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Android动画系列之插值器、估计器

Android动画系列之插值器、估计器

作者: Jason_cyj | 来源:发表于2018-05-20 09:14 被阅读37次

    1 前言
    前两篇分别介绍了View动画及帧动画属性动画的基本用法,多多少少提到了TypeEvaluator(类型估值器)、Interpolator(插值器),但并没有展开介绍,主要是因为View动画、属性动画的常见的基本用法,系统源码内部已经默认使用了某种估值器和插值器。本文先介绍系统提供的了哪些TypeEvaluator和Interpolator?然后介绍如何自定义一个TypeEvaluator和Interpolator来实例演示。
    2 TypeEvaluator(类型估值器)
    TypeEvaluator用于计算从初始值过度到结束值时某个时刻的取值 ,与属性的起始值,结束值,fraction三个值相关,也就是ValueAnimator.getAnimatedValue()返回的值。
    首先,看看TypeEvaluator源码:

    public interface TypeEvaluator<T> {
        public T evaluate(float fraction, T startValue, T endValue);
    }
    

    TypeEvaluator是一个接口,接口采用泛型,因此,无论是系统预置的估值器还是自定义估值器都是实现该接口。evaluate方法有三个参数,其中startValue和endValue很好理解就是初始值和结束值,而fraction是经过插值器转换后的值,插值器下节再介绍,系统内置的估值器有:
    IntEvaluator Int类型估值器,ofInt()方法系统默认使用的估值器,
    FloatEvaluator Float类型估值器,ofFloat()方法系统默认使用的估值器,
    ArgbEvaluator 颜色类型估值器,ofArgb()方法系统默认使用的估值器 。

    IntEvaluator源码

    public class IntEvaluator implements TypeEvaluator<Integer> {
    
        /**
         * <code>result = x0 + t * (v1 - v0)</code>,
         */
        public Integer evaluate(float fraction, Integer startValue, Integer endValue) {
            int startInt = startValue;
            return (int)(startInt + fraction * (endValue - startInt));
        }
    }
    

    FloatEvaluator源码

    public class FloatEvaluator implements TypeEvaluator<Number> {
        public Float evaluate(float fraction, Number startValue, Number endValue) {
            float startFloat = startValue.floatValue();
            return startFloat + fraction * (endValue.floatValue() - startFloat);
        }
    }
    

    ArgbEvaluator源码

    public class ArgbEvaluator implements TypeEvaluator {
        public Object evaluate(float fraction, Object startValue, Object endValue) {
            int startInt = (Integer) startValue;
            float startA = ((startInt >> 24) & 0xff) / 255.0f;
            float startR = ((startInt >> 16) & 0xff) / 255.0f;
            float startG = ((startInt >>  8) & 0xff) / 255.0f;
            float startB = ( startInt        & 0xff) / 255.0f;
    
            int endInt = (Integer) endValue;
            float endA = ((endInt >> 24) & 0xff) / 255.0f;
            float endR = ((endInt >> 16) & 0xff) / 255.0f;
            float endG = ((endInt >>  8) & 0xff) / 255.0f;
            float endB = ( endInt        & 0xff) / 255.0f;
    
            // convert from sRGB to linear
            startR = (float) Math.pow(startR, 2.2);
            startG = (float) Math.pow(startG, 2.2);
            startB = (float) Math.pow(startB, 2.2);
    
            endR = (float) Math.pow(endR, 2.2);
            endG = (float) Math.pow(endG, 2.2);
            endB = (float) Math.pow(endB, 2.2);
    
            // compute the interpolated color in linear space
            float a = startA + fraction * (endA - startA);
            float r = startR + fraction * (endR - startR);
            float g = startG + fraction * (endG - startG);
            float b = startB + fraction * (endB - startB);
    
            // convert back to sRGB in the [0..255] range
            a = a * 255.0f;
            r = (float) Math.pow(r, 1.0 / 2.2) * 255.0f;
            g = (float) Math.pow(g, 1.0 / 2.2) * 255.0f;
            b = (float) Math.pow(b, 1.0 / 2.2) * 255.0f;
    
            return Math.round(a) << 24 | Math.round(r) << 16 | Math.round(g) << 8 | Math.round(b);
        }
    }
    

    以上三种系统内置的估算器均是通过公式result = x0 + t * (v1 - v0)计算返回。其中ArgbEvaluator是分别对ARGB四个分量分别计算然后组装返回。
    下面通过自定义实现类似抛物线运动的轨迹的动画效果。先给出效果图:


    3.gif

    首先先自定一个MyEvaluator实现TypeEvaluator接口,代码如下:

    /**
     * @Description 自定义估值器实现类似抛物线效果
     * @Author Jason.chen
     * @Version
     */
    
    public class MyEvaluator implements TypeEvaluator<PointF> {
    
        /**
         * 抛物线标准方程:y = a * x^2
         * 假设x方向速度为100px/s,那么x = 100 * t (t表示时间 由于fraction = t/duration,所以 t = fraction * duration),
         * 再假设a取为0.5 那么y = 0.5 * x^2
         */
        @Override
        public PointF evaluate(float fraction, PointF startValue, PointF endValue) {
            PointF point = new PointF();
            float time = fraction * 5;//设置duration = 5000ms
            point.x = 100 * time;
            point.y =  0.5f * 100 * time * time;
            return point;
        }
    }
    

    然后使用ValueAnimator在监听器中动态改变img的x,y,就可以实现上述动效。

    ValueAnimator valueAnimator =ValueAnimator.ofObject(new MyEvaluator(),new PointF(0,0));
            valueAnimator.setDuration(5000);
            valueAnimator.setInterpolator(new LinearInterpolator());//使用线性插值器
            valueAnimator.start();
            valueAnimator.addUpdateListener(new ValueAnimator.AnimatorUpdateListener() {
                @Override
                public void onAnimationUpdate(ValueAnimator animation) {
                    PointF currentValue = (PointF)  animation.getAnimatedValue();
                    Log.i("Tag","current value:"+animation.getAnimatedValue());
                    img.setX(currentValue.x);
                    img.setY(currentValue.y);
                }
            });
    

    3 Interpolator(插值器)
    上一节介绍TypeEvaluator 时,我们提过evaluate方法有个参数fraction是经过插值器转换后的值,那么插值器到底是什么,有什么作用?下面我们就开始介绍。
    Interpolator是用来改变动画的播放速率,采用不用的插值器来实现不同的播放效果,比如上一节的动画效果,使用了线性插值器,使动画匀速改变。系统默认的使用的插值器是AccelerateDecelerateInterpolator(加速减速插值器)。

    //系统自带的所有插值器都继承了BaseInterpolator
    public class AccelerateDecelerateInterpolator extends BaseInterpolator
            implements NativeInterpolatorFactory {
        public AccelerateDecelerateInterpolator() {
        }
    
        @SuppressWarnings({"UnusedDeclaration"})
        public AccelerateDecelerateInterpolator(Context context, AttributeSet attrs) {
        }
        //核心方法,定义了插值的映射关系
        public float getInterpolation(float input) {
            return (float)(Math.cos((input + 1) * Math.PI) / 2.0f) + 0.5f;
        }
    
        /** @hide */
        @Override
        public long createNativeInterpolator() {
            return NativeInterpolatorFactoryHelper.createAccelerateDecelerateInterpolator();
        }
    }
    
    

    AccelerateDecelerateInterpolator继承BaseInterpolator类,那么打开BaseInterpolator看下

    abstract public class BaseInterpolator implements Interpolator {
        private @Config int mChangingConfiguration;
        /**
         * @hide
         */
        public @Config int getChangingConfiguration() {
            return mChangingConfiguration;
        }
    
        /**
         * @hide
         */
        void setChangingConfiguration(@Config int changingConfiguration) {
            mChangingConfiguration = changingConfiguration;
        }
    }
    

    BaseInterpolator是个抽象类,实现了Interpolator接口,Interpolator接口又只是单纯地继承了TimeInterpolator,我们直接TimeInterpolator,TimeInterpolator接口中定义了getInterpolation方法,该方法是计算插值的核心方法,也是自定义插值器要实现的方法。

    public interface TimeInterpolator {
      float getInterpolation(float input);
    }
    

    系统提供了以下插值器,可以通过插值器类源码的getInterpolation方法概括出该插值器的公式形式:

    资源ID 公式 含义
    AccelerateDecelerateInterpolator @android:anim/accelerate_decelerate_interpolator y = 0.5cos((t+1)π)+0.5 始末速率较慢,中间加速
    AccelerateInterpolator @android:anim/accelerate_interpolator y=t^(2f) 其中f表示加速因子默认1 先慢后快加
    AnticipateInterpolator @android:anim/anticipate_interpolator y = tt((s+1)t-s) 其中s表示张力因子,默认值为2 开始的时候从后向前甩
    AnticipateOvershootInterpolator @android:anim/anticipate_overshoot_interpolator t < 0.5时,y = 2tt(2t*s+2t-s),当t >= 0.5时y = 2(t-1)(t-1)(2(s+1)(t-1)+s) + 1 其中s表示张力因子,默认值为3 开始的时候向后然后向前甩一定值后返回最后的值
    BounceInterpolator @android:anim/bounce_interpolator 动画结束时弹起
    CycleInterpolator @android:anim/cycle_interpolator y = sin(2ct*π)其中c表示循环次数默认为1 循环播放速率播放特定次数,改变为正弦曲线
    DecelerateInterpolator @android:anim/decelerate_interpolator y = y= 1-(1-t)^(2f) f为减速因子, 默认值为1 先快后慢
    LinearInterpolator @android:anim/linear_interpolator y = t 匀速改变
    OvershootInterpolator @android:anim/overshoot_interpolator y = (t-1)(t-1)((s+1)(t-1)+s) + 1 其中s表示张力因子,默认值为2 向前甩一定值后再回到原来位置
    PathInterpolator 定义路径坐标,然后可以按照路径坐标来跑动

    系统已经提供了比较全的插值器,本文就不再自定义插值器,主要是没想到比较好的自定义插值器类型。

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