Android動畫：手把手帶你學會如何自定義屬性動畫(ObjectAnimator類)

前言

  • 屬性動畫的使用 是 Android 開發中常用的知識
  • 今天，我將講解屬性動畫使用中最核心的一個方法類：ObjectAnimator，希望你們會喜歡。

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目錄

示意圖

儲備知識

閱讀本文前，請先閱讀文章：Android：這是一份全面 & 詳細的動畫入門學習指南

1. 簡介

  • 實現屬性動畫中的一個核心方法類
  • 繼承自ValueAnimator類，即底層的動畫實現機制是基于ValueAnimator類

2. 實現動畫的原理

直接對對象的屬性值進行改變操作，從而實現動畫效果

如直接改變 View的 alpha 屬性 從而實現透明度的動畫效果

3. 本質原理

通過不斷控制 值 的變化，再不斷 自動 賦給對象的屬性，從而實現動畫效果。如下圖：

示意圖

從上面的工作原理可以看出：ObjectAnimator與 ValueAnimator類的區別：

  • ValueAnimator 類是先改變值，然后 手動賦值 給對象的屬性從而實現動畫；是 間接 對對象屬性進行操作；具體請看文章：Android：這份Android核心使用類ValueAnimator學習指南請收好！
  • ObjectAnimator 類是先改變值，然后 自動賦值 給對象的屬性從而實現動畫；是 直接 對對象屬性進行操作；

至于是如何自動賦值給對象的屬性，下面會詳細說明

4. 基礎使用

4.1 使用步驟

由于是繼承了ValueAnimator類，所以使用的方法十分類似：XML 設置 / Java設置

/*
 * 設置方式1：Java
 */
 // 步驟1：創建ObjectAnimator對象
     ObjectAnimator animator = ObjectAnimator.ofFloat(Object object, String property, float ....values);  
    // 作用：
    // 1. 創建動畫實例
    // 2. 參數設置：
    // Object object：需要操作的對象
    // String property：需要操作的對象的屬性
    // float ....values：動畫初始值 & 結束值（不固定長度）
    // 若是兩個參數a,b，則動畫效果則是從屬性的a值到b值
    // 若是三個參數a,b,c，則則動畫效果則是從屬性的a值到b值再到c值
    // 以此類推
    // 至于如何從初始值過渡到結束值，同樣是由估值器決定，此處ObjectAnimator.ofFloat()是有系統內置的浮點型估值器FloatEvaluator，同ValueAnimator講解

// 步驟2：設置動畫屬性
    // 設置動畫運行的時長
    anim.setDuration(500);
    
    // 設置動畫延遲播放時間
    anim.setStartDelay(500);
    
    // 設置動畫重復播放次數 = 重放次數+1
    // 動畫播放次數 = infinite時,動畫無限重復
    anim.setRepeatCount(0);
    
    // 設置重復播放動畫模式
    anim.setRepeatMode(ValueAnimator.RESTART);
    // ValueAnimator.RESTART(默認):正序重放
    // ValueAnimator.REVERSE:倒序回放

// 步驟3：啟動動畫
animator.start();  

/*
 * 設置方式2：xml
 */
 // 步驟1：在路徑 res/animator 的文件夾里創建動畫效果.xml文件
 // set_animation.xml

 // 步驟2：設置動畫參數
 // ObjectAnimator 采用<animator>  標簽
    <objectAnimator xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"  
        android:valueFrom="1"   // 初始值
        android:valueTo="0"  // 結束值
        android:valueType="floatType"  // 變化值類型 ：floatType & intType
        android:propertyName="alpha" // 對象變化的屬性名稱
    /> 

// 步驟3：啟動動畫
    // 1. 載入XML動畫
    Animator animator = AnimatorInflater.loadAnimator(context, R.animator.view_animation);  
    // 2. 設置動畫對象
    animator.setTarget(view);  
    // 3. 啟動動畫
    animator.start();

4.2 使用實例

此處先展示四種基本變換：平移、旋轉、縮放 & 透明度

平移

// 1. 創建動畫作用對象：此處以Button為例
Button mButton = (Button) findViewById(R.id.Button);

// 2. 獲得當前按鈕的位置
float curTranslationX = mButton.getTranslationX();

// 3. 創建動畫對象
ObjectAnimator animator = ObjectAnimator.ofFloat(mButton, "translationX", curTranslationX, 300,curTranslationX);

// 表示的是:
// 動畫作用對象是mButton
// 動畫作用的對象的屬性是X軸平移（在Y軸上平移同理，采用屬性"translationY"
// 動畫效果是:從當前位置平移到 x=1500 再平移到初始位置

// 4. 設置動畫時長
animator.setDuration(5000);

// 5. 啟動動畫
animator.start();
屬性動畫 - X軸平移.gif

旋轉

// 1. 創建動畫作用對象：此處以Button為例
Button mButton = (Button) findViewById(R.id.Button);

// 2. 創建動畫對象
ObjectAnimator animator = ObjectAnimator.ofFloat(mButton, "rotation", 0f, 360f);
// 表示的是:
// 動畫作用對象是mButton
// 動畫作用的對象的屬性是旋轉alpha
// 動畫效果是:0度-360度

// 3. 設置動畫時長
animator.setDuration(5000);

// 4. 啟動動畫
animator.start();
屬性動畫- 旋轉.gif

縮放

// 1. 創建動畫作用對象：此處以Button為例
Button mButton = (Button) findViewById(R.id.Button);

// 2. 創建動畫對象
ObjectAnimator animator = ObjectAnimator.ofFloat(mButton, "scaleX", 1f, 3f, 1f);
// 表示的是:
// 動畫作用對象是mButton
// 動畫作用的對象的屬性是X軸縮放
// 動畫效果是:放大到3倍,再縮小到初始大小

// 3. 設置動畫時長
animator.setDuration(5000);

// 4. 啟動動畫
animator.start();
屬性動畫 - 縮放.gif

透明度

// 1. 創建動畫作用對象：此處以Button為例
Button mButton = (Button) findViewById(R.id.Button);

// 2. 創建動畫對象
ObjectAnimator animator = ObjectAnimator.ofFloat(mButton, "alpha", 1f, 0f, 1f);
// 表示的是:
// 動畫作用對象是mButton
// 動畫作用的對象的屬性是透明度alpha
// 動畫效果是:常規 - 全透明 - 常規

// 3. 設置動畫時長
animator.setDuration(5000);

// 4. 啟動動畫
animator.start();
屬性動畫 - 透明度.gif

4. 通過自定義對象屬性實現動畫效果

在上面的基礎使用中，我們對于ObjectAnimator.ofFloat()的第二個參數傳入了：alpha、rotation、translationX 和 scaleY等對象的屬性值，從而實現了平移、旋轉、縮放、透明度的動畫。

實際上，這個參數是可以傳入對象的任意屬性值的，因為ObjectAnimator類實現動畫效果的本質是：通過不斷控制值的變化，再不斷自動賦值給對象的屬性。

工作原理

而 自動賦給對象的屬性的本質是調用該對象屬性的set() 、get()方法進行賦值。所以，ObjectAnimator.ofFloat(Object object, String property, float ....values)的第二個參數傳入值的作用是：讓ObjectAnimator類根據傳入的屬性名去尋找該對象對應屬性名的 set() 、get()方法，從而進行對象屬性值的賦值。如上面的例子：

ObjectAnimator animator = ObjectAnimator.ofFloat(mButton, "rotation", 0f, 360f);
// 其實Button對象中并沒有rotation這個屬性值
// ObjectAnimator并不是直接對我們傳入的屬性名進行操作
// 而是根據傳入的屬性值"rotation" 去尋找對象對應屬性名對應的get和set方法，從而通過set()、get()對屬性進行賦值

// 因為Button對象中有rotation屬性所對應的get & set方法
// 所以傳入的rotation屬性是有效的
// 所以才能對rotation這個屬性進行操作賦值
public void setRotation(float value);  
public float getRotation();  

// 實際上，這兩個方法是由View對象提供的，所以任何繼承自View的對象都具備這個屬性

4.1 原理解析

至于是如何進行自動賦值，直接看源碼分析：從啟動動畫的animator.start()方法開始。

@Override  
public void start() {  
    AnimationHandler handler = sAnimationHandler.get();  

    ...
    
    super.start();  
   // 調用父類的start()
   // 因為ObjectAnimator類繼承ValueAnimator類，所以調用的是ValueAnimator的star()
   // 經過層層調用，最終會調用到 自動賦值給對象屬性值的方法 ->關注1
}  

/*
 * 關注1：自動賦值給對象屬性值的邏輯方法
 */
// 步驟1：初始化動畫值
private void setupValue(Object target, Keyframe kf) {  
    if (mProperty != null) {  
        kf.setValue(mProperty.get(target));  
        // 初始化時，如果屬性的初始值沒有提供，則調用屬性的get()進行取值
    }  
        kf.setValue(mGetter.invoke(target));   
    }  
}  

// 步驟2：更新動畫值
// 當動畫下一幀來時（即動畫更新的時候），setAnimatedValue()都會被調用
void setAnimatedValue(Object target) {  
    if (mProperty != null) {  
        mProperty.set(target, getAnimatedValue());  
        // 內部調用對象該屬性的set()，從而將新的屬性值設置給對象屬性
    }   
}

從上面的源碼分析可以看出自動賦值的邏輯是：

  • 初始化時，若屬性的初始值沒有提供，則調用屬性的 get()進行取值；
  • 當值變化時，會調用對象該屬性的 set()方法，從而將新的屬性值設置給對象屬性。

所以：

  • ObjectAnimator 類針對的是任意對象 & 任意屬性值，并不是單單針對于View對象
  • 如果需要采用ObjectAnimator 類實現動畫效果，那么需要操作的對象就必須有該屬性的set()、get()
  • 同理，針對上述另外的四種基本動畫效果，View 也存在著對應的set()、get()方法，如旋轉屬性的setRotation()、getRotation()、平移屬性的setTranslationX()、getTranslationX()、縮放屬性的setScaleY()、getScaleY()

4.2 具體使用

對于屬性動畫，其拓展性在于：不局限于系統限定的動畫且可以自定義動畫(即自定義對象的屬性)，并通過操作自定義的屬性從而實現各種復雜多樣的動畫效果。

那么，該如何自定義屬性呢？本質上分為兩個步驟：

  1. 為對象設置需要操作屬性的set()、get()方法；
  2. 通過自定義估值器(實現TypeEvaluator類接口）從而定義屬性變化的邏輯。

在屬性值變化的時候，會自動調用屬性的set()、get()方法進行賦值，從而實現動畫效果。

4.3 實例講解

下面，我將用一個實例來說明如何通過自定義屬性實現動畫效果：一個圓的顏色漸變，即此處要變化、操作的對象屬性值是圓的背景顏色

屬性動畫 - 顏色變化
  • 自定義屬性的邏輯如下：（需要自定義屬性為圓的背景顏色）
自定義屬性的邏輯

步驟1：設置對象類屬性的set() 、get()

即此處要變化、操作的對象屬性值是圓的背景顏色。共有兩種方法：

  • 直接法：通過繼承原始類，直接給類加上該屬性的get()、set()方法；
  • 間接法：通過包裝原始動畫對象，間接給對象加上該屬性的get()、set()方法。即用一個類來包裝原始對象。

此處主要使用第一種方式進行展示。

// MyView2.java
public class MyView2 extends View {
    public static final float RADIUS = 100f;// 圓的半徑 = 100
    
     // 畫筆相關
    private Paint mPaint;

    // 初始化畫筆
    public MyView2(Context context, AttributeSet attrs) {
        super(context, attrs);
        mPaint = new Paint(Paint.ANTI_ALIAS_FLAG);
        mPaint.setColor(Color.BLUE);
    }

    // 背景顏色屬性
    private String color;

    // 設置背景顏色的get()方法
    public String getColor() {
        return color;
    }

    // 設置背景顏色的set()方法
    public void setColor(String color) {
        this.color = color;

        // 將畫筆的顏色設置成可傳入顏色的參數
        mPaint.setColor(Color.parseColor(color));
        
        // 調用了invalidate(),即畫筆顏色每次改變都會刷新視圖，然后調用onDraw()方法重新繪制圓
        // 而因為每次調用onDraw()方法時畫筆的顏色都會改變,所以圓的顏色也會改變，從而實現動畫效果
        invalidate();
    }

    // 復寫onDraw()從而實現繪制邏輯
    // 繪制邏輯:先在初始點畫圓,通過監聽當前坐標值(currentPoint)的變化,每次變化都調用onDraw()重新繪制圓,從而實現圓的平移動畫效果
    @Override
    protected void onDraw(Canvas canvas) {
        canvas.drawCircle(500, 500, RADIUS, mPaint);
    }
 
}

步驟2：在布局文件加入自定義View控件

activity_main.xml

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    android:paddingBottom="@dimen/activity_vertical_margin"
    android:paddingLeft="@dimen/activity_horizontal_margin"
    android:paddingRight="@dimen/activity_horizontal_margin"
    android:paddingTop="@dimen/activity_vertical_margin"
    tools:context="scut.carson_ho.valueanimator_ofobject.MainActivity">

    <scut.carson_ho.valueanimator_ofobject.MyView2
        android:id="@+id/MyView2"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
         />
</RelativeLayout>

步驟3：自定義估值器

即通過實現TypeEvaluator類接口從而定義屬性變化的邏輯。此處要定義的是：實現顏色過渡的邏輯。

// ColorEvaluator.java

public class ColorEvaluator implements TypeEvaluator {
    // 實現TypeEvaluator接口

    private int mCurrentRed;
    private int mCurrentGreen ;
    private int mCurrentBlue ;

    // 復寫evaluate（）
    // 作用：寫入對象動畫過渡的邏輯，此處是寫顏色過渡的邏輯
    @Override
    public Object evaluate(float fraction, Object startValue, Object endValue) {

        // 獲取到顏色的初始值和結束值
        String startColor = (String) startValue;
        String endColor = (String) endValue;

        // 通過字符串截取的方式將初始化顏色分為RGB三個部分，并將RGB的值轉換成十進制數字
        // 那么每個顏色的取值范圍就是0-255
        int startRed = Integer.parseInt(startColor.substring(1, 3), 16);
        int startGreen = Integer.parseInt(startColor.substring(3, 5), 16);
        int startBlue = Integer.parseInt(startColor.substring(5, 7), 16);

        int endRed = Integer.parseInt(endColor.substring(1, 3), 16);
        int endGreen = Integer.parseInt(endColor.substring(3, 5), 16);
        int endBlue = Integer.parseInt(endColor.substring(5, 7), 16);

        // 將初始化顏色的值定義為當前需要操作的顏色值
        mCurrentRed = startRed;
        mCurrentGreen = startGreen;
        mCurrentBlue = startBlue;

        // 計算初始顏色和結束顏色之間的差值
        // 該差值決定著顏色變化的快慢:初始顏色值和結束顏色值很相近，那么顏色變化就會比較緩慢;否則,變化則很快
        // 具體如何根據差值來決定顏色變化快慢的邏輯寫在getCurrentColor()里.
        int redDiff = Math.abs(startRed - endRed);
        int greenDiff = Math.abs(startGreen - endGreen);
        int blueDiff = Math.abs(startBlue - endBlue);
        int colorDiff = redDiff + greenDiff + blueDiff;

        if (mCurrentRed != endRed) {
            mCurrentRed = getCurrentColor(startRed, endRed, colorDiff, 0,
                    fraction);
                    // getCurrentColor()決定如何根據差值來決定顏色變化的快慢 ->>關注1
        } else if (mCurrentGreen != endGreen) {
            mCurrentGreen = getCurrentColor(startGreen, endGreen, colorDiff,
                    redDiff, fraction);
        } else if (mCurrentBlue != endBlue) {
            mCurrentBlue = getCurrentColor(startBlue, endBlue, colorDiff,
                    redDiff + greenDiff, fraction);
        }

        // 將計算出的當前顏色的值組裝返回
        String currentColor = "#" + getHexString(mCurrentRed)
                + getHexString(mCurrentGreen) + getHexString(mCurrentBlue);

        // 由于我們計算出的顏色是十進制數字，所以需要轉換成十六進制字符串:調用getHexString()->>關注2
        // 最終將RGB顏色拼裝起來,并作為最終的結果返回
        return currentColor;
    }


    // 關注1:getCurrentColor()
    // 具體是根據fraction值來計算當前的顏色。
    private int getCurrentColor(int startColor, int endColor, int colorDiff,
                                int offset, float fraction) {
        int currentColor;
        if (startColor > endColor) {
            currentColor = (int) (startColor - (fraction * colorDiff - offset));
            if (currentColor < endColor) {
                currentColor = endColor;
            }
        } else {
            currentColor = (int) (startColor + (fraction * colorDiff - offset));
            if (currentColor > endColor) {
                currentColor = endColor;
            }
        }
        return currentColor;
    }

    // 關注2:將10進制顏色值轉換成16進制。
    private String getHexString(int value) {
        String hexString = Integer.toHexString(value);
        if (hexString.length() == 1) {
            hexString = "0" + hexString;
        }
        return hexString;
    }
}

步驟4：啟動動畫

// MainActivity.java
public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    MyView2 myView2; // 自定義的view

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        // 1. 設置自定義View對象
        // 傳入背景顏色屬性值 & 顏色估值器
        myView2 = (MyView2) findViewById(R.id.MyView2);
        ObjectAnimator anim = ObjectAnimator.ofObject(myView2, "color", new ColorEvaluator(),
                "#0000FF", "#FF0000");
        
        // 本質邏輯：
        // 步驟1：根據顏色估值器不斷 改變 值 
        // 步驟2：調用set()設置背景顏色的屬性值（實際上是通過畫筆進行顏色設置）
        // 步驟3：調用invalidate()刷新視圖，即調用onDraw()重新繪制，從而實現動畫效果

        // 2. 設置動畫時長
        anim.setDuration(8000);

        // 3. 啟動動畫
        anim.start();
    }
}

效果圖

屬性動畫 - 顏色變化

源碼地址

Carson_Ho的Github地址

5. 特別說明

對于手動設置對象類屬性的 set()、get()

  • 直接法：通過繼承原始類，直接給類加上該屬性的get()、set()方法；
  • 間接法：通過包裝原始動畫對象，間接給對象加上該屬性的get()、set()方法。即用一個類來包裝原始對象。

對于該對象本身無這個屬性時，一般是采用使用第一種方式，即上述實例說明。那么什么情況下會使用第二種方式，即間接法呢？

答案：當該屬性存在set()方法但該set()方法無法帶來預期的UI變化時。

5.1 示例說明

  • 由于View的setWidth()并不是設置View的寬度，而是設置View的最大寬度和最小寬度的；
  • 所以通過setWidth()無法改變控件的寬度；
  • 即對View視圖的width做屬性動畫沒有效果

具體請看下面按鈕的例子，設置后該按鈕不會有任何動畫效果變化。

// 創建動畫作用對象：此處以Button為例
// 此Button的寬高設置具體為具體寬度200px
Button mButton = (Button) findViewById(R.id.Button);

// 對該button設置寬度變化
ObjectAnimator.ofInt(mButton, "width", 500).setDuration(5000).start();

因為button的setWidth()是用于設置最大、最小寬度的，而不是設置即時寬度的。

效果圖：不會有動畫效果
public void setWidth(int pixels) {  
    mMaxWidth = mMinWidth = pixels;  
    mMaxWidthMode = mMinWidthMode = PIXELS;  
    // 因為setWidth（）并不是設置View的寬度，而是設置Button的最大寬度和最小寬度的
    // 所以通過setWidth（）無法改變控件的寬度
   // 所以對width屬性做屬性動畫沒有效果
  
    requestLayout();  
    invalidate();  
}  

// 但getWidth的確是獲取View的寬度
@ViewDebug.ExportedProperty(category = "layout")  
public final int getWidth() {  
    return mRight - mLeft;  
}

5.2 解決方案

通過包裝原始動畫對象，間接給對象加上該屬性的get()、set()方法。即用一個類來包裝原始對象。

本質上是采用了設計模式中的裝飾模式，即通過包裝類從而擴展對象的功能

// MainActivity.java
public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    Button mButton;
    ViewWrapper wrapper;

    // 1. 提供ViewWrapper類,用于包裝View對象
    // 本例:包裝Button對象
    private static class ViewWrapper {
        private View mTarget;

        // 構造方法:傳入需要包裝的對象
        public ViewWrapper(View target) {
            mTarget = target;
        }

        // 為view的寬度設置get()、set()
        public int getWidth() {
            return mTarget.getLayoutParams().width;
        }

        public void setWidth(int width) {
            mTarget.getLayoutParams().width = width;
            mTarget.requestLayout();
        }
    }

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        // 2. 創建動畫作用對象
        // 以以Button為例
        mButton = (Button) findViewById(R.id.Button);
    
        // 3. 創建包裝類,并傳入動畫作用的對象
        wrapper = new ViewWrapper(mButton);
        
        // 4. 點擊時設置動畫的對象是包裝類的對象
        mButton.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {
                ObjectAnimator.ofInt(wrapper, "width", 500).setDuration(3000).start();
            }
        });
    }  
}

效果圖

效果圖 - 動畫有效

6. 與ValueAnimator類對比

對比于屬性動畫中另外一個比較核心的使用類：ValueAnimator類：

6.1 相同點

其二者的本質都是相同：不斷改變值，然后不斷賦值給對象的屬性從而實現動畫效果

6.2 區別

二者的區別在于：賦值給對象屬性的操作是直接還是間接的。

  • ValueAnimator類：不斷改變值，然后手動賦值給對象的屬性從而實現動畫效果，是間接對對象屬性進行操作；
  • ObjectAnimator類：不斷改變值，然后自動賦值給對象的屬性從而實現動畫效果，是直接對對象屬性進行操作；

可以理解為：ObjectAnimator類的使用更加智能、自動化程度更高。

至此，關于屬性動畫中的核心使用類ObjectAnimator講解完畢

7. 總結

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