Flutter中的动画

参考来源：https://flutterchina.club/animations/

思维导图.jpg

Widget执行动画的方法.jpg

动画类型

  • 补间(Tween)动画
    ：在补间动画中，定义了开始点和结束点、时间线以及定义转换时间和速度的曲线，然后由框架自动计算如何从开始点过渡到结束点。

  • 基于物理的动画
    ：在基于物理的动画中，运动被模拟为与真实世界的行为相似。例如，当你掷球时，它在何处落地，取决于抛球速度有多快、球有多重、距离地面有多远。 类似地，将连接在弹簧上的球落下（并弹起）与连接到绳子上的球放下的方式也是不同。

常见的动画模式

基本的动画概念和类

Animation对象：

  • Animation对象是Flutter动画库中的一个核心类，它生成指导动画的值。
  • Animation对象知道动画的当前状态（例如，它是开始、停止还是向前或向后移动），但它不知道屏幕上显示的内容。
  • Flutter中的Animation对象是一个在一段时间内依次生成一个区间之间值的类。Animation对象的输出可以是线性的、曲线的、一个步进函数或者任何其他可以设计的映射。 根据Animation对象的控制方式，动画可以反向运行，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>
  • Animation对象有状态，可以通过访问其value属性获取动画的当前值
  • Animation对象本身和UI渲染没有任何关系

Interval

在[begin]之前为0.0的曲线，然后根据[curve曲线]在[end]时从0.0到1.0，然后是1.0。
可以使用[Interval]来延迟动画。例如，使用[Interval]将[begin]设置为0.5，将[end]设置为1.0的[Interval]使用[Interval]，这6秒的动画将本质上变成三秒钟后开始的动画。

CurvedAnimation：将动画过程定义为一个非线性曲线,属于Animation<double>类型

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

注: Curves 类类定义了许多常用的曲线，也可以创建自己的，例如：

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

AnimationController：

  • AnimationController是一个特殊的Animation对象，在屏幕刷新的每一帧，就会生成一个新的值，默认情况下，AnimationController在给定的时间段内会线性的生成从0.0到1.0的数字
  • 属于Animation<double>类型
  • 具有控制动画的方法，例如，.forward()方法可以启动动画
  • 当创建一个AnimationController时，需要传递一个vsync参数，存在vsync时会防止屏幕外动画（动画的UI不在当前屏幕时）消耗不必要的资源。
    通过将SingleTickerProviderStateMixin添加到类定义中，可以将stateful对象作为vsync的值。如果要使用自定义的State对象作为vsync时，请包含TickerProviderStateMixin。
// 下面代码创建一个Animation对象，但不会启动它运行：
final AnimationController controller = new AnimationController(
    duration: const Duration(milliseconds: 2000), vsync: this);

Tween：

  • 默认情况下，AnimationController对象的范围从0.0到1.0，使用Tween使动画可以生成不同的范围或数据类型的值。
  • Tween是一个无状态(stateless)对象，需要begin和end值，Tween的唯一作用就是定义从输入范围到输出范围的映射。
  • Tween继承自Animatable<T>，而不是继承自Animation<T>。Animatable与Animation相似，不是必须输出double值。例如，ColorTween指定两种颜色之间的过渡。
  • evaluate(Animation<double> animation)方法将映射函数应用于动画当前值，Animation对象的当前值可以通过value()方法取到。
  • 要使用Tween对象，请调用其animate()方法，传入一个控制器对象（Tween.animate），注意animate()返回的是一个Animation，而不是一个Animatable。
// 以下示例，Tween生成从-200.0到0.0的值
final Tween doubleTween = new Tween<double>(begin: -200.0, end: 0.0);

// ColorTween指定两种颜色之间的过渡
final Tween colorTween =
    new ColorTween(begin: Colors.transparent, end: Colors.black54);

// 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);

// 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);

动画通知

  • 一个Animation对象可以拥有Listeners和StatusListeners监听器，可以用addListener()和addStatusListener()来添加
  • 只要动画的值发生变化，就会调用监听器
  • 动画开始、结束、向前移动或向后移动（如AnimationStatus所定义）时会调用StatusListener
  • 一个Listener最常见的行为是调用setState()来触发UI重建。

动画示例
要使用Animation<>对象进行渲染，请将Animation对象存储为Widget的成员，然后使用其value值来决定如何绘制

考虑下面的应用程序，它绘制Flutter logo时没有动画：

import 'package:flutter/material.dart';

class LogoApp extends StatefulWidget {
  _LogoAppState createState() => new _LogoAppState();
}

class _LogoAppState extends State<LogoApp> {
  Widget build(BuildContext context) {
    return new Center(
      child: new Container(
        margin: new EdgeInsets.symmetric(vertical: 10.0),
        height: 300.0,
        width: 300.0,
        child: new FlutterLogo(),
      ),
    );
  }
}

void main() {
  runApp(new LogoApp());
}

修改以上代码，通过一个逐渐放大的动画显示logo。定义AnimationController时，必须传入一个vsync对象。

import 'package:flutter/animation.dart';
import 'package:flutter/material.dart';

class LogoApp extends StatefulWidget {
  _LogoAppState createState() => new _LogoAppState();
}

class _LogoAppState extends State<LogoApp> with SingleTickerProviderStateMixin {
  Animation<double> animation;
  AnimationController controller;

  initState() {
    super.initState();
    controller = new AnimationController(
        duration: const Duration(milliseconds: 2000), vsync: this);
    animation = new Tween(begin: 0.0, end: 300.0).animate(controller)
      ..addListener(() {
        setState(() {
          // the state that has changed here is the animation object’s value
        });
      });
    controller.forward();
  }

  Widget build(BuildContext context) {
    return new Center(
      child: new Container(
        margin: new EdgeInsets.symmetric(vertical: 10.0),
        height: animation.value,
        width: animation.value,
        child: new FlutterLogo(),
      ),
    );
  }

  dispose() {
    controller.dispose();
    super.dispose();
  }
}

void main() {
  runApp(new LogoApp());
}

该addListener()函数调用了setState()，所以每次动画生成一个新的数字时，当前帧被标记为脏(dirty)，这会导致widget的build()方法再次被调用。 在build()中，改变container大小，因为它的高度和宽度现在使用的是animation.value。动画完成时释放控制器(调用dispose()方法)以防止内存泄漏。

用AnimatedWidget简化

  • 使用AnimatedWidget助手类（而不是addListener()和setState()）来给widget添加动画
  • 使用AnimatedWidget创建一个可重用动画的widget。要从widget中分离出动画过渡，请使用AnimatedBuilder。
  • Flutter API提供的关于AnimatedWidget的示例包括：AnimatedBuilder、AnimatedModalBarrier、DecoratedBoxTransition、FadeTransition、PositionedTransition、RelativePositionedTransition、RotationTransition、ScaleTransition、SizeTransition、SlideTransition。
  • AnimatedWidget类允许您从setState()调用中的动画代码中分离出widget代码。AnimatedWidget不需要维护一个State对象来保存动画。

在下面的重构示例中，LogoApp现在继承自AnimatedWidget而不是StatefulWidget。AnimatedWidget在绘制时使用动画的当前值。LogoApp仍然管理着AnimationController和Tween。

// Demonstrate a simple animation with AnimatedWidget

import 'package:flutter/animation.dart';
import 'package:flutter/material.dart';

class AnimatedLogo extends AnimatedWidget {
  AnimatedLogo({Key key, Animation<double> animation})
      : super(key: key, listenable: animation);

  Widget build(BuildContext context) {
    final Animation<double> animation = listenable;
    return new Center(
      child: new Container(
        margin: new EdgeInsets.symmetric(vertical: 10.0),
        height: animation.value,
        width: animation.value,
        child: new FlutterLogo(),
      ),
    );
  }
}

class LogoApp extends StatefulWidget {
  _LogoAppState createState() => new _LogoAppState();
}

class _LogoAppState extends State<LogoApp> with SingleTickerProviderStateMixin {
  AnimationController controller;
  Animation<double> animation;

  initState() {
    super.initState();
    controller = new AnimationController(
        duration: const Duration(milliseconds: 2000), vsync: this);
    animation = new Tween(begin: 0.0, end: 300.0).animate(controller);
    controller.forward();
  }

  Widget build(BuildContext context) {
    return new AnimatedLogo(animation: animation);
  }

  dispose() {
    controller.dispose();
    super.dispose();
  }
}

void main() {
  runApp(new LogoApp());
}

LogoApp将Animation对象传递给基类并用animation.value设置容器的高度和宽度，因此它的工作原理与之前完全相同。

监视动画的过程

  • 使用addStatusListener来处理动画状态更改的通知，例如启动、停止或反转方向。

知道动画何时改变状态通常很有用的，如完成、前进或倒退。你可以通过addStatusListener()来得到这个通知。

// 以下代码用来监听动态状态更改并打印更新：
class _LogoAppState extends State<LogoApp> with SingleTickerProviderStateMixin {
  AnimationController controller;
  Animation<double> animation;

  initState() {
    super.initState();
    controller = new AnimationController(
        duration: const Duration(milliseconds: 2000), vsync: this);
    animation = new Tween(begin: 0.0, end: 300.0).animate(controller)
      ..addStatusListener((state) => print("$state"));
    controller.forward();
  }
  //...
}

运行此代码将输出以下内容：

AnimationStatus.forward
AnimationStatus.completed

接下来，使用addStatusListener()在开始或结束时反转动画。这产生了循环效果：

class _LogoAppState extends State<LogoApp> with SingleTickerProviderStateMixin {
  AnimationController controller;
  Animation<double> animation;

  initState() {
    super.initState();
    controller = new AnimationController(
        duration: const Duration(milliseconds: 2000), vsync: this);
    animation = new Tween(begin: 0.0, end: 300.0).animate(controller);

    animation.addStatusListener((status) {
      if (status == AnimationStatus.completed) {
        controller.reverse();
      } else if (status == AnimationStatus.dismissed) {
        controller.forward();
      }
    });
    controller.forward();
  }
  //...
}

用AnimatedBuilder重构

  • AnimatedBuilder用于将widget与动画分离
  • AnimatedBuilder了解如何渲染过渡.
  • AnimatedBuilder 不知道如何渲染widget，也不知道如何管理Animation对象。
  • 使用AnimatedBuilder将动画描述为另一个widget的build方法的一部分。如果你只是想用可复用的动画定义一个widget，请使用AnimatedWidget。
  • Flutter API中AnimatedBuilder的示例包括: BottomSheet、ExpansionTile、 PopupMenu、ProgressIndicator、RefreshIndicator、Scaffold、SnackBar、TabBar、TextField。
  • 与AnimatedWidget类似，AnimatedBuilder自动监听来自Animation对象的通知，并根据需要将该控件树标记为脏(dirty)，因此不需要手动调用addListener()。

从widget树的底部开始，渲染logo的代码直接明了：

class LogoWidget extends StatelessWidget {
  // Leave out the height and width so it fills the animating parent
  build(BuildContext context) {
    return new Container(
      margin: new EdgeInsets.symmetric(vertical: 10.0),
      child: new FlutterLogo(),
    );
  }
}

class GrowTransition extends StatelessWidget {
  GrowTransition({this.child, this.animation});

  final Widget child;
  final Animation<double> animation;

  Widget build(BuildContext context) {
    return new Center(
      child: new AnimatedBuilder(
          animation: animation,
          builder: (BuildContext context, Widget child) {
            return new Container(
                height: animation.value, width: animation.value, child: child);
          },
          child: child),
    );
  }
}

class LogoApp extends StatefulWidget {
  _LogoAppState createState() => new _LogoAppState();
}

class _LogoAppState extends State<LogoApp> with TickerProviderStateMixin {
  Animation animation;
  AnimationController controller;

  initState() {
    super.initState();
    controller = new AnimationController(
        duration: const Duration(milliseconds: 2000), vsync: this);
    final CurvedAnimation curve =
        new CurvedAnimation(parent: controller, curve: Curves.easeIn);
    animation = new Tween(begin: 0.0, end: 300.0).animate(curve);
    controller.forward();
  }

  Widget build(BuildContext context) {
    return new GrowTransition(child: new LogoWidget(), animation: animation);
  }

  dispose() {
    controller.dispose();
    super.dispose();
  }
}

void main() {
  runApp(new LogoApp());
}

initState()方法创建一个AnimationController和一个Tween，然后通过animate()绑定它们。魔术发生在build()方法中，该方法返回一个带有LogoWidget作为子对象的GrowTransition对象，以及一个用于驱动过渡的动画对象。

并行动画

import 'package:flutter/animation.dart';
import 'package:flutter/material.dart';

class AnimatedLogo extends AnimatedWidget {
  // The Tweens are static because they don't change.
  static final _opacityTween = new Tween<double>(begin: 0.1, end: 1.0);
  static final _sizeTween = new Tween<double>(begin: 0.0, end: 300.0);

  AnimatedLogo({Key key, Animation<double> animation})
      : super(key: key, listenable: animation);

  Widget build(BuildContext context) {
    final Animation<double> animation = listenable;
    return new Center(
      child: new Opacity(
        opacity: _opacityTween.evaluate(animation),
        child: new Container(
          margin: new EdgeInsets.symmetric(vertical: 10.0),
          height: _sizeTween.evaluate(animation),
          width: _sizeTween.evaluate(animation),
          child: new FlutterLogo(),
        ),
      ),
    );
  }
}

class LogoApp extends StatefulWidget {
  _LogoAppState createState() => new _LogoAppState();
}

class _LogoAppState extends State<LogoApp> with TickerProviderStateMixin {
  AnimationController controller;
  Animation<double> animation;

  initState() {
    super.initState();
    controller = new AnimationController(
        duration: const Duration(milliseconds: 2000), vsync: this);
    animation = new CurvedAnimation(parent: controller, curve: Curves.easeIn);

    animation.addStatusListener((status) {
      if (status == AnimationStatus.completed) {
        controller.reverse();
      } else if (status == AnimationStatus.dismissed) {
        controller.forward();
      }
    });

    controller.forward();
  }

  Widget build(BuildContext context) {
    return new AnimatedLogo(animation: animation);
  }

  dispose() {
    controller.dispose();
    super.dispose();
  }
}

void main() {
  runApp(new LogoApp());
}

AnimatedWidget的构造函数只接受一个动画对象。 为了解决这个问题，该示例创建了自己的Tween对象并显式计算了这些值。其build方法.evaluate()在父级的动画对象上调用Tween函数以计算所需的size和opacity值。

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