Android SVG矢量动画机制

2017-10-18 本文已影响764人一个有故事的程序员

导语

黑科技来了，Google在Android5.X中增加了对SVG矢量图形的支持，这对于创造新的高效率动画具有很深远的意义。

主要内容

< path >标签
SVG常见指令
SVG编辑器
Android中使用SVG
SVG动画实例

具体内容

首先，我们来了解一下什么是SVG：

可伸缩矢量图形
定义用于网络的基于矢量的图形
使用xml格式定义图形
图片在放大或者改变尺寸的情况下其图形质量不会有所损失
万维网联盟的标准
与诸多DOM和XSL之类的W3C标准是一个整体

SVG在web上应用非常广泛，在Android5.X之前的Android版本上，大家可以通过一些第三方库在Android中使用SVG，而在Android5.X后，Android中添加了对< path >标签的支持，从而让开发者可以使用SVG来创建更加丰富的动画效果，那么SVG对传统的Bitmap，究竟有什么好处呢？bitmap通过每个像素点上存储色彩信息来表达图像，而SVG是一个绘图标准，与之相对，最大的优势是SVG放大不会失真，而且bitmap需要不同分辨率适配，SVG不需要。

< path >标签

使用< path >标签来创建SVG，就是用指令的方式来控制一支画笔，列入，移动画笔来到某一个坐标位置，画一条线，画一条曲线，结束，< path >标签所支持的指令大致有一下几种：

M = moveto(M X,Y)：将画笔移动到指定的坐标位置，但未发生绘制。
L = lineto(L X,Y)：画直线到指定的位置。
H = horizontal lineto( H X)：画水平线到指定的X坐标位置。
V = vertical lineto(V Y )：画垂直线到指定的Y坐标。
C = curveto(C ,X1,Y1,X2,Y2,ENDX,ENDY)：三次贝塞尔曲线。
S = smooth curveto(S X2,Y2,ENDX,ENDY)：三次贝塞尔曲线。
Q = quadratic Belzier curve(Q X Y,ENDX,ENDY)：二次贝塞尔曲线。
T = smooth quadratic Belzier curvrto(T,ENDX,ENDY)：映射前面路径的重点。
A = elliptical Are(A RX,RY,XROTATION,FLAG1,FLAG2,X,Y)：弧线。
Z = closepath()：关闭路径。

使用上面的指令时，需要注意的几点：

坐标轴以（0,0）位中心，X轴水平向右，Y轴水平向下。
所有指令大小写均可，大写绝对定位，参照全局坐标系，小写相对定位，参照父容器坐标系。
指令和数据间的空格可以无视。
同一指令出现多次可以用一个。

SVG常见指令

绘制直线的指令是“L”，代表从当前点绘制直线到给定点，“L”之后的参数是一个点坐标，如“L 200 400”绘制直线，同时，还可以使用“H”和“V”指令来绘制水平竖直线，后面的参数是x坐标个y坐标。

M指令类似Android绘图中的path类moveto方法，即代表画笔移动到某一点，但并不发生绘图动作。

A指令是用来绘制一条弧线，且允许弧线不闭合，可以把A指令绘制的弧度想象成椭圆的某一段A指令一下有七个指令。

RX，RY指所有的椭圆的半轴大小。
XROTATION 指椭圆的X轴和水平方向顺时针方向的夹角，可以想象成。一个水平的椭圆饶中心点顺时针旋转XROTATION 的角度。
FLAG1 只有两个值，1表示大角度弧度，0为小角度弧度。
FLAG2 只有两个值，确定从起点到终点的方向1顺时针，0逆时针。
X，Y为终点坐标。

SVG的指令参数非常的复杂，但是再Android中，不需要绘制太多的SVG图像，后面会有几个小案例。

SVG编辑器

SVG参数的写法固定而且复杂，因此完全可以使用程序来实现，所以一般通过SVG编辑器来编辑SVG图像，网上有很多在线的编辑器，通过可视化编辑图像之后，点击view→source可以转换成SVG代码。

地址：http://editor.method.ac/

下载离线的SVG编辑器，由很多强大的功能，这里就不一一赘述了。

SVG编辑器

Android中使用SVG

Google在Android5.X后给我们提供了两个新的API来支持SVG：

VectorDrawable
AnimatedVectorDrawable

其中，VectorDrawable可以让你创建基于XML的SVG图像，并且结合AnimatedVectorDrawable来实现动画效果。

VectorDrawable

在XML中创建一个静态的SVG，通常是如下结构。

SVG树形结构

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<vector xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:width="200dp"
    android:height="200dp"
    android:viewportHeight="100"
    android:viewportWidth="100">

</vector>

这个代码之中包含了两组高宽，width和height是表示SVG图像的具体大小，后面的是表示SVG图像划分的比例，后面再绘制path时所使用的参数，就是根据这两个值来进行转换的，比如上面的代码，将200dp划分100份，如果在绘图中使用坐标（50,50），则意味着该坐标为正中间，现在我们加上path标签。

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<vector xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:width="200dp"
    android:height="200dp"
    android:viewportHeight="100"
    android:viewportWidth="100">

    <group
        android:name="svg1"
        android:rotation="0">
        <path
            android:fillColor="@android:color/holo_blue_light"
            android:pathData="M 25 50 a 25,25 0 1,0 50,0" />

    </group>

</vector>

SVG图形——填充

通过添加< path>标签绘制一个SVG图形，pathData就是图形所用到的指令了，先用M指令，将画笔移动到(25 , 50)的位置，再通过A指令来绘制一个圆弧并且填充他，通过以上代码，就可以绘制一个SVG图形了。

上面使用android:fillColor属性来绘制填充图形，如果要绘制非填充的图形可以使用以下属性。

android:strokeColor="@android:color/holo_blue_light"
android:strokeWidth="2"

SVG图形——非填充

AnimatedVectorDrawable

AnimatedVectorDrawable的作用是给VectorDrawable提供动画效果，Google的工程师将AnimatedVectorDrawable比喻一个胶水，通过AnimatedVectorDrawable来连接静态的VectorDrawable和动态的objectAnimator。

下面我们来看看具体是怎么样来做的，首先我们在xml中定义一个< animated-vector>，来申明对AnimatedVectorDrawable的使用，并且指明是作用在path或者group上。

anim_vector.xml

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<animated-vector xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:drawable="@drawable/verctor">
    <target
        android:name="test"
        android:animation="@animator/anim_rotate" >

    </target>

</animated-vector>

对应的vector即为静态的VectorDrawable。

vector.xml

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<vector xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:height="200dp"
    android:width="200dp"
    android:viewportWidth="100"
    android:viewportHeight="100">

    <group
        android:name="test"
        android:rotation="0"
        >

        <path
            android:strokeColor="@android:color/holo_blue_light"
            android:strokeWidth="2"
            android:pathData="
            M 25 50 
            a 25 , 25 0 1 , 0 50 ,0"
            >

        </path>

    </group>

</vector>

需要注意的是，AnimatedVectorDrawable中指明的target和name属性，必须与VectorDrawable中需要的name保持一致，这样系统能找到找到要实现的动画元素，最后，通过AnimatedVectorDrawable中的target和animation属性，将一个动画作用在对应的name上，objectAnimator代码如下。

anim_rotat.xml：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<objectAnimator xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:duration="4000"
    android:propertyName="rotation"
    android:valueFrom="0"
    android:valueTo="360">

</objectAnimator>

最后，我们看到的，对动画效果的实现，还是通过属性动画来完成的，只是属性稍有不同。

在< group>标签和< path>标签中添加rotation，fillColor，pathData属性，那么在objecyAnimator中，就可以通过指定，android:valueFrom=XXX，和android:property=”XXX”属性，控制动画的起始值，唯一需要注意的是，如果指定属性为pathData，那么需要添加一个属性android:valueType-“pathType”来告诉系统进行pathData变换，类似的情况，可以使用rotation来进行旋转变换，使用fileColor实现变换颜色，使用pathData进行形状，位置的变换。

当所有的XML准备好之后，我们就可以直接给一个imageview设置背景了。

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
              android:layout_width="match_parent"
              android:layout_height="match_parent"
              android:background="@color/status_view"
              android:orientation="vertical">

    <ImageView
        android:id="@+id/image"
        android:layout_gravity="center"
        android:layout_width="200dp"
        android:layout_height="200dp"
        android:src="@drawable/anim_vector"
        />

</LinearLayout>

到这里就有些不同了，书上写的是，程序中使用如下代码就可以开始SVG动画。

Drawable drawable = imageView.getDrawable();
if(drawable instanceof Animatable) {
    ((Animatable) drawable).start();
}

上面的方法只能是一个动画，可能不太好控制，如下代码也可以使用SVG动画。

public class SvgActivity extends Activity {

    private ImageView imageView;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_svg);

        imageView = (ImageView) findViewById(R.id.image);
        imageView.setResource(R.drawable.anim_vector);  // 设置Resource为动画资源

        imageView.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {
                anim.start();  // 开始动画
            }
        });
    }

}

效果如下：

SVG动画

SVG动画实例

线图动画

在android5.X之后，Google大量引入了线图动画，当页面发生改变的时候，页面的icon不再是生硬的切换，而是通过非常生动的动画，转换成另一种形态。

我们要实现的效果就是上下两根线，然后他们形成一个X的效果。

定义我们的VectorDrawable

<vector xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:width="200dp"
    android:height="200dp"
    android:viewportHeight="100"
    android:viewportWidth="100">
    <group>
        <path
            android:name="path1"
            android:pathData="
            M 20,80
            L 50,80 80,80"
            android:strokeColor="@android:color/holo_green_dark"
            android:strokeLineCap="round"
            android:strokeWidth="5" />

        <path
            android:name="path2"
            android:pathData="
            M 20,20
            L 50,20 80,20"
            android:strokeColor="@android:color/holo_green_dark"
            android:strokeLineCap="round"
            android:strokeWidth="5" />
    </group>
</vector>

path1和path2分别绘制了一条直线，每条线都有三个点控制，接下来就是变换的动画了。

定义两个Path的objectAnimator，从path1到path2

<objectAnimator
    xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:duration="5000"
    android:interpolator="@android:anim/bounce_interpolator"
    android:propertyName="pathData"
    android:valueFrom="
            M 20,80
            L 50,80 80,80"
    android:valueTo="
            M 20,80
            L 50,50 80,80"
    android:valueType="pathType" />

<objectAnimator xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:duration="5000"
    android:interpolator="@android:anim/bounce_interpolator"
    android:propertyName="pathData"
    android:valueFrom="
            M 20,20
            L 50,20 80,20"
    android:valueTo="
            M 20,20
            L 50,50 80,20"
    android:valueType="pathType" />

这两个值是对应的起始点，不过需要注意的是，SVG的路径变换属性动画中，变换前后阶段属必须相同，这也是前面需要使用的三个点看来绘制一条直线的原因，有了VectorDrawable和objectAnimator，现在只需要AnimatedVectorDrawable将他们黏合在一起即可。

定义AnimatedVectorDrawable连接VectorDrawable和objectAnimator

<animated-vector xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:drawable="@drawable/trick">
    <target
        android:name="path1"
        android:animation="@anim/anim_path1" />
    <target
        android:name="path2"
        android:animation="@anim/anim_path2" />
</animated-vector>

针对trick这样的一个VectorDrawable中的path1和path2的路径，分别使用了objectAnimator，最后只需要去启动动画就可以了。

在代码中使用这个AnimatedVectorDrawable

ImageView image = (ImageView) findViewById(R.id.image);
Drawable drawable = image.getDrawable();
if (drawable instanceof Animatable) {
    ((Animatable) drawable).start();
}

代码就完成了，接下来看一下效果吧。

效果图

效果图

模拟三球仪

三球仪是天体文学中的星象仪器，用来模拟地球，月亮和太阳的运行轨迹，如图。

图

实现过程如下：

定义我们的VectorDrawable

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<vector xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:width="200dp"
    android:height="200dp"
    android:viewportHeight="100"
    android:viewportWidth="100">
    <group
        android:name="sun"
        android:pivotX="60"
        android:pivotY="50"
        android:rotation="0">

        <path
            android:name="path_sun"
            android:fillColor="@android:color/holo_blue_light"
            android:pathData="
                M 50,50
                a 10,10 0 1,0 20,0
                a 10,10 0 1,0 -20,0" />

        <group
            android:name="earth"
            android:pivotX="75"
            android:pivotY="50"
            android:rotation="0">

            <path
                android:name="path_earth"
                android:fillColor="@android:color/holo_orange_dark"
                android:pathData="
                    M 70,50
                    a 5,5 0 1,0 10,0
                    a 5,5 0 1,0 -10,0" />

            <group>
                <path
                    android:fillColor="@android:color/holo_green_dark"
                    android:pathData="
                        M 90,50
                        m -5 0
                        a 4,4 0 1,0 8 0
                        a 4,4 0 1,0 -8,0" />
            </group>
        </group>
    </group>
</vector><?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<vector xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:width="200dp"
    android:height="200dp"
    android:viewportHeight="100"
    android:viewportWidth="100">
    <group
        android:name="sun"
        android:pivotX="60"
        android:pivotY="50"
        android:rotation="0">

        <path
            android:name="path_sun"
            android:fillColor="@android:color/holo_blue_light"
            android:pathData="
                M 50,50
                a 10,10 0 1,0 20,0
                a 10,10 0 1,0 -20,0" />

        <group
            android:name="earth"
            android:pivotX="75"
            android:pivotY="50"
            android:rotation="0">

            <path
                android:name="path_earth"
                android:fillColor="@android:color/holo_orange_dark"
                android:pathData="
                    M 70,50
                    a 5,5 0 1,0 10,0
                    a 5,5 0 1,0 -10,0" />

            <group>
                <path
                    android:fillColor="@android:color/holo_green_dark"
                    android:pathData="
                        M 90,50
                        m -5 0
                        a 4,4 0 1,0 8 0
                        a 4,4 0 1,0 -8,0" />
            </group>
        </group>
    </group>
</vector>

定义两个objectAnimator，代码都是一样的

<objectAnimator xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:duration="4000"
    android:propertyName="rotation"
    android:valueFrom="0"
    android:valueTo="360" />

定义AnimatedVectorDrawable连接VectorDrawable和objectAnimator

<animated-vector xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:drawable="@drawable/earth_moon_system">
    <target
        android:name="sun"
        android:animation="@anim/anim_sun" />
    <target
        android:name="earth"
        android:animation="@anim/anim_earth" />
</animated-vector>

布局文件中使用这个AnimatedVectorDrawable

<ImageView
        android:id="@+id/image"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="match_parent"
        android:src="@drawable/sun_system" />

代码中启动动画

ImageView image = (ImageView) findViewById(R.id.image);
Drawable drawable = image.getDrawable();
if (drawable instanceof Animatable) {
    ((Animatable) drawable).start();
}

效果图

效果图

解释
可以在代码中发现“sun”在这个group中，有一个“earth”的group，同时使用android:pivotX和android:pivotY属性来设置其旋转中心，分别代表太阳系统和地月系统，分别对这两个group进行SVG动画。

轨迹动画

使用轨迹动画：

定义我们的VectorDrawable

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<vector xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:width="160dp"
    android:height="30dp"
    android:viewportHeight="30"
    android:viewportWidth="160">

    <path
        android:name="search"
        android:pathData="M141 , 17 A9 ,9 0 1 , 1 ,142 , 16 L149 ,23"
        android:strokeAlpha="0.8"
        android:strokeColor="#ff3570be"
        android:strokeLineCap="square"
        android:strokeWidth="2" />

    <path
        android:name="bar"
        android:pathData="M0,23 L149 ,23"
        android:strokeAlpha="0.8"
        android:strokeColor="#ff3570be"
        android:strokeLineCap="square"
        android:strokeWidth="2"
        />
</vector>

定义objectAnimator

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<objectAnimator xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:duration="1000"
    android:interpolator="@android:interpolator/accelerate_decelerate"
    android:propertyName="trimPathStart"
    android:valueFrom="0"
    android:valueTo="1"
    android:valueType="floatType" />

定义AnimatedVectorDrawable连接VectorDrawable和objectAnimator

<animated-vector xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:drawable="@drawable/searchbar">
    <target
        android:name="search"
        android:animation="@anim/anim_searchbar" />
</animated-vector>

布局文件中使用这个AnimatedVectorDrawable

<ImageView
        android:id="@+id/image"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="match_parent"
        android:src="@drawable/search_anim" />

代码中启动动画

ImageView image = (ImageView) findViewById(R.id.image);
Drawable drawable = image.getDrawable();
if (drawable instanceof Animatable) {
    ((Animatable) drawable).start();
}

效果图

效果图

解释
还是利用属性动画，只是将propertyName改为trimPathStart，这个属性就是利用0-1的百分比来按照绘制轨迹绘制SVG图像。类似的还有trimPathEnd这个属性，可以从无到有。

总结

大概了解SVG的机制。
注意启动动画的代码与以前有所不同。
理解SVG动画实例。

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Android SVG矢量动画机制

导语

主要内容

具体内容

< path >标签

SVG常见指令

SVG编辑器

Android中使用SVG

VectorDrawable

AnimatedVectorDrawable

SVG动画实例

线图动画

模拟三球仪

轨迹动画

总结

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