深入理解Flutter动画

本文翻译自
原文地址:Animation deep dive
原作者:Filip Hracek

去年我录制了Flutter动画系列的一集视频视频链接 ,我想我也应该给那些喜欢看文字而不是视频的人发布相同的内容。
Animation videos from the Flutter YouTube channel 在该系列的其他剧集中,我的同事们讨论了在Flutter中制作动画的所有实用方法,但是在我的剧集中不是这样子的。在这里,您将学习如何以可想象的最不务实的方式实现动画(但是,此过程中您仍会学到一些东西)。

让我们以轻松而又简单的事情开始吧:

什么是运动
你看,运动是一种幻想,看这里(Filip挥舞着他的手的视频):

motion.gif

这是一个假象,你实际上看到的是很多快速连续显示的静止图像,电影就是这样工作的。单个图片在电影中称之为帧(frame)--因为数码显示屏的工作原理类似--因此在此处也称之为帧。在电影中通常一秒显示24帧,现代数码设备每秒显示60到120帧。

因此,如果运动只是假象的话,那么这些AnimationFooFooTransition到底在做什么,当然由于每秒最多需要构建120帧,UI不可能每次都会重新构建。

或者,可能?
实际上,Flutter中的动画只是在每一帧上重建部件树的一部分的一种方法,没有特殊情况,Flutter能足够快的做到这一点。

让我们看一下Flutter动画的构建块之一:AnimatedBuilder,它继承自AnimatedWidget,在AnimatedWidget中会创建_AnimatedState,在这个StateinitState()初始化方法中,我们监听了Animation (或者在这称之为Listenable),当它的值发生变化时候,我们调用了...setState()

AnimationSetState.gif

这个源码调用截图,证明了我段落内阐述的事实,动画的构造函数真的每一帧都会调用setState()方法。

所以,在Flutter中动画只是一连串的快速的改变Widget的状态,每秒60到120次。

我能证明上述结论。这是一个从0到光速的‘动画化’的动画,尽管他只是每一帧改变了Text文字,从Flutter的角度来看,他只是又一种动画!


02light.gif

让我们使用Flutter的动画框架从基本原理出发构建动画。

通常我们将会使用TweenAnimationBuilder或者其他类似的的Widget,但是在这篇文章中,我们先忽略这些,转而使用tickercontrollersetState

Ticker
先介绍一下Ticker是什么,99%的场景,你并不会直接使用到ticker,但是我认为介绍一下仍会是有帮助的--即使只是揭开它的神秘面纱。

// ticker 是一个每帧都会执行某个函数的对象
// A ticker is an object that calls a function for every frame.

var ticker = Ticker((elapsed) => print('hello'));
ticker.start();

在这个例子中,我们每帧都会打印“hello”,虽然并没有什么用。
并且,我们忘记了调用ticker.dispose(),因此我们的ticker将会一直运行,直到我们杀掉APP。

这也是为什么Flutter给您提供SingleTickerProviderStateMixin,也就是你在之前的一些视频中看到的名字很恰如其分的mixin。

这种mixin解决了管理ticker的麻烦,只需将它混入到你widget的state中,你的State就隐秘的具备了TickerProvider能力。

class _MyWidgetState extends State<MyWidget> 
    with SingleTickerProviderStateMixin<MyWidget> {
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return Container();
  }
}

这意味着Flutter框架可以向你的state寻求ticker能力,最重要的是AnimationController可以向state寻求ticker。

class _MyWidgetState extends State<MyWidget>
    with SingleTickerProviderStateMixin<MyWidget> {
  AnimationController _controller;
  @override
  void initState() {
    super.initState();
    _controller = AnimationController(vsync: this);
  }
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return Container();
  }
}

AnimationController的初始化需要ticker参数,如果你使用了SingleTickerProviderStateMixin或者类似的TickerProviderStateMixin,你就可以将this传参给AnimationController,那么就初始化完成了。

AnimationController
AnimationController通常用来播放暂停翻转停止动画,和纯粹的"tick"不同,AnimationController可以随时告诉我们动画执行到了哪个点,例如我们的动画执行到一半吗,执行到了99%,还是已经执行完成了?

AnimationController.gif

通常你可以使用AnimationController,或者使用Curve对它进行转换,或者将它放置到Tween中,或者可以用在像FadeTransitionTweenAnimationBuilder这样便捷使用的widget中。但是出于教学目的,以上这些我们都不使用,相反,我们直接调用setState

setState
初始化AnimationController之后,我们通过它添加一个监听器,在监听器内调用setState

class _MyWidgetState extends State<MyWidget>
    with SingleTickerProviderStateMixin<MyWidget> {
  AnimationController _controller;
  @override
  void initState() {
    super.initState();
    _controller = AnimationController(vsync: this);
    _controller.addListener(_update);
  }
  void _update() {
    setState(() {
      // TODO
    });
  }
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return Container();
  }
}

现在,我们或许应该设置state了,保持简单的integer类型,不要忘记在build方法中实际使用state,并且在我们的监听中根据controller的当前值改变state。

class _MyWidgetState extends State<MyWidget>
    with SingleTickerProviderStateMixin<MyWidget> {
  AnimationController _controller;
  int i = 0;
  @override
  void initState() {
    super.initState();
    _controller = AnimationController(vsync: this);
    _controller.addListener(_update);
  }
  void _update() {
    setState(() {
      i = (_controller.value * 299792458).round();
    });
  }
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return Text('$i m/s');
  }
}

这段代码根据动画的进度,分配一个从0到光速的值。

运行动画
现在我们只需要告诉动画执行应该多长时间,然后开始动画

class _MyWidgetState extends State<MyWidget>
    with SingleTickerProviderStateMixin<MyWidget> {
  AnimationController _controller;
  int i = 0;
  @override
  void initState() {
    super.initState();
    _controller = AnimationController(vsync: this);
    _controller.addListener(_update);
  }
  void _update() {
    setState(() {
      i = (_controller.value * 299792458).round();
    });
  }
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return Text('$i m/s');
  }
}

这个widget动画一旦添加到屏幕上就立刻开始执行,”动画“在一秒内从0过渡到光速。


02light.gif

销毁controller
不要忘记销毁AnimationController,否则你的APP将会有内存泄漏。

class _MyWidgetState extends State<MyWidget>
    with SingleTickerProviderStateMixin<MyWidget> {
  AnimationController _controller;
  int i = 0;
  @override
  void initState() {
    super.initState();
    _controller = AnimationController(
      vsync: this, 
      duration: const Duration(seconds: 1),
    );
    _controller.addListener(_update);
    _controller.forward();
  }
  void _update() {
    setState(() {
      i = (_controller.value * 299792458).round();
    });
  }
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return Text('$i m/s');
  }
}

只使用内置widget,可以吗
如你所见,独自完成所有操作并不理想,达到同样的功能,使用TweenAnimationBuilder用了少的代码,并且不用在AnimationController和调用setState之间费神。

class MyPragmaticWidget extends StatelessWidget {
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return TweenAnimationBuilder(
      tween: IntTween(begin: 0, end: 299792458),
      duration: const Duration(seconds: 1),
      builder: (BuildContext context, int i, Widget child) {
        return Text('$i m/s');
      },
    );
  }
}

总结
我们了解了Ticker是什么,了解了怎么给AnimationController添加监听,了解了从根本上讲,动画就是快速连续的对widget进行rebuild,你可以在做在每一帧做你想做的任何事情。

系列文章:

视频 对应文章(英文原文) 对应文章(中文翻译)
如何在 Flutter 中选择合适的动画 Widget     在 Flutter中使用动画的正确选择 How to Choose Which Flutter Animation Widget is Right for You? 【已翻译】链接
隐式动画基础 Flutter animation basics with implicit animations 【已翻译】链接
使用 TweenAnimationBuilder 创建独特的隐式动画 Custom Implicit Animations in Flutter…with TweenAnimationBuilder 【已翻译】链接
使用内置显式动画 Directional animations with built-in explicit animations 【已翻译】链接
通过 AnimatedBuilder 和 AnimatedWidget 创建一个自定义动画 When should I useAnimatedBuilder or AnimatedWidget? 【已翻译】链接
深入理解动画 Animation deep dive 【已翻译】链接
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