android动画之从源码角度分析动画原理

    以前一直不懂android的动画机制，android系统是如何实现动画的，所以导致只会做一些android系统已经为我们封装好的动画即：AlphaAnimation, TranslateAnimation, ScaleAnimation,RotateAnimation以及这些动画混合起来使用，其实有android系统为我们提供的这几种动画是可以满足我们平时的基本需求了，但是要做一些高级的动画就是不可能的，比如3D动画，所以就看了一下android系统所带动画的源码，做了一些总结，下面就是我对动画的新认识。

    1.最重要的类，Animation类，一个抽象类，是所有动画的基类，它定义了Animation的公共属性和方法，属性中最重要的是：AnimationListener和Transformation,动画监听器，监听动画的开始，执行过程，结束，可以实现一些自己的逻辑, Transformation是每一帧动画中包含的信息（平移，旋转，绽放，透明度）方法中最重要的是：

public boolean getTransformation(long currentTime, Transformation outTransformation);和 protected void applyTransformation(float interpolatedTime, Transformation t)。

第一个方法由系统调用，根据动画当前时间计算出此时的Transformation信息，不必重写此方法，第二个方法是我们必须重写的， 根据系统由第一个方法计算出的Transformation进行实际的动画实现。

   2.由上面的Animation类，可以知道最重要的属性和最重要的方法，两者中都有一个叫Transformation的类，可见此类也是很重要的，到Tranfrormation类中可以看到中最重要的属性就是alphat和Matrix， alpha是真正存放动画的透明度信息的，而Matrix则是存放（平移，旋转，绽放）信息的。由此可见这两个才是真正存放一帧动画的的所有信息的载体。

最重要的方法是getMatrix().得到当前帧动画中的存在矩阵中的所有动画信息。

  3.由第二点可知，除了透明度信息外，动画的帧信息又是存放在Matrix类中的，所以我们也要看懂Matrix是如何工作的。到了Matrix类中，我们可以看到，此类中提供了一系列的setXXX,preXXX,postXXX方法，即三个系列的对Rotate,Scale,Translate的设置。查阅了网上一些文章，大概明白了三个方法的区别。preXXX方法是对原始矩阵进行右乘，即M*A（以后的M代表原始矩阵），postXXX代表对原始矩阵进行左乘，即 B*M， setXXX代表对原始矩阵数据先清空，再进行右乘。左乘与右乘的区别就是，矩阵进行乘积时会先进行右乘，右乘都执行完后再执行左乘，对应到动画的效果中就是，先叠加右乘矩阵的效果数据，再叠加左乘矩阵的效果数据。可知：左乘与右乘后的效果是完全不同的。具体的矩阵运算说见此文，说的非常好。android Matrix理论与应用。矩阵的都由android系统帮我们处理，程序员要做的只是将偏移量传入到对应的方法中即可。

 4.android系统为我们提供的动画都是最基本的，二维的，所以所有的3D动画都要我们自己来实现，而android为我们提供了graphic.camera包下的Camera类，这个类就是实现3D效果的类，我对这个类的理解就是：android系统为我们的程序提供了一双眼睛。就是这个Camera,我们的人眼是可以从XYZ三个轴去观察，那这个Camera也是可以的，通过对Camera类在不同轴上的移动，也是可以达到动画效果的，从Camera类的代码中可以看出它的几个方法：public native void translate(float x, float y, float z)和public native void rotate(float x, float y, float z) ,public void getMatrix(Matrix matrix).这三个方法，第一个是在xyz三个轴上对Camera进行移动，Camera向左移，则可以达到向右的平移动画效果。其它平移效果同理。第二个方法则是在XYZ轴上的旋转，通过在这三个轴上进行旋转，可以达到立体的动画效果，第三个方法则是将在Camera上的操作全部叠加到Matric对象中。

  将以上四个类的作用全部搞懂后，我们就基本明白了android的动画原理， 通过继承基类：Aniomation并重写applyTransformation,并将一些效果利用Matrix,Camera实现，就是动画。

  下面，我们通过Camera来实现一般的旋转动画和3D旋转动画，以及利用Camear实现我们常用的缩放动画。

  1)利用Camera实现平移动画..

package com.example.animationdemo;import android.graphics.Camera;import android.graphics.Matrix;import android.view.animation.Animation;import android.view.animation.Transformation;public class CameraTranslateAnimation extends Animation {private float mFromXValue = 0.0f;private float mToXValue = 0.0f;private float mFromYValue = 0.0f;private float mToYValue = 0.0f;private float centerX, centerY;private Camera camera;public CameraTranslateAnimation(float fromXValue, float toXValue,float fromYValue, float toYValue, float centerX, float centerY) {this.mFromXValue = fromXValue;this.mToXValue = toXValue;this.mFromYValue = fromYValue;this.mToYValue = toYValue;this.centerX = centerX;this.centerY = centerY;}@Overridepublic void initialize(int width, int height, int parentWidth,int parentHeight) {// TODO Auto-generated method stubsuper.initialize(width, height, parentWidth, parentHeight);camera = new Camera();}@Overrideprotected void applyTransformation(float interpolatedTime, Transformation t) {float dx = (mFromXValue + (mToXValue - mFromXValue) * interpolatedTime);float dy = (mFromYValue + (mToYValue - mFromYValue) * interpolatedTime);Matrix m = t.getMatrix();camera.save();camera.translate(dx, dy, 0); // 给要移动的坐标传值camera.getMatrix(m);camera.restore();m.preTranslate(-centerX, -centerY);m.postTranslate(centerX, centerY); // 回到中心点}}

  2)利用Camera实现旋转动画.

  

package com.example.animationdemo;import android.graphics.Camera;import android.graphics.Matrix;import android.view.animation.Animation;import android.view.animation.Transformation;public class CameraRotateAnimation 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;public CameraRotateAnimation(float fromDegrees, float toDegrees, float centerX,float centerY, float depthZ, boolean reverse) {mFromDegrees = fromDegrees;mToDegrees = toDegrees;mCenterX = centerX;mCenterY = centerY;mDepthZ = depthZ;mReverse = reverse;}@Overridepublic void initialize(int width, int height, int parentWidth,int parentHeight) {// TODO Auto-generated method stubsuper.initialize(width, height, parentWidth, parentHeight);mCamera = new Camera();}/** * 注意 applyTransformation函数也是一个不停循环调用的过程.和Adapter中的getView类似 * 绘制动画时,总是根据Transformation中的位置,缩放,平移等信息去绘制每一帧, 从而达到动画的效果 */@Overrideprotected void applyTransformation(float interpolatedTime, Transformation t) {// TODO Auto-generated method stubfinal float fromDegrees = mFromDegrees;float degrees = fromDegrees+ ((mToDegrees - fromDegrees) * interpolatedTime); // 每次动画的小差值角度final float centerX = mCenterX;final float centerY = mCenterY;final Camera camera = mCamera;final Matrix matrix = t.getMatrix(); // 得到Transformation中的所有动画信息矩阵(都存放在矩阵中)camera.save();if (mReverse) {camera.translate(0.0f, 0.0f, -mDepthZ * interpolatedTime); // 在不同轴上的平移效果,通过移动Camear实现} else {camera.translate(0.0f, 0.0f, mDepthZ * (1.0f - interpolatedTime));}camera.rotateY(degrees); // 将角度变化用在Y轴上, 用在Z轴上的旋转是,则是普通的旋转camera.getMatrix(matrix); // 必须将此矩阵信息叠加到动画的矩阵中,否则在Camera上的设置都不起作用camera.restore();matrix.preTranslate(-centerX, -centerY); //回到中心点matrix.postTranslate(centerX, centerY);}}

   总结:通过对 Camera的学习,我们可以很容易的实现一些特殊效果的动画.只有真正掌握了android系统的动画原理,才能真正掌握动画的实现.demo代码上传,有需要的可以下载查看.

  demo源码