Flutter实战 Flutter动画简介-flutter_in

在任何系统的 UI 框架中，动画实现的原理都是相同的，即：在一段时间内，快速地多次改变 UI 外观；由于人眼会产生视觉暂留，所以最终看到的就是一个“连续”的动画，这和电影的原理是一样的。我们将 UI 的一次改变称为一个动画帧，对应一次屏幕刷新，而决定动画流畅度的一个重要指标就是帧率FPS（Frame Per Second），即每秒的动画帧数。很明显，帧率越高则动画就会越流畅！一般情况下，对于人眼来说，动画帧率超过 16FPS，就比较流畅了，超过 32FPS 就会非常的细腻平滑，而超过 32FPS，人眼基本上就感受不到差别了。由于动画的每一帧都是要改变 UI 输出，所以在一个时间段内连续的改变 UI 输出是比较耗资源的，对设备的软硬件系统要求都较高，所以在 UI 系统中，动画的平均帧率是重要的性能指标，而在 Flutter 中，理想情况下是可以实现 60FPS 的，这和原生应用能达到的帧率是基本是持平的。

#Flutter中动画抽象

为了方便开发者创建动画，不同的 UI 系统对动画都进行了一些抽象，比如在 Android 中可以通过 XML 来描述一个动画然后设置给 View。Flutter 中也对动画进行了抽象，主要涉及 Animation、Curve、Controller、Tween 这四个角色，它们一起配合来完成一个完整动画，下面我们一一来介绍它们。

#Animation

Animation是一个抽象类，它本身和UI渲染没有任何关系，而它主要的功能是保存动画的插值和状态；其中一个比较常用的Animation类是Animation<double>。Animation对象是一个在一段时间内依次生成一个区间(Tween)之间值的类。Animation对象在整个动画执行过程中输出的值可以是线性的、曲线的、一个步进函数或者任何其他曲线函数等等，这由Curve来决定。根据Animation对象的控制方式，动画可以正向运行（从起始状态开始，到终止状态结束），也可以反向运行，甚至可以在中间切换方向。Animation还可以生成除double之外的其他类型值，如：Animation<Color> 或Animation<Size>。在动画的每一帧中，我们可以通过Animation对象的value属性获取动画的当前状态值。

#动画通知

我们可以通过Animation来监听动画每一帧以及执行状态的变化，Animation有如下两个方法：

addListener()；它可以用于给Animation添加帧监听器，在每一帧都会被调用。帧监听器中最常见的行为是改变状态后调用setState()来触发 UI 重建。
addStatusListener()；它可以给Animation添加“动画状态改变”监听器；动画开始、结束、正向或反向（见AnimationStatus定义）时会调用状态改变的监听器。

读者在此只需要知道帧监听器和状态监听器的区别，在后面的章节中我们将会举例说明。

#Curve

动画过程可以是匀速的、匀加速的或者先加速后减速等。Flutter 中通过Curve（曲线）来描述动画过程，我们把匀速动画称为线性的(Curves.linear)，而非匀速动画称为非线性的。

我们可以通过CurvedAnimation来指定动画的曲线，如：

final CurvedAnimation curve =
    new CurvedAnimation(parent: controller, curve: Curves.easeIn);

CurvedAnimation和AnimationController（下面介绍）都是Animation<double>类型。CurvedAnimation可以通过包装AnimationController和Curve生成一个新的动画对象，我们正是通过这种方式来将动画和动画执行的曲线关联起来的。我们指定动画的曲线为Curves.easeIn，它表示动画开始时比较慢，结束时比较快。 Curves (opens new window)类是一个预置的枚举类，定义了许多常用的曲线，下面列几种常用的：

Curves曲线	动画过程
linear	匀速的
decelerate	匀减速
ease	开始加速，后面减速
easeIn	开始慢，后面快
easeOut	开始快，后面慢
easeInOut	开始慢，然后加速，最后再减速

除了上面列举的， Curves (opens new window)类中还定义了许多其它的曲线，在此便不一一介绍，读者可以自行查看 Curves 类定义。

当然我们也可以创建自己 Curve，例如我们定义一个正弦曲线：

class ShakeCurve extends Curve {
  @override
  double transform(double t) {
    return math.sin(t * math.PI * 2);
  }
}

#AnimationController

AnimationController用于控制动画，它包含动画的启动forward()、停止stop() 、反向播放 reverse()等方法。AnimationController会在动画的每一帧，就会生成一个新的值。默认情况下，AnimationController在给定的时间段内线性的生成从0.0到1.0（默认区间）的数字。例如，下面代码创建一个Animation对象（但不会启动动画）：

final AnimationController controller = new AnimationController(
    duration: const Duration(milliseconds: 2000), vsync: this);

AnimationController生成数字的区间可以通过lowerBound和upperBound来指定，如：

final AnimationController controller = new AnimationController( 
 duration: const Duration(milliseconds: 2000), 
 lowerBound: 10.0,
 upperBound: 20.0,
 vsync: this
);

AnimationController派生自Animation<double>，因此可以在需要Animation对象的任何地方使用。但是，AnimationController具有控制动画的其他方法，例如forward()方法可以启动正向动画，reverse()可以启动反向动画。在动画开始执行后开始生成动画帧，屏幕每刷新一次就是一个动画帧，在动画的每一帧，会随着根据动画的曲线来生成当前的动画值（Animation.value），然后根据当前的动画值去构建 UI，当所有动画帧依次触发时，动画值会依次改变，所以构建的 UI 也会依次变化，所以最终我们可以看到一个完成的动画。另外在动画的每一帧，Animation对象会调用其帧监听器，等动画状态发生改变时（如动画结束）会调用状态改变监听器。

duration表示动画执行的时长，通过它我们可以控制动画的速度。

注意：在某些情况下，动画值可能会超出AnimationController的[0.0，1.0]的范围，这取决于具体的曲线。例如，fling()函数可以根据我们手指滑动（甩出）的速度(velocity)、力量(force)等来模拟一个手指甩出动画，因此它的动画值可以在[0.0，1.0]范围之外。也就是说，根据选择的曲线，CurvedAnimation的输出可以具有比输入更大的范围。例如，Curves.elasticIn等弹性曲线会生成大于或小于默认范围的值。

#Ticker

当创建一个AnimationController时，需要传递一个vsync参数，它接收一个TickerProvider类型的对象，它的主要职责是创建Ticker，定义如下：

abstract class TickerProvider {
  //通过一个回调创建一个Ticker
  Ticker createTicker(TickerCallback onTick);
}

Flutter 应用在启动时都会绑定一个SchedulerBinding，通过SchedulerBinding可以给每一次屏幕刷新添加回调，而Ticker就是通过SchedulerBinding来添加屏幕刷新回调，这样一来，每次屏幕刷新都会调用TickerCallback。使用Ticker(而不是Timer)来驱动动画会防止屏幕外动画（动画的UI不在当前屏幕时，如锁屏时）消耗不必要的资源，因为 Flutter 中屏幕刷新时会通知到绑定的SchedulerBinding，而Ticker是受SchedulerBinding驱动的，由于锁屏后屏幕会停止刷新，所以Ticker就不会再触发。

通常我们会将SingleTickerProviderStateMixin添加到State的定义中，然后将 State 对象作为vsync的值，这在后面的例子中可以见到。

#Tween

默认情况下，AnimationController对象值的范围是[0.0，1.0]。如果我们需要构建 UI 的动画值在不同的范围或不同的数据类型，则可以使用Tween来添加映射以生成不同的范围或数据类型的值。例如，像下面示例，Tween生成[-200.0，0.0]的值：

final Tween doubleTween = new Tween<double>(begin: -200.0, end: 0.0);

Tween构造函数需要begin和end两个参数。Tween的唯一职责就是定义从输入范围到输出范围的映射。输入范围通常为[0.0，1.0]，但这不是必须的，我们可以自定义需要的范围。

Tween继承自Animatable<T>，而不是继承自Animation<T>，Animatable中主要定义动画值的映射规则。

下面我们看一个 ColorTween 将动画输入范围映射为两种颜色值之间过渡输出的例子：

final Tween colorTween =
    new ColorTween(begin: Colors.transparent, end: Colors.black54);

Tween对象不存储任何状态，相反，它提供了evaluate(Animation<double> animation)方法，它可以获取动画当前映射值。 Animation对象的当前值可以通过value()方法取到。evaluate函数还执行一些其它处理，例如分别确保在动画值为0.0和1.0时返回开始和结束状态。

#Tween.animate

要使用 Tween 对象，需要调用其animate()方法，然后传入一个控制器对象。例如，以下代码在500毫秒内生成从0到255的整数值。

final AnimationController controller = new AnimationController(
    duration: const Duration(milliseconds: 500), vsync: this);
Animation<int> alpha = new IntTween(begin: 0, end: 255).animate(controller);

注意animate()返回的是一个Animation，而不是一个Animatable。

以下示例构建了一个控制器、一条曲线和一个 Tween：

final AnimationController controller = new AnimationController(
    duration: const Duration(milliseconds: 500), vsync: this);
final Animation curve =
    new CurvedAnimation(parent: controller, curve: Curves.easeOut);
Animation<int> alpha = new IntTween(begin: 0, end: 255).animate(curve);

Flutter实战 Flutter动画简介