「译」Android Animation in Honeycomb by Chet Haase（3.0中的动画机制）_html/css_WEB-ITnose

原文 2011-02-24 Animation in Honeycomb 发表于 2011.02（和3.0发布的时间同步），作者是 Chet Haase，一个致力于图形和动画研究的 Android 开发者，可以从他的 个人博客graphics-geek.blogspot.com 阅读更多相关主题的博文。

译者说：
这篇文章讨论了一个问题，已经有了能实现 move, scale, rotate, and fade 这些视图动画的 android.view.animation，为什么还要在 3.0 引入新 APIs android.animation？ 新 APIs 带来了哪些新特性？ 然后进一步展示了这些新特性的强大便利之处。

虽然是11年2月发布的，而现在已经是2016年的1月底了，虽然步子慢了五年，但3.x的动画依然没有过时，这篇文章风采依旧，非常值得初学者（我）学习。

本文非全文翻译，亦非逐字逐句翻译，作为我自己的学习笔记，可谓是「总结式翻译」，梳理、备忘。
强烈建议阅读原文，文档和代码要结合阅读，以相互佐证和理解，同时运行 ApiDemos 中相关的示例，观察动画效果，修改参数再观察动画效果。

系列文章：

• 如何学习 Android Animation？

• 从 Android Sample ApiDemos 中学习 android.animation API 的用法

• Android Animation Interpolator - Android 动画插值器分析

weiyi.li li2.me 2016-01-28 ~ 2016-02-01

Honeycomb 引入的新特性之一是全新的动画系统 android.animation，它比以前更容易实现对象动画（objects animation）和属性动画（properties animation）。

Honeycomb之前的动画

Honeycomb 之前，动画由 android.view.animation 实现，比如

• 视图的移动 move、缩放 scale、旋转 rotate、渐变 fade；

• 通过 AnimationSet 组合安排多个动画；

• 把动画指定给 LayoutAnimationController，当容器排列子视图时，会自动错开所有子视图动画的开始时间（文末有注释）；

• 使用 Interpolator（插值器，用来定义动画改变的速率，文末有注释），比如 AccelerateInterpolator 和 BounceInterpolator，使动画不再匀速改变，从而显得更自然。

如上述，honeycomb 之前可以实现视图动画，但也仅止于此，因为 honeycomb 之前动画只能操作视图对象（View Objects），缺乏一些关键功能的支持，对诸如 Drawable 的位置、背景色等视图属性无能为力。

之前的动画仅仅改变目标视图的视觉效果（看起来的样子），而不会改变视图对象的属性。比如通过动画 TranslateAnimation 和 setFillAfter(true) 改变按钮的位置，动画仅仅在新的位置重绘按钮，而无法改变按钮在父视图中的位置。也就是说在新位置点击按钮无效。

基于上述（还有其它没有提到的）原因，Honeycomb 提供了全新的动画机制，新机制建立于属性动画（property animation）的概念之上。

Honeycomb中的属性动画

新动画机制不仅仅针对视图对象，也不仅仅针对对象的某些属性，也不局限于视觉效果。事实上，它所有的一切都是关于一段时间后值的变化，并把这些变化的值设置给任何目标对象和属性。

因此你可以完成很多事情，诸如：移动或者渐变视图；移动视图内的 Drawable；动态地改变 Drawable 的背景色；甚至动态地改变任何数据类型的值，只需要告诉新机制：动画时长、自定义类型的动画过程值的计算方法、动画的起止值，新机制就可以计算动画过程值并设置给目标对象和属性。

所以，通过新机制移动按钮是真的移动了按钮的位置。

接下来我会简单地介绍新机制中的几个关键类，适当时给出示例代码。想了解新机制工作的更多细节，就去研读 SDK sample ApiDemos.(译注：参考我这篇文章 从 Android Sample ApiDemos 中学习 android.animation API 的用法)

Animator

Animator 是新动画机制中的超类。子类 ValueAnimator 是核心计时引擎，子类 AnimatorSet 用来把多个动画编排成一个动画。一般不会直接使用 Animator，但它的一些属性和方法为子类所共有，诸如持续时间duration、开始延迟startDelay、监听器listener.

当你想在动画结束时执行一些操作，监听器就显得很重要了。为了监听动画的生命周期事件，需要实现接口 AnimatorListener 并注册给 animator。比如，

    anim.addListener(new Animator.AnimatorListener() {        public void onAnimationStart(Animator animation) {}        public void onAnimationEnd(Animator animation) {          // do something when the animation is done        }        public void onAnimationCancel(Animator animation) {}        public void onAnimationRepeat(Animator animation) {}    });

当然，考虑到你可能只需要监听某一个事件，意味着接口的其它方法不需要覆写，却占着空间可能会让「代码简洁控」抓狂，所以新机制提供了适配器类 AnimatorListenerAdapter，让你只需覆写关心的方法：

    anim.addListener(new AnimatorListenerAdapter() {        public void onAnimationEnd(Animator animation) {          // do something when the animation is done        }    });

ValueAnimator

ValueAnimator 是整个新机制的「主力」。它运行的内部计时循环（timing loop 文末有注释），使程序内的所有动画，在每次计时脉冲（timing pulse 文末有注释）发生时，根据当前的时间计算动画过程值，并设置给目标对象和属性。

它拥有的一些核心特性可以帮助它做到这一点：

• 知道每一个动画的计时详情（诸如起/止时间、持续时间、当前执行了多少时间）；

• 知道动画是否重复；

• 当前动画过程值算出来后，回调注册给它的监听器（AnimatorUpdateListener）；

• 拥有计算不同类型值的能力（TypeEvaluator）。

属性动画包含两个步骤：计算动画过程值，然后把这些值设置给目标对象和属性。ObjectAnimator（稍后讲） 直接继承自 ValueAnimator，由它实现属性动画较为容易。但以下几种情况使用 ValueAnimator 反而更方便：

• 当对象没有提供某个属性的 setter 方法时；（译注：有疑惑不要紧，稍后讲到 ObjectAnimator 时就知道原因了。）

• 当你仅有一个动画，并想把动画过程值设置给多个属性时；

• 或者仅仅是想使用一个简单的计时机制；

怎么使用 ValueAnimator 呢？比如，在 500ms 内从 0 变到 1：

    ValueAnimator anim = ValueAnimator.ofFloat(0f, 1f);    anim.setDuration(500);    anim.start();

如上述，新的动画机制不局限于视觉效果，而所有的一切都是关于一段时间后值的变化。那么通过什么方式才能知道动画是否发生了呢？——答案是监听器：实现一个监听器 AnimatorUpdateListener 并注册给 ValueAnimator 实例，就可以在每一个动画帧（animation frame 文末有注释）被回调到，从而获取当前的动画值：

    anim.addUpdateListener(new ValueAnimator.AnimatorUpdateListener() {        public void onAnimationUpdate(ValueAnimator animation) {            Float value = (Float) animation.getAnimatedValue();            // do something with value...        }    });

除了浮点数，还可以给其它类型的值添加动画，比如整数：

    ValueAnimator anim = ValueAnimator.ofInt(0, 100);

XML 文件也可以实现相同的动画：

    <animator xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"        android:valueFrom="0"        android:valueTo="100"        android:valueType="intType"/>

新机制知道如何计算整数和浮点数的动画过程值，这是因为其内置了相关的计算方法。而对于其它类型的数据，比如 Point, Rect, 甚至自定义数据，新机制不知如何计算，但通过 TypeEvaluator（稍后讲），转手就把计算动画过程值的责任交给了你：

    Point p0 = new Point(0, 0);    Point p1 = new Point(100, 200);    ValueAnimator anim = ValueAnimator.ofObject(pointEvaluator, p0, p1);

除了动画时长外，还可以设置的动画参数有：

• setStartDelay(long)：播放延迟的时间；

• setRepeatCount(int)：播放重复的次数，0（默认值）不重复，正整数或者 Animation.INFINITE；

• setRepeatMode(int)：播放重复的模式，Animation.REVERSE 从结束位置重复，Animation.RESTART 从开始位置重复；

• setInterpolator(TimeInterpolator)：设置插值器，用来定义动画改变的速率。TimeInterpolator 是 Interpolator 的父接口，因此这里也可以使用 Interpolator 相关的实现。

ObjectAnimator

ObjectAnimator 继承自 ValueAnimator。除了可以设置动画的时间参数和值参数外（这些 ValueAnimator 能做到的），它还可以设置目标对象和属性。比如，如果想渐隐某个对象 myObject，可以对属性 alpha 施加动画：

    ObjectAnimator.ofFloat(myObject, "alpha", 0f).start();

这个例子中，虽然只设置了动画的终点值，但起始值默认是属性的当前值。

XML 文件也可以定义相同的动画：

    <objectAnimator xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"        android:valueTo="0"        android:propertyName="alpha"/>

但不能在 xml 中设置目标对象，只能在加载动画资源后，由代码设置：

    ObjectAnimator anim = AnimatorInflator.loadAnimator(context, resID);    anim.setTarget(myObject);    anim.start();

在使用 ObjectAnimator 之前，必须要理解一个隐含的假定，关乎属性及其 set/get 方法。这个假定是说：
当对某个对象的某个属性施加动画时，动画机制假定这个对象具有和该属性名相关的 public set 方法，并且属性具有合适的数据类型。还有，在构造 ObjectAnimator 时如果只设置了终点值，比如上述例子，动画机制必须要知道属性的当前值，因此，该对象也应该具有相应的 public get 方法以返回合适类型的数据。

因此，上述关于 alpha 的示例代码若想执行成功，对象 myObject 必须要有两个 public 方法：

    public void setAlpha(float value);    public float getAlpha();

简言之，某个对象若想为它的某个属性使用 ObjectAnimator，该对象必须满足动画机制「没有明说」的一个条件：提供该属性的 public set/get 方法。

特别说明：set/get 方法在 animation 运行时调用，因此它们和动画之间是非常弱的关系。而如果你的程序中又没有任何地方显示地调用这些 set/get 方法，而你恰好又使用了 ProGuard（代码混淆工具）或者其它代码优化工具（code stripping 代码剥离），那么这些工具便不会知道 set/get 在运行时被调用，很有可能就被剥离掉了。所以当你使用这些工具时，你有义务确保这些 set/get 方法的存在。

View properties

敏锐的读者可能已经发现了新动画机制的「瑕疵」：围绕属性做文章的新机制，如何处理那些连一个 public set/get 属性方法都没有的视图对象呢？
好问题！继续读下去。

类 View（查阅文档中 Animation 相关的说明） 在 Honeycomb 中得到了升级，增添了很多新属性，可以通过 set/get 方法访问这些属性，使得新动画机制可以应用于视图对象：

• translationX 和 translationY

• rotation, rotationX, 和 rotationY

• scaleX 和 scaleY

• pivotX 和 pivotY

• x 和 y

• alpha

AnimatorSet

AnimatorSet 用来把多个动画编排成一个动画（作用类似于3.0以前的 AnimationSet）。比如你想编排一个这样的动画：先渐隐一个视图，结束后从侧边滑入另一个视图，滑入的同时渐显出来。为了实现这样的编排，首先需要拆分成几个独立的动画，接下来就有好几种选择了：(1) 在正确的时间手动播放对应的动画，或者给每个动画设置合适的播放延迟，总之你需要显示地、主动地设置合适的时间；(2) 如果觉得时间不好掌控，或者嫌麻烦，就使用 AnimatorSet，它提供的 APIs 使这些变得很简单：

• 同时播放：playTogether(Animator...);

• 顺序播放：playSequentially(Animator...);

• 通过 AnimatorSet.Builder 设置动画间的相对关系：with(), before(), after();

• play(Animator) 会创建一个 Builder;

因此上述动画可以这样实现：

    ObjectAnimator fadeOut = ObjectAnimator.ofFloat(v1, "alpha", 0f);    ObjectAnimator mover = ObjectAnimator.ofFloat(v2, "translationX", -500f, 0f);    ObjectAnimator fadeIn = ObjectAnimator.ofFloat(v2, "alpha", 0f, 1f);    AnimatorSet animSet = new AnimatorSet().play(mover).with(fadeIn).after(fadeOut);;    animSet.start();

也可以在 XML 文件中实现上述动画。

TypeEvaluator

上述 ValueAnimator 一节有说过一段话：「新机制知道如何计算整数和浮点数的动画过程值，这是因为其内置了相关的计算方法。而对于其它类型的数据，比如 Point, Rect, 甚至自定义数据，新机制不知如何计算，但通过 TypeEvaluator，转手就把计算动画过程值的责任交给了你。」

而 TypeEvaluator 是只定义了一个方法的接口：

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

内置的处理浮点数的 FloatEvaluator 继承了该接口，而它的方法仅仅是 y = kx + b 的实现，非常简单：

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

那么这个方法是如何被调用到的呢？

// ValueAnimator.class    void animateValue(float fraction) {        // 篡改播放进度 turns the elapsed fraction into an interpolated fraction.        fraction = mInterpolator.getInterpolation(fraction);            for (int i = 0; i < numValues; ++i) {            // 根据篡改后的进度计算动画过程值 turn the interpolated fraction into an animated value.            // 继续追代码，会追到 PropertyValuesHolder 和 Keyframes 两个类，深究不下去了 orz TODO            mValues[i].calculateValue(fraction);        }    }

如果不是浮点数和整数，或者内置的处理整数的 IntEvaluator 和处理浮点数的 FloatEvaluator 不能满足你的要求，则必须显示地设置 TypeEvaluator，可以调用 setEvaluator(TypeEvaluator) 或者通过构造器 ValueAnimator.ofObject(TypeEvaluator, Object...)，比如计算 Point 的动画过程值：

    public class PointEvaluator implements TypeEvaluator {        public Object evaluate(float fraction, Object startValue, Object endValue) {            Point startPoint = (Point) startValue;            Point endPoint = (Point) endValue;            return new Point(startPoint.x + fraction * (endPoint.x - startPoint.x),                startPoint.y + fraction * (endPoint.y - startPoint.y));        }    }

现在使用它把在 ValueAnimator 这节内容中提到的例子补充完整：

    Point p0 = new Point(0, 0);    Point p1 = new Point(100, 200);    ValueAnimator anim = ValueAnimator.ofObject(new PointEvaluator(), p0, p1);

译注：这篇文章发布于 2011.02，针对于 API level 11 的 3.0 系统，此后 L18 加入了 RectEvaluator， L21 加入了 PointFEvaluator、IntArrayEvaluator、FloatArrayEvaluator。
所以上述几次提到的「不知道如何计算 Rect 的动画过程值」也并不是错误的，要特别注意技术文章的时效，查阅最新的文档和代码，以相互佐证。
查阅 TypeEvaluator Known Indirect Subclasses。

BUT WAIT, THERE'S MORE!

还有非常多的新特性可以说，但是限于文章篇幅和时间，这里就不再继续下去了。现在你应该和 ApiDemos「耍一耍」，潜心研究代码。

• 动画重复的一些特性；

• 动画生命周期事件的监听器；

• 在两个值以上做动画；

• 使用 Keyframe 定制更复杂的时值序列（time/value）；

• 使用 PropertyValuesHolder 指定多个属性并行动画；

• 使用 LayoutTransition 定制简单的布局动画；

• ......

译注：从代码角度理解一些特定的英文词组

关于 animation system

动画机制，文中大多简称「新机制」，是指 3.0 引入的 android.animation。感觉此处译作「动画系统」不太合适，因为简称做系统时，很容易和 Android 系统混淆。
所以「新机制」在本文的语境下特指 android.animation.

关于 timing loop

计时循环。

android.animation.ValueAnimator 定义了一个静态内部类 AnimationHandler，它实现了 Runnable 以维护计时循环，从而产生计时脉冲（timing pulse），动画之所以能「动」，就是计时脉冲在起作用，可认为是动画的「心脏」，功能类似于单片机的晶振。
每次计时脉冲，每一个动画都会根据动画的当前时间、Interpolator 和 TypeEvaluator，计算出动画的过程值。
更多内容，查阅 http://li2.me/2016/01/android-animation-interpolator.html

关于 animation frame

animation frame，at each frame，on each frame
动画帧（这里肯定不能把 frame 当做框架来理解）。

上述讲到 timing loop 时提到了计时脉冲，每次计时脉冲都会计算出一个新的动画值。有了新值，就意味着动画发生了变化，所以，可以理解为一帧一帧的动画。

关于 animated values

动画过程值；动画中间值。

属性动画的本质是「值的变化」，

• 通过构造器（或者 xml）指定动画的起止值；

• Interpolator 表征了「时间」的变化规律；

• TypeEvaluator 表征了「值」的变化规律；（「值」即对象的物质属性，或者是透明度，或者是背景色，或者是运动轨迹）

那么在整个动画的生命周期中，每个动画帧都会计算出一个值，这些值就是「animated values」，因此对象的「时」「空」就发生了变化，因此就有了动画。

Interpolator 和 TypeEvaluator 的区别和联系

Interpolator 插值器：把处于某个区间（有起点值和终点值）的一个值，按照某种算法，映射为另一个值。

从上述定义的角度来看，Interpolator 和 TypeEvaluator 的作用是一样的。
非要说区别的话，应该是新的动画机制对它俩的「职责」做了定性，从名字也能看出来端倪：一个管 time value（Interpolator 实现了 TimeInterpolator的接口），一个管 type value。

具体到各自的方法：
Interpolator 的 float getInterpolation(float fraction) 虽然只有一个入口参数，是因为它的调用者已经把 @input 限定为 [0, 1.0]。而这个方法的作用是把动画的当前进度映射成另一个值，可谓是「篡改」，因此函数的名字「interpolation 篡改」起的非常合适。
而 TypeEvaluator 的 T evaluate(float fraction, T startValue, T endValue) 则是根据动画的初值、终值，和被篡改的播放进度，计算动画过程值，因此函数的名字「evaluate 评估」也是非常合适。

因此，从数学意义讲，二者有共性；从物理意义讲，二者有区别。
更多内容，查阅 http://li2.me/2016/01/android-animation-interpolator.html

关于 staggered animation

automatically staggered animation start times：自动错开动画的开始时间。

staggered adj. 错列的；吃惊的。 LayoutAnimationController 用于实现容器布局动画，容器内的子视图动画相同，但开始时间不同。所以这里的 staggered 应是「错开的」意思。

其它一些单词和词组

• usher in 领进，引进。

• choreograph 设计舞蹈动作；为...编舞。

• choreograph multiple animations 为动画编舞；把多个动画优雅地编排成一个。（译注：真要好好学习动画，不辜负类名 Choreograph）。

• play with the API demos 和...玩耍。可以 play with 什么东西，小朋友之间也可以 play with，但是成人之间不要 play with 噢 (～﹃～)~zZ。
  这里有一个歪果仁特意提到了： 中国人总是用错“play”这个单词，哈哈哈，我来解释一下。

文中提到的一个哲学问题

If a tree falls in a forest

相关博文

• Android属性动画完全解析(上)，初识属性动画的基本用法 -- 郭霖的CSDN专栏

• Android属性动画完全解析(中)，初识属性动画的基本用法 -- 郭霖的CSDN专栏

• Honeycomb 中引入的新 Animation —— Property Animation （这是全文翻译）

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weiyi.li li2.me weiyi.just2@gmail.com
2016-01-28 ~ 2016-02-01
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