Android属性动画-Property Animation(一) 原理分析

Property Animation

          我们为什么要用属性动画（Property Animation）？它与视图动画（View Animation）有什么不同？

       之前我们使用的View Animation,它只能对View对象进行操作，而且只有几种有限的动画效果，例如增大缩小，平移，旋转等，我们甚至不能改变它的背景颜色。它的另一个缺点是，它仅仅是改变了这个View在屏幕上画出来的位置，并没有改变它本身的属性。例如：我们将一个Button从屏幕左边平移到屏幕右边，它所改变的只是它自己的样式在屏幕右边重画出来了，而他自己本身（肉体）仍然在屏幕的左边，我们在屏幕右边点击它是点击不到的，因为他的属性（坐标点）仍然在屏幕的左边，这一定不是我们想要的结果！
        属性动画完美的解决了上面的问题，我们不管看得见还是看不见，只要它是一个对象，它有属性，我们就可以让他动起来，而且是 肉体和灵魂一起动！
        当然，View Animation很轻量级，只需要几行代码就可以搞定，如果我们可以用View Animation搞定，例如：一个界面加载等待时不断转圈的小圆圈。我们就没有必要使用属性动画了。   

        属性动画是Android中非常强大的一个动画系统。谷歌文档中有这样一句话：The property animation system is a robust framework that allows you to animate almost anything，意思是我们可以使任意一个属性动起来，说白了就是改变他的值。说起动画，我们往往会想到那些绚丽的动画效果，其实这些动画效果，就是在一段时间内，改变了这个物体的某个属性值，再将它重画到屏幕上，我们看上去他好像动起来了一样！因此，我们可以指定一个对象中的任意一个属性，让他在一段时间内，以某种变化的速率，来改变属性的值。即使我们在屏幕上根本就看不见这个对象，我们仍然可以改变这个对象中某个属性的值。

例如：下面是Google文档中的一张图，我们可以改变一个物体的位置(即他的x属性)，让他在一段时间内从屏幕的左边(x=0)匀速移动到屏幕的右边(x=40)。

我们可以看出这个物体在40ms内水平移动了40个像素，每10ms就会移动10像素，这是个匀速移动，即在40ms内以10像素/10ms的速度把x的值从0增加到40。

我们换一种情况：

同样是这个物体，同样是40ms内从x=0移动到x=40，但是这次的速度明显不是匀速，而是先加速后减速！如果我们改变完x的值以后，再去重画这个物体的话，那么这个物体不就动起来了吗！这就形成一个动画效果了！

我们可以还可以做些什么？

1.我们可以指定动画的持续时间，即上例中的40ms，如果我们不设置的话，系统默认是300ms

2.我们可以指定属性以什么样的速率来变化，即上例中的匀速，先加速后减速等等。

3.我们可以指定动画的重复次数，以及是否“回放”。即上例中物体从左边移动到右边，以相同的速率再从右边移动到左边，以及来回重复几遍。

4.我们可以指定一个动画集合，即在上例中，我们可以在物体向右移动的过程中，同时改变它的背景颜色，还可以等他移动到最右边时，再将他的体积增大一倍！

5.我们可以指定帧刷新周期，但最终还是要由当前cpu使用率以及设备的硬件来决定，默认是10ms

下面我们来仔细看一下属性动画的执行过程

     ValueAnimator我们可以称之为一个动画引擎，它可以协调一个完整动画的执行过程，ValueAnimator内部有一个计时器，用来记录当前动画执行到什么百分比，然后计算当前属性的值，并且再赋给当前对象，从而改变属性的值。下一篇文章我们将详细介绍ValueAnimator的使用方法。
      ValueAnimator内部会计算出一个elapsed fraction（其实就是fraction，之所以要说成elapsed fraction,是因为方便与后面的Interpolated fraction区分开，方便分析），这是一个系数，它用来表示整个动画周期的时间百分比，大小为0到1之间的一个小数。例如：elapsed fraction=0,表示当前时间进度为0%。elapsed fraction=0.5，表示时间进度50%。elapsed fraction=1,表示动画执行了100%。这个elapsed fraction非常重要。它是整个动画的一个时间轴。在匀速移动的例子中，完整动画执行时间为40ms，那么在10ms时候，elapsed fraction=0.25。在20ms的时候，elapsed fraction=0.5。在40ms的时候，elapsed fraction=1。TypeEvaluator就是根据fraction来计算属性的值，它计算的公式为result=x0+fraction*(x1-x0)。其中x0是属性的起始值，对应例子中的0；x1是属性的结束值，对应例子中的40；fraction就是上面说的一个时间百分比的系数，我们试着计算一下。当10ms的时候，当前fraction=0.25。result=0+0.25*(40-0)=10当20ms的时候，当前fraction=0.5。result=0+0.5*(40-0)=20。和上面的结果正好对应。
      那么先加速后减速是怎么实现的呢？下面就该TimeInterpolator出场了，TimeInterpolator也会计算一个fraction，我们称之为interpolated fraction（其实就是fraction，是为了与上面的elapsed fraction区分开，方便分析）。上面先加速后减速那个例子，就是由这个TimeInterpolator决定的，在10ms的时候，elapsed fraction=0.25。那么TimeInterpolator计算出来的interpolated fraction=0.15。TimeInterpolator修改了fraction的值，我们来计算一下，result=0+0.15(40-0)=6。在20ms的时候，elapsed fraction=0.5。此时
interpolated fraction=0.5。result=0+0.5*(40-0)=20。在30ms的时候，elapsed fraction=0.75。interpolated fraction=0.85。result=0+0.85*(40-0)=34。在40ms的时候，elapsed fraction和interpolated fraction同时到达1。

                                 


    Note:其实系统中只有一个fraction，并没有elapsed fraction 和interpolated fraction。只不过是为了方便分析，作为对比，elapsed fraction是我们假想出来的，作为一个标准，来和TimeInterpolator计算出来的fraction进行一个比较。TimeInterpolator会直接修改fraction的值。其实在整个动画过程中，是fraction在以线性，或者先增速后减速来改变。从而决定属性变化的速率。


    当我们设置好了ValueAnimator的TimeInterpolator、TypeEvaluator、duration、startPropertyValue、endPropertyValue后。调用start（）方法，这个动画引擎就开始工作了！我们使用ValueAnimator的时候，一定要实现一个ValueAnimator.Animator UpdateListener接口，用来监听属性的变化。getAnimatedValue()可以实时获取计算出来的属性值。然后再回调onAnimationUpdate()方法。告诉系统我当前的属性值已经改变，你可以更新属性值了，而且你可以进行重画了！这样一个物体就动起来了，就形成了动画效果。
    这篇文章我们只是介绍了一下属性动画是什么，它的工作原理是什么。下一篇文章我们将详细分析属性动画的实现

Android属性动画-Property Animation(二) 使用ObjectAnimator完成动画