分析Android动画模块之Tween动画

Android 平台提供了两类动画,一类是 Tween 动画,即通过对场景里的对象不断做图像变换(平移、缩放、旋转)产生动画效果;第二类是 Frame 动画,即顺序播放事先做好的图像,跟电影类似。本文分析了 Tween 动画的实现原理。

主要思路

Tween 动画通过对 View 的内容完成一系列的图形变换 (包括平移、缩放、旋转、改变透明度)来实现动画效果。

具体来讲,预先定义一组指令,这些指令指定了图形变换的类型、触发时间、持续时间。这些指令可以是以 XML 文件方式定义,也可以是以源代码方式定义。程序沿着时间线执行这些指令就可以实现动画效果。

动画的进度使用 Interpolator 控制,android 提供了几个 Interpolator 子类,实现了不同的速度曲线,如LinearInterpolator 实现了匀速效果、 Accelerateinterpolator 实现了加速效果、DecelerateInterpolator 实现了减速效果等。还可以定义自己的 Interpolator 子类,实现抛物线、自由落体等物理效果。

动画的运行模式有两种:

独占模式,即程序主线程进入一个循环,根据动画指令不断刷新屏幕,直到动画结束; 中断模式,即有单独一个线程对时间计数,每隔一定的时间向主线程发通知,主线程接到通知后更新屏幕。

图形变换通过仿射矩阵实现。图形变换是图形学中的基本知识。简单来说就是,每种变换都是一次矩阵运算。在 Android 中,Canvas 类中包含当前矩阵,当调用 Canvas.drawBitmap (bmp, x, y, Paint) 绘制时,android 会先把 bmp 做一次矩阵运算,然后将运算的结果显示在 Canvas 上。这样,编程人员只需不断修改 Canvas 的矩阵并刷新屏幕,View 里的对象就会不停的做图形变换,动画就形成了。

在 android 中提供了 Animation 、 Interpolator、Transformation 等类具体实现 Tween 动画,下面逐一分析。

Animation 类及其子类

Animation 类及其子类是动画的核心模块,它实现了各种动画效果,如平移、缩放、旋转、改变透明度等。

Tween 动画的每一桢都根据 Interpolator 对 view 的内容做一次图形变换,因此 Animation 的核心工作是做变换(transformation)。

Aniamtion 是基类,他记录了动画的通用属性和方法。主要的属性包括动画持续时间、重复次数、interpolator 等。动画里最重要的方法是 getTransformation (currentTime, outTransformation),该方法根据当前间 (currentTime) 和 interpolator,计算当前的变换,在 outTransformation 中返回。

TranslateAnimation、RotateAnimation、AlphaAnimation 等是 Animation 的子类,分别实现了平移、旋转、改变 Alpha 值等动画。

每个动画都重载了父类的 applyTransformation 方法,这个方法会被父类的 getTransformation 方法调用。另外每个动画还有个 initialize 方法,完成初始化工作。

不同的动画具有不同的属性,如 RotateAnimation 的属性是起始角度、终止角度和旋转点坐标, TranslateAnimation 的属性是起始位置和终止位置。AlphaAnimation 的属性是起始 alpha 值和终止 alpha 值。

Animation 类及其子类的类图如下所示:

android类及其子类

Aniamtion 类及其子类

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