Android之动画

Android的动画可以分为三种，View动画、帧动画、属性动画。View动画通过对场景里的对象不断做图像变化（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，而且View动画支持自定义。帧动画可以理解为图片切换动画（如果图片过多，会导致OOM）。属性动画为API11的新特性，属性动画通过通过动态地改变对象的属性从而达到动画效果。

View动画

View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,AlphaAnimation。这四种动画可以通过XML来定义，也可以通过代码动态创建。对于View动画来说，建议XML来定义，这是因为XML格式的动画可读性好。

View动画的四种变换
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

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<set xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:interpolator="@android:anim/accelerate_decelerate_interpolator"
    android:shareInterpolator="true"
    android:duration="1000"
    android:fillAfter="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="float"
        android:pivotX="float"
        android:pivotY="float" />
</set>

View动画可以是单个动画，也可以是一系列动画组成。<set>表示动画集合，对应AnimationSet类。

android：interpolator：表示动画集合所使用的插值器，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速度。

android：shareInterpolator：表示集合中的动画是否共享同一个插值器。如果不指定插值器，那么子动画就需要单独指定所需要的插值器或者使用默认值。

AlphaAnimation anim = (AlphaAnimation) AnimationUtils.loadAnimation(this, R.anim.anim_test);
TextView tv = findViewById(R.id.tv);
tv.startAnimation(anim);

除了XML定义动画之外，还可以使用代码创建动画。

AlphaAnimation alphaAnimation = new AlphaAnimation(0, 1);
alphaAnimation.setDuration(300);
TextView tv = findViewById(R.id.tv);
tv.startAnimation(alphaAnimation);

注意：通过Animation的setAnimationListener的方法可以给View动画添加过程监听。如适用于带动画的启动页，监听动画完成后进入MainActivity。

anim.setAnimationListener(new Animation.AnimationListener() {
      @Override
      public void onAnimationStart(Animation animation) {}
      @Override
      public void onAnimationEnd(Animation animation) {}
      @Override
      public void onAnimationRepeat(Animation animation) {}
});

自定义View动画：

自定义View动画是一件简单而复杂的事情。说简单是：因为派生一种新动画只需要集成Animation这个抽象类，然后重写它的initialize和applyTransformation方法。在initialize中进行初始化工作，在applyTransformation中进行相应的矩阵变换即可。很多时候需要Camera来简化矩阵变换过程。说复杂，是因为需要运用到矩阵变换的过程，使用到数学上的概念。之后再做相关的分析讲解。

帧动画

帧动画顺序播放一组预先定义好的图片，类似电影播放。不同于View动画，系统提供另外一个类AnimationDrawable来使用帧动画。帧动画的使用比较简单，先使用XML来定义一个AnimationDrawable。在drawable目录下创建：

<?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/img1" android:duration="500"/>
    <item android:drawable="@drawable/img2" android:duration="500"/>
    <item android:drawable="@drawable/img3" android:duration="500"/>
</animation-list>

将上述的Drawable作为View的背景并通过Drawable来播放动画。

TextView tv = findViewById(R.id.tv);
tv.startAnimation(alphaAnimation);
AnimationDrawable animationDrawable = (AnimationDrawable) tv.getBackground();
animationDrawable.start();

注意帧动画比较容易引起OOM，所以避免使用尺寸较大的图片。

View动画的特殊场景使用

在一些特殊场景下，如ViewGroup中控制子元素的出场效果，在Activity中实现不同Activity之间的切换效果。

LayoutAnimation作用于ViewGroup，作为ViewGroup指定一个动画，这样当它的子元素出场时都具有这样的效果。常见的ListView的Item的出场以一定的动画效果出现。

定义LayoutAnimation如下：

//res/anim/anim_layout.xml
<?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" />

delay表示子元素开始动画的时间延迟。比如说元素入场动画周期为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。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300m开始播放入场，以此类推。

animationOrder：子元素动画顺序，normal, reverse和random。

android:animation：为元素指定具体的入场动画。

为ViewGroup指定android：layoutAnimation属性，对于ListView而言，指定之后就是Item的出场动画了。除了XML中指定LayoutAnimation之外，还可以通过LayoutAnimationController来实现，具体如下：

ListView listView = findViewById(R.id.list_view);
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);

Activity的切换效果：

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

enterAnim - Activity被打开时，所需要的动画资源id

exitAnim - Activity被暂停时，所需要的动画资源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.exitAnim);

当Activityt退出时，也可以为其指定自定义的切换效果：

@Override
public void finish() {
     super.finish();
     overridePendingTransition(R.anim.enter_anim, R.anim.exitAnim);
}

Fragment也可以添加切换效果，可以通过FragmentTransaction中的setCustomAnimations()方法来添加切换动画，这个切换动画需要时View动画。还有其他的方法为Activity和Fragment添加切换动画，但是需要考略兼容为题。

属性动画

属性动画是API11新加入的特性，和View动画不同，它对作用的对象进行扩展，属性动画可以对任何对象做动画，甚至还可以没有对象。属性动画可以对任意对象的属性进行动画而不仅仅是View。属性动画中有ValueAnimator, ObjectAnimator和AnimatorSet等概念。为兼容之前的版本，采用nineoldandroids源动画库。

ObjectAnimator继承自ValueAnimator，AnimatorSet是动画集合。属性动画需要定义在res/animator/目录下。

改变一个对象myObject的translationY属性，让其沿着Y轴向上移动一段距离，在默认的时间完成。
1. ```
ObjectAnimator.ofFloat(tv, "translationY", -myObject.getHeight())
                .start();
```

改变一个对象背景色属性，典型的改变View背景，下面的动画可以让背景色在3s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(myObject, "backgroundColor", 0xFFFF8080, 0xFF8080FF);
        colorAnim.setDuration(3000);
        colorAnim.setEvaluator(new ArgbEvaluator());
        colorAnim.setRepeatCount(ValueAnimator.INFINITE);
        colorAnim.setRepeatMode(ValueAnimator.REVERSE);
        colorAnim.start();

动画集合，5秒内对View的旋转，平移，缩放和透明度都进行改变。

AnimatorSet set = new AnimatorSet();
set.playTogether(
         ObjectAnimator.ofFloat(view, "rotationX", 0, 360),
         ObjectAnimator.ofFloat(view, "rotationY", 0, 180),
         ObjectAnimator.ofFloat(view, "rotation", 0, -90),
         ObjectAnimator.ofFloat(view, "translationX", 0, 100),
         ObjectAnimator.ofFloat(view, "translationY", 0, 100),
         ObjectAnimator.ofFloat(view, "scaleX", 1, 1.5f),
         ObjectAnimator.ofFloat(view, "scaleY", 1, 0.5f),
         ObjectAnimator.ofFloat(view, "alpha", 1, 0.5f, 1)
);
set.setDuration(5 * 1000).start();

属性动画除了代码实现之外，还可以通过XML来定义。

eg.

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

加载上面的属性动画：

AnimatorSet set = (AnimatorSet) AnimatorInflater.loadAnimator(this, R.animator.property_animator);
set.setTarget(view);
set.start();

建议：属性动画采用代码来实现，这是因为代码的方式会比较简单，更重要的是，在一个属性起始值无法确定的情况下，将无法将属性定义在xml文件中。

插值器和估值器

TimeInterpolater：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)，DeceleratrInterpolator(减速插值器：动画越来越慢)等。

TypeEvaluator：类型估值算法，也叫做估值器。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值，系统预置的有IntEvaluator(针对整型属性)，FloatEvaluator(针对浮点型属性)，ArgbEvaluator(针对Color属性)。

线性差值器，属于匀速动画，其源码为：

/**
 * An interpolator where the rate of change is constant
 */
@HasNativeInterpolator
public class LinearInterpolator extends BaseInterpolator implements NativeInterpolatorFactory {

    public LinearInterpolator() {
    }

    public LinearInterpolator(Context context, AttributeSet attrs) {
    }

    public float getInterpolation(float input) {
        return input; /** 输入值和返回值一样 */
    }

    /** @hide */
    @Override
    public long createNativeInterpolator() {
        return NativeInterpolatorFactoryHelper.createLinearInterpolator();
    }
}

那到底输入数值是什么？这需要估值算法来确定，如整型估值器的源码为：

public class IntEvaluator implements TypeEvaluator<Integer> {

    /**
     * This function returns the result of linearly interpolating the start and end values, with
     * <code>fraction</code> representing the proportion between the start and end values. The
     * calculation is a simple parametric calculation: <code>result = x0 + t * (v1 - v0)</code>,
     * where <code>x0</code> is <code>startValue</code>, <code>x1</code> is <code>endValue</code>,
     * and <code>t</code> is <code>fraction</code>.
     *
     * @param fraction   The fraction from the starting to the ending values
     * @param startValue The start value; should be of type <code>int</code> or
     *                   <code>Integer</code>
     * @param endValue   The end value; should be of type <code>int</code> or <code>Integer</code>
     * @return A linear interpolation between the start and end values, given the
     *         <code>fraction</code> parameter.
     */
    public Integer evaluate(float fraction, Integer startValue, Integer endValue) {
        int startInt = startValue;
        return (int)(startInt + fraction * (endValue - startInt));
    }
}

evaluate方法的三个参数分别是估值小数，起始值，结束值。例子：匀速动画，对象从0位置到100，当估值小数位0.5的时候，根据算法result = 0 + 0.5(100 - 0) = 50。

属性动画要求对象有该属性的set方法和get方法（可选）。除了系统预置的插值器和估值算法外，我们还可以自定义。自定义差值算法需要实现Interpolator或TimeInterpolator；自定义估值算法需要实现TypeEvaluator。

属性动画的监听：

有两个常用的属性动画监听：AnimatorListener, AnimatorUpdateListener

ObjectAnimator animator = new ObjectAnimator();
animator.addListener(new Animator.AnimatorListener() {
        @Override
        public void onAnimationStart(Animator animation) {}

        @Override
        public void onAnimationEnd(Animator animation) {}

        @Override
        public void onAnimationCancel(Animator animation) {}

        @Override
        public void onAnimationRepeat(Animator animation) {}
});

从AnimatorListener的定义来看，它可以监听动画的开始，结束，取消和重复动画。

public static interface AnimatorUpdateListener {
    /**
     * <p>Notifies the occurrence of another frame of the animation.</p>
     *
     * @param animation The animation which was repeated.
     */
    void onAnimationUpdate(ValueAnimator animation);

}

AnimatorUpdateListener比较特殊，它会监听整个动画过程，动画是由许多帧组成的，每播放一帧onAnimationUpdate()就会被调用一次，利用这个特征，我们可以做一些特殊事情。

对任意属性做动画

例如TextView的宽度动画变为800的动画，当layout_width的属性为wrap_content时，是有动画的，但是如果设置为固定值之后，下面的属性动画就没有效果了。

//高度从原来的默认值变为800
ObjectAnimator objectAnimator = ObjectAnimator.ofInt(textView, "width", 800);
objectAnimator.setDuration(500);
objectAnimator.start();

这是因为：

public void setWidth(int pixels) {
    mMaxWidth = mMinWidth = pixels;
    mMaxWidthMode = mMinWidthMode = PIXELS;

    requestLayout();
    invalidate();
}

 public final int getWidth() {
       return mRight - mLeft;
 }

setWidth不是所谓意义上的宽度设置，所以就不会产生动画。对任意属性做动画，一般需要有set和get方法，设置流程如下：

如果没有属性设置获取权限，可以定义一个包裹类进行封装，实现set和get方法；如：

public static class ViewWrapper{

        private View mTarget;

        public ViewWrapper(View target){
            mTarget = target;
        }

        public void setWidth(int width){
            mTarget.getLayoutParams().width = width;
            mTarget.requestLayout();
        }

        public int getWidth(){
            return mTarget.getLayoutParams().width;
        }
}

ViewWrapper viewWrapper = new ViewWrapper(view);
ObjectAnimator widthAnimator = ObjectAnimator.ofInt(viewWrapper, "width", btn.getWidth(), 800)
        .setDuration(500);
widthAnimator.start();

这样，上面的TextView就可以实现宽度的动画效果了。

自定义View设置相关属性，进行动画案例：

/**
 * 自定义圆环
 * 对属性progress设置set和get方法
 * 就可以对CircleProgress的progress进行属性动画
 */
public class CircleProgress extends View{

    private Paint mPaint;
    private RectF rectF;
    private int progress = 270;
    int width, height;

    public CircleProgress(Context context) {
        super(context);
        init();
    }

    public CircleProgress(Context context, @Nullable AttributeSet attrs) {
        super(context, attrs);
        init();
    }

    public CircleProgress(Context context, @Nullable AttributeSet attrs, int defStyleAttr) {
        super(context, attrs, defStyleAttr);
        init();
    }

    private void init(){
        mPaint = new Paint(Paint.ANTI_ALIAS_FLAG);
        mPaint.setStyle(Paint.Style.STROKE);
        mPaint.setStrokeWidth(20);
        mPaint.setColor(Color.RED);
    }

    @Override
    protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
        super.onMeasure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);
        int widthMode = MeasureSpec.getMode(widthMeasureSpec);
        int widthSize = MeasureSpec.getSize(widthMeasureSpec);
        int heightMode = MeasureSpec.getMode(heightMeasureSpec);
        int heightSize = MeasureSpec.getSize(heightMeasureSpec);
        if (widthMode == MeasureSpec.EXACTLY){
            width = widthSize;
        }else{
            width = 100; //设置为默认值
        }

        if (heightMode == MeasureSpec.EXACTLY){
            height = heightSize;
        }else{
            height = 100; //设置为默认值
        }
        rectF = new RectF(20, 20, width-20, height-20);
        setMeasuredDimension(Math.min(width, height), Math.min(width, height)); //矩形
    }

    @Override
    protected void onDraw(Canvas canvas) {
        super.onDraw(canvas);
        canvas.drawArc(rectF, -90, progress, false, mPaint);
        invalidate();
    }

    public void setProgress(int progress){
        this.progress = progress;
    }

    public int getProgress(){
        return progress;
    }
}

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