分析android動畫模塊[轉]

做者: 劉鵬

日期: 2009-03-07

Android 平臺提供了兩類動畫，一類是 Tween 動畫，即經過對場景裏的對象不斷作圖像變換(平移、縮放、旋轉)產生動畫效果；第二類是 Frame 動畫，即順序播放事先作好的圖像，跟電影相似。本文分析了 Tween 動畫的實現原理。

主要思路 Tween 動畫經過對 View 的內容完成一系列的圖形變換 (包括平移、縮放、旋轉、改變透明度)來實現動畫效果。 具體來說，預先定義一組指令，這些指令指定了圖形變換的類型、觸發時間、持續時間。這些指令能夠是以 XML 文件方式定義，也能夠是以源代碼方式定義。程序沿着時間線執行這些指令就能夠實現動畫效果。 動畫的進度使用 Interpolator 控制，android 提供了幾個 Interpolator 子類，實現了不一樣的速度曲線，如LinearInterpolator 實現了勻速效果、 Accelerateinterpolator 實現了加速效果、DecelerateInterpolator 實現了減速效果等。還能夠定義本身的 Interpolator 子類，實現拋物線、自由落體等物理效果。 動畫的運行模式有兩種： 獨佔模式，即程序主線程進入一個循環，根據動畫指令不斷刷新屏幕，直到動畫結束； 中斷模式，即有單獨一個線程對時間計數，每隔必定的時間向主線程發通知，主線程接到通知後更新屏幕； 圖形變換經過仿射矩陣實現。圖形變換是圖形學中的基本知識。簡單來講就是，每種變換都是一次矩陣運算。在 Android 中，Canvas 類中包含當前矩陣，當調用 Canvas.drawBitmap (bmp, x, y, Paint) 繪製時，android 會先把 bmp 作一次矩陣運算，而後將運算的結果顯示在 Canvas 上。這樣，編程人員只需不斷修改 Canvas 的矩陣並刷新屏幕，View 裏的對象就會不停的作圖形變換，動畫就造成了。 在 android 中提供了 Animation 、 Interpolator、Transformation 等類具體實現 Tween 動畫，下面逐一分析。 Animation 類及其子類 Animation 類及其子類是動畫的核心模塊，它實現了各類動畫效果，如平移、縮放、旋轉、改變透明度等。 Tween 動畫的每一楨都根據 Interpolator 對 view 的內容作一次圖形變換，所以 Animation 的核心工做是作變換(transformation)。 Aniamtion 是基類，他記錄了動畫的通用屬性和方法。主要的屬性包括動畫持續時間、重複次數、interpolator 等。動畫裏最重要的方法是 getTransformation (currentTime, outTransformation)，該方法根據當前間 (currentTime) 和 interpolator，計算當前的變換，在 outTransformation 中返回。 TranslateAnimation、RotateAnimation、AlphaAnimation 等是 Animation 的子類，分別實現了平移、旋轉、改變 Alpha 值等動畫。 每一個動畫都重載了父類的 applyTransformation 方法，這個方法會被父類的 getTransformation 方法調用。另外每一個動畫還有個 initialize 方法，完成初始化工做。 不一樣的動畫具備不一樣的屬性，如 RotateAnimation 的屬性是起始角度、終止角度和旋轉點座標， TranslateAnimation 的屬性是起始位置和終止位置。AlphaAnimation 的屬性是起始 alpha 值和終止 alpha 值。 Animation 類及其子類的類圖以下所示： android類及其子類 Interpolator 類及其子類 Interpolator 定義了動畫的變化速度，能夠實現勻速、正加速、負加速、無規則變加速等； Interpolator 是基類，封裝了全部 Interpolator 的共同方法，它只有一個方法，即 getInterpolation (float input)，該方法 maps a point on the timeline to a multiplier to be applied to the transformations of an animation. LinearInerpolator、AccelerateInterpolator， DecelerateInterpolator， AccelerateDecelerateInterpolator，CycleInterpolator 是 Interpolator 的子類，分別實現了勻速、加速、減速、變速、循環等效果。 對於 LinearInterpolator ，變化率是個常數，即 f (x) = x. public float getInterpolation(float input) { return input; } 對於 AccelerateInterpolator，開始變化很慢，而後逐漸變快，即 f(x) = x*x 或者 f(x) = pow(x, 2*mFactor). public float getInterpolation(float input) { if (mFactor == 1.0f) { return (float)(input * input); } else { return (float)Math.pow(input, 2 * mFactor); } } 對於 AccelerateDecelerateInterpolator，變化率開始和結束都很慢，但中間很快，即 f(x) = (cos ((x+1)*PI) / 2.0f) + 0.5f. public float getInterpolation(float input) { return (float)(Math.cos((input + 1) * Math.PI) / 2.0f) + 0.5f; } Interpolator 類及其子類的類圖以下所示： Interpolator 類及其子類 Transformation 類 Transformation 記錄了仿射矩陣 Matrix，動畫每觸發一次，會對原來的矩陣作一次運算， View 的 Bitmap 與這個矩陣相乘就可實現相應的操做(旋轉、平移、縮放等)。 Transformation 類封裝了矩陣和 alpha 值，它有兩個重要的成員，一是 mMatrix，二是 mAlpha。 Transformation 類圖以下所示： Transformation 類圖 如何在 View 中實現動畫 從邏輯上講，實現動畫須要以下幾步： view 建立動畫對象，設置動畫屬性，調用 invalidate 刷新屏幕，啓動動畫； invalidate 方法觸發了 onDraw 函數； 在 onDraw 函數中： 調用動畫的 getTransformation 方法，獲得當前時間點的矩陣 將該矩陣設置成 Canvas 的當前矩陣 調用 canvas 的 drawBitmap 方法，繪製屏幕。 判斷 getTransformation 的返回值，若爲真，調用 invalidate 方法，刷新屏幕進入下一楨；若爲假，說明動畫完成。 整個流程可用一個序列圖表示： Tween 動畫序列圖 使用樣例 下面的代碼是一個 view，系統建立 view 時會調用 onCreate 方法，該方法定義了一個 TranslateAniamtion，指定了移動起點和終點，動畫持續時間爲 1s，最後調用 startAnimation 將該動畫保存在 View 的成員 mCurrentAnianmtion 中並啓動動畫。 注意，在 View 中須要定義成員變量 mCurrentAnimation 和 mTransformation ，分別記錄當前的動畫和變換。另外須要定義成員函數 startAnimation 啓動動畫。 class MyView extends View {     Animation mCurrentAnimation  = null;     Transformation mTransformation = new Transformation;       private void setAnimation(Animation animation) {         mCurrentAnimation = animation;         if (animation != null) {             animation.reset();         }     }       public void startAnimation(Animation animation) {         animation.setStartTime(animation.START_ON_FIRST_FRAME);         setAnimation(animation);         invalidate();     }     onDraw (Canvas canvas) {         long curTime = SystemClock.uptimeMillis ();         if (mCurrentAniamtion == null){             canvas.drawBitmap (b, x, y, mPaint);         }         else {             if (!mCurrentAnimation.isInitialized())  //initialize animation                 mCurrentAnimation.initialize (w, h, pw, ph);             boolean more = mCurrentAnimation.getTransformation (curTime, mTransformation);             if(more) {                 Matrix m = canvas.getMatrix();                 canvas.setMatrix (mTransformation.getMatrix());                 canvas.drawBitmap (b, x, y, mPaint);                 canvas.setMatrix (m);                 this.invalidate ();             }             else {                 mCurrentAnimation = null;                 this.invalidate ();             }         }       }     void onCreate (){         Animation anim = new TranslateAnimation (10, 20, 0, 0);         anim.setDuration (1000); // 1s         anim.setInterpolator (new AcceleratInterpolator(3.0f));         startAniamtion (anim);     } }   原文：http://www.linuxgraphics.cn/animation/android_tween_animation.html