var5 == null) {  
    27.                 var5 = new ValueAnimator.AnimationHandler(null);  
    28.                 sAnimationHandler.set(var5);  
    29.             }  
    30.   
    31.             var5.sendEmptyMessage(0);  
    32.         }  
    33.     }  

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    1. private static final ThreadLocal<ArrayList<ValueAnimator>> sAnimations = new ThreadLocal() {  
    2.        protected ArrayList<ValueAnimator> initialValue() {  
    3.            return new ArrayList();  
    4.        }  
    5.    };  
    6.    private static final ThreadLocal<ArrayList<ValueAnimator>> sPendingAnimations = new ThreadLocal() {  
    7.        protected ArrayList<ValueAnimator> initialValue() {  
    8.            return new ArrayList();  
    9.        }  
    10.    };  
    11.    private static final ThreadLocal<ArrayList<ValueAnimator>> sDelayedAnims = new ThreadLocal() {  
    12.        protected ArrayList<ValueAnimator> initialValue() {  
    13.            return new ArrayList();  
    14.        }  
    15.    };  
    16.    private static final ThreadLocal<ArrayList<ValueAnimator>> sEndingAnims = new ThreadLocal() {  
    17.        protected ArrayList<ValueAnimator> initialValue() {  
    18.            return new ArrayList();  
    19.        }  
    20.    };  
    21.    private static final ThreadLocal<ArrayList<ValueAnimator>> sReadyAnims = new ThreadLocal() {  
    22.        protected ArrayList<ValueAnimator> initialValue() {  
    23.            return new ArrayList();  
    24.        }  
    25.    };  

    这里系统怎么计算每一帧的动画的呢,看看下面的代码
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    1. void animateValue(float fraction) {  
    2.         fraction = this.mInterpolator.getInterpolation(fraction);  
    3.         this.mCurrentFraction = fraction;  
    4.         int numValues = this.mValues.length;  
    5.   
    6.         int numListeners;  
    7.         for(numListeners = 0; numListeners < numValues; ++numListeners) {  
    8.             this.mValues[numListeners].calculateValue(fraction);  
    9.         }  
    10.   
    11.         if(this.mUpdateListeners != null) {  
    12.             numListeners = this.mUpdateListeners.size();  
    13.   
    14.             for(int i = 0; i < numListeners; ++i) {  
    15.                 ((ValueAnimator.AnimatorUpdateListener)this.mUpdateListeners.get(i)).onAnimationUpdate(this);  
    16.             }  
    17.         }  
    18.   
    19.     }  

    不过我们知道要改变动画,一定调用了get/set方法,那我们重点看下这相关的代码。这段代码在setProperty方法里面
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    1. public void setProperty(Property property) {  
    2.        if(this.mValues != null) {  
    3.            PropertyValuesHolder valuesHolder = this.mValues[0];  
    4.            String oldName = valuesHolder.getPropertyName();  
    5.            valuesHolder.setProperty(property);  
    6.            this.mValuesMap.remove(oldName);  
    7.            this.mValuesMap.put(this.mPropertyName, valuesHolder);  
    8.        }  
    9.   
    10.        if(this.mProperty != null) {  
    11.            this.mPropertyName = property.getName();  
    12.        }  
    13.   
    14.        this.mProperty = property;  
    15.        this.mInitialized = false;  
    16.    }  
    这里有一个PropertyValuesHolder,顾名思义这是一个操作数据的类,和我们的adapter的Holder差不多,该方法的get方法主要用到了反射。
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    1. private void setupValue(Object target, Keyframe kf) {  
    2.        if(this.mProperty != null) {  
    3.            kf.setValue(this.mProperty.get(target));  
    4.        }  
    5.   
    6.        try {  
    7.            if(this.mGetter == null) {  
    8.                Class e = target.getClass();  
    9.                this.setupGetter(e);  
    10.            }  
    11.   
    12.            kf.setValue(this.mGetter.invoke(target, new Object[0]));  
    13.        } catch (InvocationTargetException var4) {  
    14.            Log.e("PropertyValuesHolder", var4.toString());  
    15.        } catch (IllegalAccessException var5) {  
    16.            Log.e("PropertyValuesHolder", var5.toString());  
    17.        }  
    18.   
    19.    }  

    代码就看到这,有兴趣的可以去看下源码



    使用属性动画需要注意的事项

  • 使用帧动画时,当图片数量较多且图片分辨率较大的时候容易出现OOM,需注意,尽量避免使用帧动画。
  • 使用无限循环的属性动画时,在Activity退出时即使停止,否则将导致Activity无法释放从而造成内存泄露
  • View动画是对View的影像做动画,并不是真正的改变了View的状态,因此有时候会出现动画完成后View无法隐藏(setVisibility(View.GONE)失效),这时候调用view.clearAnimation()清理View动画即可解决。
  • 不要使用px,使用px会导致不同设备上有不同的效果。
  • View动画是对View的影像做动画,View的真实位置没有变动,也就导致点击View动画后的位置触摸事件不会响应,属性动画不存在这个问题。
  • 使用动画的过程中,使用硬件加速可以提高动画的流畅度。
  • 动画在3.0以下的系统存在兼容性问题,特殊场景可能无法正常工作,需做好适配工作。
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    安卓与iOS开发环境对比分析
    在移动应用开发的广阔天地中,安卓和iOS两大平台各自占据半壁江山。本文深入探讨了这两个平台的开发环境,从编程语言、开发工具到用户界面设计等多个角度进行比较。通过实际案例分析和代码示例,我们旨在为开发者提供一个清晰的指南,帮助他们根据项目需求和个人偏好做出明智的选择。无论你是初涉移动开发领域的新手,还是寻求跨平台解决方案的资深开发者,这篇文章都将为你提供宝贵的信息和启示。
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    3月前
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    缓存 Java Shell
    Android 系统缓存扫描与清理方法分析
    Android 系统缓存从原理探索到实现。
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    Android 系统缓存扫描与清理方法分析
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    2月前
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    安全 Android开发 数据安全/隐私保护
    深入探索Android与iOS系统安全性的对比分析
    在当今数字化时代,移动操作系统的安全已成为用户和开发者共同关注的重点。本文旨在通过比较Android与iOS两大主流操作系统在安全性方面的差异,揭示两者在设计理念、权限管理、应用审核机制等方面的不同之处。我们将探讨这些差异如何影响用户的安全体验以及可能带来的风险。
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    3月前
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    Android开发 UED
    Android 中加载 Gif 动画
    【10月更文挑战第20天】加载 Gif 动画是 Android 开发中的一项重要技能。通过使用第三方库或自定义实现,可以方便地在应用中展示生动的 Gif 动画。在实际应用中,需要根据具体情况进行合理选择和优化,以确保用户体验和性能的平衡。可以通过不断的实践和探索,进一步掌握在 Android 中加载 Gif 动画的技巧和方法,为开发高质量的 Android 应用提供支持。
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    3月前
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    存储 Linux Android开发
    Android底层:通熟易懂分析binder:1.binder准备工作
    本文详细介绍了Android Binder机制的准备工作,包括打开Binder驱动、内存映射(mmap)、启动Binder主线程等内容。通过分析系统调用和进程与驱动层的通信,解释了Binder如何实现进程间通信。文章还探讨了Binder主线程的启动流程及其在进程通信中的作用,最后总结了Binder准备工作的调用时机和重要性。
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    3月前
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    XML 前端开发 Android开发
    Android View的绘制流程和原理详细解说
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