緩動(dòng)函數(shù)

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Fuse?

很多時(shí)候,設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)一個(gè)特效動(dòng)畫出來,用靜態(tài)的UE是很難向開發(fā)者描述動(dòng)效的具體樣式的,于是需要借助一些UX交互設(shè)計(jì)工具。

當(dāng)前用的較多的UX交互設(shè)計(jì)工具是Fuse軟件了,F(xiàn)use軟件要求設(shè)計(jì)師懂一些Html語(yǔ)言和JS語(yǔ)言語(yǔ)言,Html寫UI,JS跑邏輯,大大提高溝通效率,同時(shí)會(huì)省卻開發(fā)者很多時(shí)間,因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)者寫好動(dòng)畫特效之后,直接就可以通過Fuse軟件導(dǎo)出iOS或Android原型,直接發(fā)布都可以,就拿iOS舉例,導(dǎo)出的Xcode工程,確實(shí)運(yùn)行沒有問題,但是內(nèi)存超大,而且顯得特別冗余,因此如果把Fuse導(dǎo)出的這個(gè)工程直接融合進(jìn)項(xiàng)目之中實(shí)在不劃算。

開發(fā)者自己來寫動(dòng)畫特效唯一的問題就是如何保證開發(fā)者自己寫的動(dòng)畫特效跟設(shè)計(jì)師想要的動(dòng)畫特效是完全一致的,一個(gè)動(dòng)畫就主要兩方面,一是UI二是特效,UI自然不在話下,只要參數(shù)一致,肯定是滿足設(shè)計(jì)者要求的,關(guān)鍵是特效。這就不得不引入一個(gè)影響動(dòng)畫特效的關(guān)鍵因素緩動(dòng)函數(shù)

緩動(dòng)函數(shù),顧名思義,就是決定動(dòng)畫效果運(yùn)動(dòng)快慢的函數(shù)。詳細(xì)說就是定義不同曲線的數(shù)據(jù)公式,描述每一幀動(dòng)畫回調(diào)時(shí)需要改變的圖形參數(shù)屬性的幅度,從而達(dá)到均勻、先快后慢、先慢后快,甚至先超出起始值和結(jié)束值再慢慢恢復(fù)的各種動(dòng)畫特效。

因?yàn)榇蠖鄶?shù)動(dòng)畫特效都是模仿現(xiàn)實(shí)生活中的情形,時(shí)而加速時(shí)而減速。動(dòng)畫特效直接受到緩動(dòng)函數(shù)的影響,自然可以通過設(shè)置緩動(dòng)函數(shù)進(jìn)而實(shí)現(xiàn)不同的動(dòng)畫效果。設(shè)計(jì)師使用Fuse軟件設(shè)計(jì)出動(dòng)畫特效時(shí),里面必不可少的步驟就是設(shè)置UI動(dòng)畫的緩動(dòng)函數(shù)類型,當(dāng)然Css的緩動(dòng)函數(shù)名稱跟Java或OC的緩動(dòng)函數(shù)名稱有些不同,看圖就一目了然,只要知道設(shè)計(jì)師使用的緩動(dòng)函數(shù),找到相應(yīng)的坐標(biāo)圖,就順勢(shì)找出了OC中對(duì)應(yīng)的緩動(dòng)函數(shù)名稱。

典型的線性kCAMediaTimingFunctionLinear、漸快kCAMediaTimingFunctionEaseIn、漸慢kCAMediaTimingFunctionEaseOut、先快后慢kCAMediaTimingFunctionEaseInEaseOut都是動(dòng)畫本身就自帶的函數(shù)類型,這也是最簡(jiǎn)單的動(dòng)畫特效。不是我們重點(diǎn)討論的內(nèi)容,我們重點(diǎn)討論設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)的復(fù)雜緩動(dòng)函數(shù)構(gòu)建的動(dòng)畫特效。


復(fù)雜緩動(dòng)函數(shù)曲線通常都是需要開發(fā)者自定義,iOS的原生動(dòng)畫框架對(duì)自定義緩動(dòng)函數(shù)曲線支持不是很好,所以這也是FaceBook開源的POP動(dòng)畫框架大受歡迎的原因。

POP動(dòng)畫框架就是通過改變視圖模型層Model Layer狀態(tài)來實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫,原生Core Animation的是通過改變渲染層Render Layer實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫,所以Core Animation動(dòng)畫會(huì)在動(dòng)畫結(jié)束后回到起始位置和無(wú)法實(shí)現(xiàn)UILable的Text屬性動(dòng)畫效果,POP動(dòng)畫框架不止于此,更可以創(chuàng)建動(dòng)畫框架沒有的時(shí)間緩動(dòng)函數(shù)曲線進(jìn)而構(gòu)建特別的動(dòng)畫特效,本質(zhì)上來說,POP動(dòng)畫框架的本質(zhì)是CADisplayLink定時(shí)器(屏幕刷新率:60幀/S)每觸發(fā)一次屏幕刷新的方法就執(zhí)行一幀動(dòng)畫,根據(jù)設(shè)定的緩動(dòng)函數(shù)Time Function來計(jì)算每一幀動(dòng)畫的插值,進(jìn)而賦值給視圖或圖層的屬性(Center、Frame、Text)形成動(dòng)畫效果。

對(duì)于POP動(dòng)畫框架來說,設(shè)置緩動(dòng)函數(shù)曲線主要兩種方法,具體哪一種方法視緩動(dòng)函數(shù)曲線的復(fù)雜度而定。

  • 第一種方法較為簡(jiǎn)單,只適用于通過兩個(gè)構(gòu)建點(diǎn)就能構(gòu)建的緩動(dòng)函數(shù)曲線、獲取兩個(gè)構(gòu)建點(diǎn)的坐標(biāo),作為參數(shù)傳入POP動(dòng)畫框架的API。
  • 第二種方法就需要理解POP的原理才能完成,POPCustomAnimation類的Block代碼塊在CADisplayLink定時(shí)器每一次觸發(fā)方法是都會(huì)調(diào)用,前提必須知道緩動(dòng)函數(shù)曲線對(duì)應(yīng)的C語(yǔ)言計(jì)算函數(shù)JS查詢表,每一幀動(dòng)畫都需要計(jì)算一次,就是說,緩動(dòng)函數(shù)曲線的每一個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)都是通過C語(yǔ)言計(jì)算函數(shù)實(shí)時(shí)計(jì)算構(gòu)建出來的,計(jì)算頻率與CADisplayLink一致,這樣無(wú)論多復(fù)雜的緩動(dòng)函數(shù)曲線都可以更具具體的函數(shù)實(shí)時(shí)構(gòu)建出來。因?yàn)楸举|(zhì)定時(shí)器,自然POP動(dòng)畫是在主線層執(zhí)行的,消耗CPU較嚴(yán)重,所以如果只是簡(jiǎn)單的動(dòng)畫使用分線程執(zhí)行的UIView的Block動(dòng)畫是一個(gè)更好的選擇。

動(dòng)畫分類?

  • 基本動(dòng)畫:線性kCAMediaTimingFunctionLinear、漸快kCAMediaTimingFunctionEaseIn、漸慢kCAMediaTimingFunctionEaseOut、先快后慢kCAMediaTimingFunctionEaseInEaseOut共四種時(shí)間緩動(dòng)函數(shù)。
  • 彈簧動(dòng)畫:springBounciness[0-20]彈力越大則震動(dòng)幅度越大、springSpeed[0-20]速度越大則動(dòng)畫結(jié)束越快、dynamicsFriction摩擦、dynamicsMass質(zhì)量,動(dòng)畫持續(xù)的時(shí)間和時(shí)間的緩動(dòng)函數(shù)由以上幾個(gè)參數(shù)決定。
  • 阻尼動(dòng)畫:deceleration衰減系數(shù)剎車,動(dòng)畫持續(xù)的時(shí)間和時(shí)間的緩動(dòng)函數(shù)由衰減系數(shù)決定
  • 自定義動(dòng)畫

自定義動(dòng)畫?

方法一:
  1. 自定義動(dòng)畫第一步需要自定義時(shí)間的緩動(dòng)函數(shù)曲線。
  2. 實(shí)現(xiàn)POPCustomAnimation類的Block代碼塊參數(shù)。每次CADisplayLink定時(shí)器觸發(fā)時(shí)也就是每一幀動(dòng)畫都會(huì)調(diào)用我們定義好的Block。
  3. 記錄動(dòng)畫開始時(shí)的基準(zhǔn)時(shí)間、X軸的時(shí)間進(jìn)度[0-1]百分比、調(diào)用緩動(dòng)函數(shù)ElasticEaseOut對(duì)應(yīng)的C語(yǔ)言函數(shù)(參照J(rèn)S函數(shù)表)計(jì)算出Y值進(jìn)度[0-1]百分比、根據(jù)緩動(dòng)函數(shù)輸出的Y值計(jì)算動(dòng)畫插值賦值給UI對(duì)象、判斷如果Y值進(jìn)度小于1繼續(xù)動(dòng)畫
方法二:(有局限,只適用于較簡(jiǎn)單的動(dòng)畫)
  1. 移動(dòng)兩個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)隨意構(gòu)建緩動(dòng)函數(shù)曲線
  2. 獲取兩個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo)。為什么POP動(dòng)畫的自定義換動(dòng)函數(shù)API只能輸入兩個(gè)坐標(biāo)點(diǎn),原來貝塞爾曲線真的是通過兩個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)構(gòu)建的(當(dāng)然這里排除(0,0)和(1,1)這兩個(gè)坐標(biāo))。在動(dòng)畫執(zhí)行之前就把緩動(dòng)函數(shù)構(gòu)建完成,這樣就不用每一幀動(dòng)畫都計(jì)算一次緩動(dòng)函數(shù)下一坐標(biāo)點(diǎn)了,當(dāng)然在動(dòng)畫開始之前就構(gòu)建出完整的緩動(dòng)函數(shù)曲線在精度是比不上每一幀都調(diào)用曲線的C語(yǔ)言函數(shù)這個(gè)方法的。
  3. 自定義緩動(dòng)函數(shù)完成之后,更可以把自定義曲線的名字和兩個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)以Json數(shù)據(jù)的格式導(dǎo)入到庫(kù)之中,不僅僅起到保存的功能喲,更可以去除來加以比較,進(jìn)行微調(diào),簡(jiǎn)直棒到?jīng)]朋友呀!

貝塞爾曲線的數(shù)學(xué)公式參考實(shí)現(xiàn)(JS版)

(function(factory){

    if(typeof define === "function" && define.amd){

        define(['jquery'],function($){

            return factory($);

        });

    } else if(typeof module === "object" && typeof module.exports === "object"){

        exports = factory(require('jquery'));

    } else {

        factory(jQuery);

    }

})


(function($){

    $.easing['jswing']= $.easing['swing'];

    var pow = Math.pow,

        sqrt = Math.sqrt,

        sin = Math.sin,

        cos = Math.cos,

        PI = Math.PI,

        c1 = 1.70158,

        c2 = c1 * 1.525,

        c3 = c1 + 1,

        c4 =(2 * PI)/ 3,

        c5 =(2 * PI)/ 4.5;

    function bounceOut(x){

        var n1 = 7.5625,

            d1 = 2.75;

        if(x < 1/d1){

            return n1*x*x;

        } else if(x < 2/d1){

            return n1*(x-=(1.5/d1))*x + .75;

        } else if(x < 2.5/d1){

            return n1*(x-=(2.25/d1))*x + .9375;

        } else {

            return n1*(x-=(2.625/d1))*x + .984375;

        }

    }

    $.extend($.easing,

        {

            def: 'easeOutQuad',

            swing: function(x){

                return $.easing[$.easing.def](x);

            },

            easeInQuad: function(x){

                return x * x;

            },

            easeOutQuad: function(x){

                return 1 -(1 - x)*(1 - x);

            },

            easeInOutQuad: function(x){

                return x < 0.5?

                2 * x * x :

                1 - pow(-2 * x + 2,2)/ 2;

            },

            easeInCubic: function(x){

                return x * x * x;

            },

            easeOutCubic: function(x){

                return 1 - pow(1 - x,3);

            },

            easeInOutCubic: function(x){

                return x < 0.5?

                4 * x * x * x :

                1 - pow(-2 * x + 2,3)/ 2;

            },

            easeInQuart: function(x){

                return x * x * x * x;

            },

            easeOutQuart: function(x){

                return 1 - pow(1 - x,4);

            },

            easeInOutQuart: function(x){

                return x < 0.5?

                8 * x * x * x * x :

                1 - pow(-2 * x + 2,4)/ 2;

            },

            easeInQuint: function(x){

                return x * x * x * x * x;

            },

            easeOutQuint: function(x){

                return 1 - pow(1 - x,5);

            },

            easeInOutQuint: function(x){

                return x < 0.5?

                16 * x * x * x * x * x :

                1 - pow(-2 * x + 2,5)/ 2;

            },

            easeInSine: function(x){

                return 1 - cos(x * PI/2);

            },

            easeOutSine: function(x){

                return sin(x * PI/2);

            },

            easeInOutSine: function(x){

                return -(cos(PI * x)- 1)/ 2;

            },

            easeInExpo: function(x){

                return x === 0?0 : pow(2,10 * x - 10);

            },

            easeOutExpo: function(x){

                return x === 1?1 : 1 - pow(2,-10 * x);

            },

            easeInOutExpo: function(x){

                return x === 0?0 : x === 1?1 : x < 0.5?

                pow(2,20 * x - 10)/ 2 :

                (2 - pow(2,-20 * x + 10))/ 2;

            },

            easeInCirc: function(x){

                return 1 - sqrt(1 - pow(x,2));

            },

            easeOutCirc: function(x){

                return sqrt(1 - pow(x - 1,2));

            },

            easeInOutCirc: function(x){

                return x < 0.5?

                (1 - sqrt(1 - pow(2 * x,2)))/ 2 :

                (sqrt(1 - pow(-2 * x + 2,2))+ 1)/ 2;

            },

            easeInElastic: function(x){

                return x === 0?0 : x === 1?1 :

                -pow(2,10 * x - 10)* sin((x * 10 - 10.75)* c4);

            },

            easeOutElastic: function(x){

                return x === 0?0 : x === 1?1 :

                pow(2,-10 * x)* sin((x * 10 - 0.75)* c4)+ 1;

            },

            easeInOutElastic: function(x){

                return x === 0?0 : x === 1?1 : x < 0.5?

                -(pow(2,20 * x - 10)* sin((20 * x - 11.125)* c5))/ 2 :

                pow(2,-20 * x + 10)* sin((20 * x - 11.125)* c5)/ 2 + 1;

            },

            easeInBack: function(x){

                return c3 * x * x * x - c1 * x * x;

            },

            easeOutBack: function(x){

                return 1 + c3 * pow(x - 1,3)+ c1 * pow(x - 1,2);

            },

            easeInOutBack: function(x){

                return x < 0.5?

                (pow(2 * x,2)*((c2 + 1)* 2 * x - c2))/ 2 :

                (pow(2 * x - 2,2)*((c2 + 1)*(x * 2 - 2)+ c2)+ 2)/ 2;

            },

            easeInBounce: function(x){

                return 1 - bounceOut(1 - x);

            },

            easeOutBounce: bounceOut,

            easeInOutBounce: function(x){

                return x < 0.5?

                (1 - bounceOut(1 - 2 * x))/ 2 :

                (1 + bounceOut(2 * x - 1))/ 2;

            }

        });

});
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