Android动画（一）之View动画

一、概述

Android的动画可以分为三种：View动画、帧动画和属性动画。本文中主要对View动画进行简单的概括与介绍，其实帧动画也属于View动画的一种，只不过它和平移、旋转等常见的View动画在表现形式上略有不同而已。

View动画是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。

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。上面提到过帧动画也属于View动画，为了更好的区分这四种变换和帧动画，在 本文中如果没有特殊说明，那么所提到的View动画均指这四种变换，帧动画在后面会单独介绍。下面开始正文：

二、View动画的种类

View动画的四种变换效果分别对应着Animation的四个子类：TranslateAnimation、ScaleAnimation、RotateAnimation和AlphaAnimation，如下表所示。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.xml。View动画的描述文件是有固定语法的，如下所示：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<set xmlns: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="float"
        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他动画集合的，它的两个属性含义如下：

• android:interpolator
  表示动画集合所采用的的插值器，插值器影响动画的速度，比如非均匀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/interpolator_resource，即加速插值器
  。
• 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插值器或使用默认值。

<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；
• avandroid: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 ---- 缩放的轴点的x坐标，它会影响缩放的效果；
• android:pivotY ---- 缩放的轴点的Y坐标，它会影响缩放的效果；

上面提到了轴点的概念，举个例子，默认情况下轴点是View的中心，这时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，反之则会向右边进行缩放。

<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，它的属性的含义如下：

• 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 ---- 旋转的轴点的x坐标；
• android:pivotY ---- 旋转的轴点的y坐标；

在旋转动画中也有轴点的概念，它也会影响旋转的具体效果。在旋转动画中，轴点扮演着旋转轴的角色，即View是围绕着轴点进行旋转的。

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

• 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；

上面介绍了View动画的XML格式。除了上面介绍的属性以外，View动画还有一些常用的属性，如下所示：

• android:duration ---- 动画持续时间，单位毫秒；
• 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。

下面是一个实际的例子：

// res/anim/view_animation.xml
<?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="0" />

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

</set>

使用方法：

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

除了在XML中定义动画外，还可以通过代码来应用动画，这里举个例子：

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

在上面的代码中，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，这里就不做介绍了。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。

public static interface AnimationListener {
  
    void onAnimationStart(Animation animation);

    void onAnimationEnd(Animation animation);
   
    void onAnimationRepeat(Animation animation);
}

三、自定义View动画

除了系统提供的四种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，说它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中进行响应的矩阵变换即可，很多时候需要采用Camera来简化矩阵变换的过程。说它复杂，是因为定义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，如果对这方面的知识不熟悉的话，就会觉得这个过程比较复杂了。

一般来说，在实际开发中很少用到自定义View动画。这里提供一个自定义View动画的例子，这个例子来自于Android的ApiDemos中的一个自定义View动画Rotate3dAnimation。Rotate3Animation可以围绕y周旋转并且同时沿着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;

    /**
     * Create a new 3D rotation on the Y axis. The rotation is defined by its
     * start angle and its end angle. Both angles are in degrees. The rotation
     * is performed around a center point on the 2D space,defined by a pair
     * of X and Y coordinates,called centerX and centerY. When the animation
     * starts, a translation on the Z axis (depth) is performed. The length
     * of the translation can be specified, as well as whether the translation
     * should be reversed in time
     *
     * @param fromDegrees the start angle of the 3D rotation
     * @param toDegrees   the end angle of the 3D rotation
     * @param centerX     the X center of the 3D rotation
     * @param centerY     the Y center of the 3D rotation
     * @param reverse     true if the translation should be reversed,false
     *                    otherwise
     */
    public Rotate3dAnimation(float fromDegrees, float toDegrees,
                             float centerX, float centerY, float depthZ, boolean reverse) {
        this.mFromDegrees = fromDegrees;
        this.mToDegrees = toDegrees;
        this.mCenterX = centerX;
        this.mCenterY = centerY;
        this.mDepthZ = depthZ;
        this.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);

    }
}

四、帧动画

帧动画是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，系统提供了另一个类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：

// res/drawable/frame_animation.xml
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<animation-list
    android:oneshot="false"
    xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android">

    <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 textView = findViewById(R.id.mTextView);
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，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 。

五、使用动画的注意事项

通过动画可以实现一些比较绚丽的效果，但是在使用过程中，也需要注意一些事情，主要分为下面几类：

1. OOM问题
   这个问题主要出现在帧动画中，当图片数量较多且图片较大时就极易出现OOM，这在实际的开发中要尤其注意，尽量避免使用帧动画。
2. 内存泄漏
   在属性动画中有一类无限循环的动画，这类动画需要在Activity退出时及时停止，否则将导致Activity无法释放从而造成内存泄漏，通过验证后发现View动画并不存在此问题。
3. 兼容性问题
   动画在 3.0 以下的系统上有兼容性问题，在某些特殊场景可能无法正常工作，因此需要做好适配工作。
4. View动画的问题
   View动画是对View的影像做动画，并不是真正的改变View的状态，因此有时候会出现动画完成后View无法隐藏的现象，即setVisibility(View.GONE)失效了，这个时候只要调用view.clearAnimation()清除View动画即可解决此问题。
5. 不要使用 px
   在进行动画的过程中，要尽量使用dp，使用px会导致在不同的设备上有不同的效果。
6. 动画元素的交互
   将view移动（平移）后，在Android 3.0以前的系统上，不管是View动画还是属性动画，新位置均无法触发单击事件，同时，老位置仍然可以触发点击事件。尽管View已经在视觉上已经不存在了，将View移回原位置后，原位置的单击事件继续生效。从 3.0开始，属性动画的单击事件触发位置为移动后的位置，但是View动画仍然在原处。
7. 硬件加速
   使用动画的过程中，建议开启硬件加速，这样会提高动画的流畅性。

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