探索安卓中有意义的动画！

2021-12-27 02:08:32

ribot 致力于打造美好且充满意义的用户体验，在这一过程中，动画不可或缺。

在 Droidcon London 听完一场 激励人心的演讲之后，笔者决定深入研究安卓动画。本文集中展示了其研究结果，希望使开发者和设计者们意识到，为 Android 应用添加漂亮的动画并不复杂。

动画！

如果你想尝试这些动画效果，本文所有实例都能在 Github 上的这款 Android 应用中找到。

笔者非常喜欢动画效果，因为它不仅提高用户参与度，还能迅速夺人眼球。想想那些以动画设计著称的应用，它们使用起来是多么可心、流畅、自然。

Falcon Pro：即使细微的动画效果也可以对用户体验产生巨大影响。

现在，与那些你很喜欢但没有动画的应用做一番比较。

Medium：尽管笔者很喜爱 medium APP，但它的确缺少恰当的动画。

小动作也能造就大不同

我们可以从多个方面利用动画，从而：

通过导航上下文传输用户；
强化元素的层级结构；
展示屏幕显示的组件变化。

本文旨在说明，在应用中实现有意义的动画十分简单可行——那么，即刻开始吧。

触觉反馈

在用户触摸屏幕时提供反馈，有助于视觉交流，形成互动。这些动画不应分散用户的注意力，但又使他们享受其中，获得清晰的视感，从而鼓励进一步操作。

安卓框架为此类反馈提供了波纹效果，通过设定视图背景，即可使用：

?android:attr/selectableItemBackground-在视图范围内展示波纹效果；

波纹在接触点开始，之后填充整个视图背景。

?android:attr/selectableItemBackgroundBorderless –将波纹效果延伸至视图之外。

圆形波纹效果在接触点开始，并沿半径延伸至视图之外。

View Property Animator

ViewPropertyAnimator 在 API 12 首次引入，允许我们只使用一个Animator实例，就可以简单高效地使多个视图属性（并行地）执行动画操作。

此处将绘制下文提到的所有动画属性。

alpha() –设定动画的 alpha 值；
scaleX() 与 scaleY() – 将视图缩放于 X 和/或 Y 坐标轴；
translationZ()-在 Z 轴上平移视图；
setDuration() –设置动画时长；
setStartDelay() –设置动画延时；
setInterpolator() – 设置动画插值；
setListener() – 为动画的开始、结束、重复、取消设置侦听器。

注意： 如果已在视图中设置了侦听器，并打算在相同视图下，实现其他动画且不使用回调函数，则需要将侦听器设为 null。

用程序实现时，简单又整洁：

 mButton.animate()
        .alpha(1f)
        .scaleX(1f)
        .scaleY(1f)
        .translationZ(10f)
        .setInterpolator(new FastOutSlowInInterpolator())
        .setStartDelay(200)
        .setListener(new Animator.AnimatorListener() {
            @Override
            public void onAnimationStart(Animator animation) { }

            @Override
            public void onAnimationEnd(Animator animation) { }

            @Override
            public void onAnimationCancel(Animator animation) { }

            @Override
            public void onAnimationRepeat(Animator animation) { }
        })
        .start();

注意： 其实我们不需要在动画生成器中调用 start( ) 方法，因为在停止声明的同时，动画就会自动启动。在这种情况下，只有在 UI toolkit 事件队列开始下一次更新时，动画才会再开始。

制作 FAB 的 alpha 动画值

FAB 的（X 和 Y 轴）坐标动画

FAB 的 Z 坐标动画

注意： 考虑到向后兼容性，你可以使用ViewCompat 类，来实现在安卓 API 4 以及以上版本的ViewPropertyAnimator 类。

Object Animator

和 ViewPropertyAnimator 类似，ObjectAnimator 允许我们在目标视图（代码和 XML 源文件中）的不同属性中执行动画。然而，它们还是有些差异的：

在每个实例中，ObjectAnimator 只允许对单一属性执行动画。例如，坐标 Y 随坐标 X 变化；
但是，它允许自定义属性的动画，例如视图的前景色。

使用自定义属性给视图做缩放动画，并改变其前景色，可以达成下图的效果：

使用自定义属性时，可以通过调用ObjectAnimator.ofInt()，创建一个ObjectAnimator实例，此处我们声明：

view – 应用动画的视图；
property – 设定动画的属性；
start color – 动画视图的初始颜色；
target color – 动画视图的目标颜色。

接下来，设置评估器（此处使用ArgbEvaluator 设置颜色动画），设置延迟并执行 start( )。

private void animateForegroundColor(@ColorInt final int targetColor) {
    ObjectAnimator animator = 
        ObjectAnimator.ofInt(YOUR_VIEW, FOREGROUND_COLOR, Color.TRANSPARENT, targetColor);
    animator.setEvaluator(new ArgbEvaluator());
    animator.setStartDelay(DELAY_COLOR_CHANGE);
    animator.start();
}

接下来，使用相似的方法做视图缩放的动画，主要区别在于：

使用ObjectAnimator.ofFloat() 创建 ObjectAnimator 实例，因为在调整视图大小时，并没有改动整型值；
使用 View.SCALE_X 和 View.SCALE_Y 视图属性，而非自定义属性。

    private void resizeView() {
        final float widthHeightRatio = (float)     getHeight() / (float) getWidth();
        resizeViewProperty(View.SCALE_X, .5f, 200);
        resizeViewProperty(View.SCALE_Y, .5f / widthHeightRatio, 250);
    }
    
    private void resizeViewProperty(Property<View, Float> property,
                                    float targetScale, 
                                    int durationOffset) {
        ObjectAnimator animator = ObjectAnimator.ofFloat(this, property, 1f, targetScale);
        animator.setInterpolator(new LinearOutSlowInInterpolator());
        animator.setStartDelay(DELAY_COLOR_CHANGE + durationOffset);
        animator.start();
    }

最后，将调整完大小的视图移开屏幕。在这种情况下，使用AdapterViewFlipper 容纳离屏视图，可以对 ViewFlipper 实例调用showNext()方法，后者会使用(定义好的动画处理该过程。接着，下一个视图也会使用定义好的入场动画，自动出现在屏幕上。

Interpolators

Interpolator 可用于定义动画的变化率，意味着动画的速度、加速度、行为都可以改变。可用的 interpolator 有数种，且相互之间的差别微乎其微，建议读者在设备上一探究竟。

No Interpolator -该视图动画没有变化率；
Fast-Out Linear-In

该视图以线型动作开始和结束动画。

Fast-Out Slow-In

该视图开始动作很快，逐渐降速直至结束。

Linear-Out Slow-In

该视图以线型动作开始，逐渐降速直至结束。

Accelerate-Decelerate

该视图在动画开始时加速，并在接近结束时逐渐减速。

Accelerate –视图逐渐加速直到动画结束；
Decelerate –视图逐渐减速直到动画结束；
Anticipate –在以标准方式开始动画之前，视图先进行轻微反转；
Anticipate-Overshoot –与 Anticipate 类似，但动画过程中，回拉动作更为夸张；
BounceInterpolator – 视图动画结束之前会有‘反弹’效果；
LinearInterpolator – 视图以线型平滑的动画开始，直到结束；
OvershootInterpolator – 视图动画先放大给定值，再缩回原值。

Circular Reveal

CircularReveal 使用剪切的圆形显示或隐藏一组 UI 元素。该动画除了带来视觉上的连续性，还十分赏心悦目，有助于提高用户参与度。

如上图所示，在视图的动画效果显示之前，使用 ViewPropertyAnimator 隐藏浮动操作图标。只需定义如下属性就可以配置 circular reveal：

startView – CircularReveal 的开始视图（即压缩视图）；
centerX –点击视图的 X轴中心；
centerY -点击视图的 Y轴中心；
targetView –要显示的视图；
finalRadius –剪切圆的半径，大小等于以 X 中心和 Y 中心为直角边的三角形的斜边的值。

int centerX = (startView.getLeft() + startView.getRight()) / 2;
int centerY = (startView.getTop() + startView.getBottom()) / 2;
float finalRadius = (float) Math.hypot((double) centerX, (double) centerY);
Animator mCircularReveal = ViewAnimationUtils.createCircularReveal(
  targetView, centerX, centerY, 0, finalRadius);

窗口转换

定制用于活动间导航的转换，可使用户对应用状态产生更为强烈的视觉联系。默认情况可定制如下转换：

enter –决定活动视图如何进入场景；
exit -决定活动视图如何退出场景；
reenter –决定活动视图退出后如何再度进入；
shared elements –决定活动间如何共享视图转换。

自 API 21起，还有如下几种新的转换方式：

爆炸

Explode 转换允许视图从屏幕各个方位退出，会使压缩视图产生爆炸效果。

在网格布局中爆炸效果尤其好。

这种效果易于实现——首先，需要在 res/transition 目录中创建如下转换：

<explode xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:duration="300"/>

具体做法如下：

声明 explode 转换；
设置持续时间为300毫秒。

接下来，需要将此设置为活动的转换。既可以将其添加到活动主题：

<style name="AppTheme.Explode" parent="AppTheme.NoActionBar">
  <item name="android:windowExitTransition">@transition/slide_explode</item>
  <item name="android:windowReenterTransition">@android:transition/slide_top</item>
</style>

也可以编程的方式解决：

Transition explode = TransitionInflater.from(this).inflateTransition(R.transition.explode);
getWindow().setEnterTransition(explode);

滑动

滑动切换可以使活动从屏幕右侧或底部滑入/出。可能你以前有过类似的效果，但是这个新切换更加灵活。

滑动切换使我们依次滑动子视图

这种转换在切换活动时尤为常见，笔者对向右侧滑的流畅感觉情有独钟，当然这也很容易创建：

<slide xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:interpolator="@android:interpolator/decelerate_cubic"
    android:slideEdge="end"/>

在这里：

声明了 slide 转换；
设置切换的slideEdge为end（右侧），从而实现从右侧开始滑动——若想要底部滑动将设置为 bottom。

渐变

渐变切换使活动转换出现淡入或淡出的效果。

在视图中使用渐变动画操作简单，且效果宜人。

创建此切换的操作比之前的切换更加简单：

<fade xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
        android:duration="300"/>

在这里：

声明了 fade 转换；
设置持续时间为300毫秒。

优化转换

实验的同时，笔者发现了一些可以改善上述转换效果的方法。

允许窗口页面转换——需要在主题中启用下列属性，主题都来源于一个资料主题：

<item name="android:windowContentTransitions">true</item>

启用/禁用转换重叠——上一转换过程结束，新的页面动画才会开始，这样就会形成时延。在不同的案例中，若启用如下属性，转换过程都会更加流畅自然：

<item name="android:windowAllowEnterTransitionOverlap">true</item>
<item name="android:windowAllowReturnTransitionOverlap">true</item>

排除特定视图转换—有时我们并不想让活动中的所有视图参与动画，而且大多数情况下，工具栏和状态栏是造成转换故障主因。所幸，可以排除特定的视图，使之无法转换：

     <explode xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
     android:duration="200">
        <targets>
            <target android:excludeId="@android:id/navigationBarBackground"/>
            <target android:excludeId="@android:id/statusBarBackground"/>
        </targets>
      </explode>

工具栏和操作栏——当使用操作栏的活动向使用工具栏的活动转换时（反之亦然），转换过程总是磕磕绊绊。为此，应当确保转换中的两个活动都使用相同的组件。

转换持续时间——既不能让用户等太久，也不能让动画转换过快。这取决于转换持续时间，最好通过试验敲定恰当的时间。笔者发现，多数情况下200-500微秒最为合适。

共享元素转换

共享元素转换方便我们为页面间的共享视图制作动画，使动画更为人性化，并给用户带来更好的视觉感受。

这里，第一个页面中的视图缩小并平移至第二个页面的标题图片位置。

在布局中，必须使用 transitionName 属性将所有共享视图联系起来——这表明了视图间的转换关系。下图展示了之前动画中的共享视图：

这些都是共享视图，意味着它们会在每次页面转换过程中形成动画。

为了完成如上转换，我们首先要声明共享转换名称，可以通过使用 XML 布局中的 transitionName 属性来完成。

屏幕 1)

<RelativeLayout>
    <LinearLayout>

        <View 
            android:id="@+id/view_shared_transition"
            android:transitionName="@string/transition_view"/>

        <!-- Your other views -->

    </LinearLayout>
</RelativeLayout>

屏幕2)

<LinearLayout>

    <View
        android:id="@+id/view_shared_transition"
        android:transitionName="@string/transition_view"/>

    <View
        android:id="@+id/view_separator"/>

    <TextView
        android:id="@+id/text_detail"/>

    <TextView
        android:id="@+id/text_close"/>

</LinearLayout>

之后，在页面1中创建 Pair 对象，使之包含转换视图与其 transitionName。然后将其传给页面选择实例（ActivityOptionsCompat），由此两个页面都得知了共享组件，就可以开始动画了。

Pair participants = new Pair<>(mSquareView, ViewCompat.getTransitionName(mSquareView));

ActivityOptionsCompat transitionActivityOptions = 
        ActivityOptionsCompat.makeSceneTransitionAnimation(
                SharedTransitionsActivity.this, participants);

ActivityCompat.startActivity(SharedTransitionsActivity.this, 
                      intent, transitionActivityOptions.toBundle());

转换的同时滑动这些视图，有助于完成转换。

以上就是两个视图间的转换，那么在第二个页面中从底部滑入的视图怎么办呢？

（它们就是左边的那些视图）

其实这个实现过程也很简单，如下：

Slide slide = new Slide(Gravity.BOTTOM);
slide.addTarget(R.id.view_separator);
slide.addTarget(R.id.text_detail);
slide.addTarget(R.id.text_close);
getWindow().setEnterTransition(slide);

如你所见，创建一个新的Slide 转换：将目标视图添加到转换中，并将滑动动作设为入场动画。

自定义转换

我们也可以使用之前介绍过的 API 动画创建自己的自定义转换。例如，将共享元素转换衍伸，成为转换视图变体——当我们需要显示对话框（或者类似的弹框视图）时，自定义转换就会非常有用。具体如下所示：

该动画可以在组件状态间引导用户的注意力。

先来简单了解一下上图发生了什么：

首先创建一个SharedTransition，传入压缩视图与转换名称以引用共享组件。
然后创建ArcMotion 实例，使两个视图转换时形成曲线动画效果。
接下来扩展 ChangeBounds 以创建自定义转换，改变（morph）两个形状（对于button 和 FAB ，有两个不同的类）。此处重写了类中的多个方法，以便为所需属性做动画。最后，使用 ViewPropertyAnimator 调整对话框的透明度，使用 ObjectAnimator 调整两个视图间的色彩，使用 AnimatorSet 实例将两种动画效果整合在一起。

动态矢量图片

在 API 21中(Lollipop)，AnimatedVectorDrawable 可用于制定VectorDrawable 属性的动画，生成动态图片。

在图片上做几种不同的动画并不容易。

那么如何完成呢，请看下图：

该图由几个不同文件组成，首先创建两个独立的矢量文件，每个都包含如下属性：

Height & Width –矢量图像的实际大小；
Viewport Height & Width –声明描述矢量路径的虚拟画布的大小；
Group name –声明路径所属的组名；
Pivot X & Y –声明群组规模和旋转所使用的中心点；
Path Fill Color –描述矢量路径的填充色；
Path Data –声明用于绘制矢量的矢量路径数据。

注意： 所有被引用的属性都存储在 general strings file 中，这样可以保持程序整洁美观。

<vector xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
        android:height="56dp" 
        android:width="56dp"
        android:viewportHeight="24.0"
        android:viewportWidth="24.0">
    <group
        android:name="@string/groupAddRemove"
        android:pivotX="12"
        android:pivotY="12">
        <path 
            android:fillColor="@color/stroke_color"
            android:pathData="@string/path_add"/>
    </group>
</vector>

该矢量由 ic_add.xml 文件（如下所示）生成

<vector xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
        android:height="56dp"
        android:width="56dp"
        android:viewportHeight="24.0"
        android:viewportWidth="24.0">
    <group
        android:name="@string/groupAddRemove"
        android:pivotX="12"
        android:pivotY="12">
        <path 
            android:fillColor="@color/stroke_color" 
            android:pathData="@string/path_remove"/>
    </group>
</vector>

该矢量由ic_remove.xml 文件（如下所示）生成

接下来声明 Animated Vector Drawable 文件，其中包含 Vector Drawable 和每个图片状态动画（Add 或 Remove）的声明。检查从 Add 到 Remove 的矢量动画，声明一个目标文件（target）以完成：

状态转换的动画；
图片旋转的动画。

    <animated-vector android:drawable="@drawable/ic_add">
        <target
            android:name="@string/add"
            android:animation="@animator/add_to_remove" />
         <target
            android:name="@string/groupAddRemove"
            android:animation="@animator/rotate_add_to_remove" />
    </animated-vector>

然后创建目标文件中引用的每个文件。

改变图片状态

在add_to_remove.xml 文件中，使用ObjectAnimator 改变图形形状，其中会用到如下属性：

propertyName –执行动画的属性；
valueFrom –矢量路径的初始值；
valueTo –矢量路径的目标值；
duration –动画持续时间；
interpolator –动画插值器；
valueType –动画值类型。

      <objectAnimator
        xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
        android:propertyName="pathData"
        android:valueFrom="@string/path_add"
        android:valueTo="@string/path_remove"
        android:duration="@integer/duration"
        android:interpolator="@android:interpolator/fast_out_slow_in"
        android:valueType="pathType" />

形状旋转

可使用相似的方法旋转图像，只是会用到旋转属性和旋转值：

<objectAnimator
    xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:propertyName="rotation"
    android:valueFrom="-180"
    android:valueTo="0"
    android:duration="@integer/duration"
    android:interpolator="@android:interpolator/fast_out_slow_in" />

执行相反的动画（从 Remove 到 Add）所需的操作方法相同，只不过将动画值反置。

完成后的动态矢量图，效果很不错吧？

使用OneAPM分析UI卡顿

使用 OneAPM 可以快速定位分析UI性能，Mobile Insight的卡顿可以直观地展示这些信息。

可以分析绘制APP卡顿趋势图，精确定位每1秒内的绘图刷新信号中断的次数，从多维度分析卡顿现象，如APP版本、操作系统版本的分布情况等。

卡顿详情列表展示：访问时间，发生卡顿时的流畅度，耗时，发生卡顿时的设备信息，APP版本，操作系统及版本，CPU信息
通过分析该页面信息可以清楚了解到卡顿来源，以便针对性快速优化。

动画卡顿原因

动画卡顿的原因大概有这样三种，这些因素将直接影响动画的性能，导致卡顿。即：

手势滑动速度
帧率
触摸事件响应的速度

手势滑动、帧率是跟各种手机设备有直接的关系，各种各样的硬件设备会表现出不一样的性能，如果从这个方面入手考虑优化，就十分需要 OneAPM Mobile Insight 这样的从多维度来分析性能的一款工具。

结语

虽然只是浅谈，文本旨在围绕创建有意义的动画提供有益的视角，使读者受益。今后，笔者会继续努力，以求进一步改善应用的外观与用户体验。

原文地址：https://medium.com/ribot-labs/exploring-meaningful-motion-on-android-1cd95a4bc61d#.vqazussmj

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