Property Animation

英文原文：http://developer.android.com/guide/topics/graphics/prop-animation.html

版本：Android 4.0?r1

译者注：黄色底色为未决译文

property 动画系统是相当健壮的框架，它几乎可以动画显示任何对象。 你可以定义一个动画来定时改变任何对象的属性值，不论该对象是否在屏幕上显示。 property 动画将以一定的时间间隔修改属性值（对象中的字段值）。 要实现动画显示，你须指定对象的相应属性（比如对象的屏幕位置），以及动画时长、动画时间间隔。

property 动画系统能让你设定以下动画要素：

• 持续时间：指定动画的持续显示时间。默认的时长是300毫秒。
• 图像插值方式：指定属性值的变化方式，表示为关于动画已显示时间的函数。
• 重复次数和方式：指定动画是否循环播放，以及重复的次数。还可以指定动画是否反向播放。可以设为先正向播放再反向回放，如此往复直至达到设定的重复次数。
• 动画集合：你可以把动画分为多个逻辑组，以便实现同时播放、顺序播放或间隔一段时间再播放。
• 帧刷新间隔：指定动画帧的刷新频率。默认是每 10 ms刷新一次，但应用程序实际可执行的刷新频率取决于系统整体的繁忙程度，以及系统对定时器的支持程度。

property 动画的工作方式

首先，我们通过一个简单例子来回顾一下动画的工作原理。图 1 表明了某对象的?x?属性变化情况，即在屏幕上水平的位置。 动画的持续时间设为 40 ms，移动的距离是 40 个像素点。每隔 10 ms，这是默认的帧刷新率，此对象横向移动 10 个像素点。 在 40 ms 到期后，动画停止，此对象位置横移 40 个像素点。以下是采用线性插值的示例，也即此对象以固定的速度移动。

图 1.?线性动画的示例

你还可以把动画设置为非线性插值方式。图 2 表示，某对象开始时加速移动，结束时减速移动。 此对象仍然是在 40 ms 内移动 40 个像素点，但是速度是非线性变化的。在开始时，此动画加速移动至中间位置，然后再减速移动至终点。 如图 2 所示，开始和结束阶段移动的距离比中间位置要少一些。

图 2.?非线性动画示例

让我们来仔细查看一下 property 动画系统的关键部件在上述动画中的计算过程。图 3 展示了主要类的相互工作方式。

图 3.?动画的计算过程

ValueAnimator?对象记录了动画自身的一些值，比如已经显示了多长时间、动画对应属性的当前值。

ValueAnimator?中封装了一个定义动画变化方式的?TimeInterpolator?，以及定义了属性计算方式的TypeEvaluator?。比如，图 2 中的?TimeInterpolator?应该使用?AccelerateDecelerateInterpolator，?TypeEvaluator?应该使用?IntEvaluator。

要启动动画，请创建一个?ValueAnimator?并指定要动画显示的属性的初始值和结束值。调用?start()?启动动画。在整个动画过程中，?ValueAnimator?根据动画总时间和已进行的时间和计算出一个时间比例因子（elapsed fraction），大小介于0和1之间。 时间比例因子代表动画已完成时间的百分比，0 表示 0%，1 表示 100%。例如，在图 1 中，t = 10 ms 时的时间比例因子应该是 0.25，因为总时间 t = 40 ms。

ValueAnimator?算完时间比例因子后，将调用已设置好的?TimeInterpolator?计算出一个插值因子（interpolated fraction）。插值因子是一个由时间比例因子换算出来的图像显示状态因子。 比如，在图 2 中，t = 10 ms 时，因为动画的加速度较小，插值因子约是 0.15，它小于时间比例因子 0.25。 在图 1 中，插值因子一直保持不变，并与时间比例因子一致。

算完插值因子，?ValueAnimator?就会调用合适的?TypeEvaluator?，根据插值因子、初始值、结束值计算出需要动画显示的属性值。 比如，在图 2 中，t = 10 ms 时的插值因子是 0.15，所以此时的属性值应该是 0.15 X (40 - 0)，也即为 6。

范例?API Demos?中的?com.example.android.apis.animation?包给出了很多 property 动画系统的使用例子。

你可以在?android.animation?中找到大部分 property 动画系统的 API。 由于 view 动画系统已经在android.view.animation?中定义了很多 interpolator ，你可以在 property 动画系统中直接使用它们。 下表对 property 动画系统中的主要内容进行了说明。

Animator?类只提供了用于创建动画的基础构造方法。它只提供了最基本的功能，你必须扩展这些功能才能完成对动画的支持，因此通常你不应该直接使用该类。 以下子类就对?Animator?进行了扩展：

表 1.?Animator

evaluator 用于告知 property 动画系统给定属性值的计算方式。根据?Animator?类给出的计时数据、动画初始值和结束值，它将计算出需动画显示的属性值。property 动画系统提供了以下 evaluator：

表 2.?Evaluator

时间 interpolator 定义了动画显示的计算方式，它是一个关于时间的函数。 比如，你可以指定线性播放动画，也即全程匀速播放。或者，你也可以指定为非线性播放，比如一开始加速，而临近结束时减速。 表 3 列出了android.view.animation?中包含的 Interpolator。 如果已有的 interpolator 无法满足需求，你可以实现TimeInterpolator?接口并创建你自己的 interpolator 。 关于编写自定义 interpolator 的方法，请参阅?使用 Interpolator。

表 3.?Interpolator

用ValueAnimator实现动画

通过指定一组int、float、颜色值，?ValueAnimator?类能让你在动画过程中修改某些类型的值。通过调用其工厂方法（factory method）：?ofInt()、?ofFloat()、?ofObject()， 你可以获得一个?ValueAnimator?实例。比如：

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ValueAnimator animation = ValueAnimator.ofFloat(0f, 1f);animation.setDuration(1000);animation.start();

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在这段代码中，?ValueAnimator?先设置动画值为0-1之间、持续 1000 ms、并执行start()方法。

你也可以按照以下格式指定自定义类型的动画值：

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ValueAnimator animation = ValueAnimator.ofObject(new MyTypeEvaluator(), startPropertyValue, endPropertyValue);animation.setDuration(1000);animation.start();

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在这段代码中，?ValueAnimator?先计算动画值为startPropertyValue?至?endPropertyValue之间，应用MyTypeEvaluator，持续时间 1000 ms，并执行?start()。

其实这段代码对某对象是无法实现动画效果的，因为?ValueAnimator?还没有直接控制对象或其属性值。你最有可能要做的事就是用计算出来的属性值修改动画对象。 通过在?ValueAnimator?中定义侦听器，你就可以实现这一点。侦听器可以实现动画过程中的事件处理，比如帧的刷新。 在侦听器的实现代码中，你可以调用getAnimatedValue()?获取为本次画面刷新计算出来的属性值。关于侦听器的详细信息，请参阅?动画侦听器一节。

用ObjectAnimator实现动画

ObjectAnimator?是?ValueAnimator?（前一节已介绍）的子类，它是由计时引擎和计算目标对象的属性值ValueAnimator?组合而成的。因为属性值将会自动更新，你不再需要实现ValueAnimator.AnimatorUpdateListener?了，因此实现任意对象的动画显示就更加容易了。

ObjectAnimator?的示例与?ValueAnimator?类似，只是你还需要在动画区间值之前额外指定对象和属性名称（字符串格式）：

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ObjectAnimator anim = ObjectAnimator.ofFloat(foo, "alpha", 0f, 1f);anim.setDuration(1000);anim.start();

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为了保证?ObjectAnimator?能够正确地更新属性值，你必须做到以下几点：

• 动画显示的属性必须带有一个 setter 方法（以骆驼拼写法命名），格式类似?set<propertyName>()。 因为?ObjectAnimator?会在动画期间自动更新属性值，它必须能够用此 setter 方法访问到该属性。 例如：假设属性名称为foo，则需要有一个setFoo()方法。 如果此 setter 方法不存在，你有以下三种选择：
  • 如果你有权限的话，直接在类中增加此 setter 方法。
  • 用你有权修改的封装类来增加此 setter 方法，并让该封装类来接收属性值并传给初始的对象。
  • 换用?ValueAnimator。
• 如果在调用?ObjectAnimator?的某个工厂方法时，你只为?values...?参数指定了一个值，那此值将被认定为动画属性的结束值。 这样的话，动画显示的属性必须带有一个 getter 方法，用于获取动画的起始值。 此 getter 方法必须以get<propertyName>()的格式命名。 例如：假设属性名为foo，则需要有一个getFoo()方法。
• 动画属性的 getter 方法（如果必要的话）和 setter 方法所操作数据的类型必须与?ObjectAnimator?中设定的起始和结束值相同。 比如，如果你建立了以下?ObjectAnimator?，那么就必须有targetObject.setPropName(float)?和?targetObject.getPropName(float)：

  ObjectAnimator.ofFloat(targetObject,?"propName",?1f)

• 根据不同的动画显示对象和属性，也许你需要调用 View 的?invalidate()?方法，以便用新的属性值强制重绘屏幕。你应该在?onAnimationUpdate()?回调方法中进行刷新操作。比如，要动画显示 Drawable 对象的颜色属性，就只有通过重绘才能在屏幕上显示出变化。 View 中所有的属性 setter 方法，比如setAlpha()?和?setTranslationX()?，都会适时地禁用 View，因此你不需要在用新属性值调用这些方法时禁用 View。关于侦听器的详细信息，请参阅?动画侦听器一节。

用AnimatorSet编排多个动画

很多时候，你需要在一个动画的开始和结束时播放另一个动画。Android 系统可以让你把多个动画组合为一个AnimatorSet?，这样你就可以设定同时播放、顺序播放或延迟一段时间后再播放。 你还可以嵌套多个AnimatorSet?对象。

以下例程来自?Bouncing Balls?范例（作了一定简化），它将用以下规则播放?Animator?对象：

1. 播放?bounceAnim。
2. 同时播放?squashAnim1、squashAnim2、stretchAnim1?和?stretchAnim2。
3. 播放?bounceBackAnim。
4. 播放?fadeAnim。

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AnimatorSet bouncer = new AnimatorSet();bouncer.play(bounceAnim).before(squashAnim1);bouncer.play(squashAnim1).with(squashAnim2);bouncer.play(squashAnim1).with(stretchAnim1);bouncer.play(squashAnim1).with(stretchAnim2);bouncer.play(bounceBackAnim).after(stretchAnim2);ValueAnimator fadeAnim = ObjectAnimator.ofFloat(newBall, "alpha", 1f, 0f);fadeAnim.setDuration(250);AnimatorSet animatorSet = new AnimatorSet();animatorSet.play(bouncer).before(fadeAnim);animatorSet.start();

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关于使用 animator set 的完整示例，请参阅 API Demo 中的?Bouncing Balls。

动画侦听器

在播放过程中，你可以用下列侦听器来监听那些重要的动画事件。

• Animator.AnimatorListener
  • onAnimationStart()?—— 动画开始时调用。
  • onAnimationEnd()?—— 动画结束时调用。
  • onAnimationRepeat()?—— 动画循环播放时调用。
  • onAnimationCancel()?—— 动画被取消时调用。不管终止的方式如何，被取消的动画仍然会调用onAnimationEnd()。
• ValueAnimator.AnimatorUpdateListener

  • onAnimationUpdate()?—— 动画每播放一帧时调用。在动画过程中，可侦听此事件来获取并使用ValueAnimator?计算出来的属性值。利用传入事件的?ValueAnimator?对象，调用其getAnimatedValue()?方法即可获取当前的属性值。如果你使用?ValueAnimator?，则必需实现此侦听器。

    根据不同的动画对象及其属性，你也许需要调用 View 的?invalidate()?方法，强制用新的属性值重绘屏幕区域。比如，要动画显示 Drawable 对象的颜色属性，只有重绘才能在屏幕上显示出变化。 View 中所有的属性 setter 方法，比如?setAlpha()?和?setTranslationX()?，都会适时地禁用 View，因此你不需要在用新属性值调用这些方法时禁用 View。

如果你不愿意实现?Animator.AnimatorListener?中所有的方法，那你可以不用此侦听器，而是扩展AnimatorListenerAdapter?类。?AnimatorListenerAdapter?类为所有方法都实现了空方法体，你自行选择并覆盖即可。

例如，API demo 的?Bouncing Balls?例程中创建了一个只带有?onAnimationEnd()?回调方法的AnimatorListenerAdapter。

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ValueAnimatorAnimator fadeAnim = ObjectAnimator.ofFloat(newBall, "alpha", 1f, 0f);fadeAnim.setDuration(250);fadeAnim.addListener(new AnimatorListenerAdapter() {public void onAnimationEnd(Animator animation) {    balls.remove(((ObjectAnimator)animation).getTarget());}

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ViewGroup中Layout的动画

与 View 动画一样简单， property 动画系统对 ViewGroup 对象的动画显示提供了支持。

你可以用?LayoutTransition?类来动画显示 ViewGroup 中的 Layout。 通过把 View 加入或移出 ViewGroup ，或者以?VISIBLE、?INVISIBLE、?GONE?调用 View 的?setVisibility()?方法，可以实现某个 View 的显现和消失效果。 当你添加或删除 View 时，ViewGroup 中的其它 View 也可以用动画的方式移到新的位置显示。 你可以调用?LayoutTransition?对象的?setAnimator()?方法来定义下列动画方式，调用参数是?Animator?对象和以下?LayoutTransition?常量：

• APPEARING?—— 元素在容器中显现时需要动画显示。
• CHANGE_APPEARING?—— 由于容器中要显现一个新的元素，其它元素的变化需要动画显示。
• DISAPPEARING?—— 元素在容器中消失时需要动画显示。
• CHANGE_DISAPPEARING?—— 由于容器中某个元素要消失，其它元素的变化需要动画显示。

你可以为这四种事件定义自己的动画方式，以便定制 layout 变化时的外观，也可以只是通知动画系统采用默认的动画方式。

API Demo 中的?LayoutAnimations?示例展示了 layout 变化形式的定义，并设置了 View 的动画方式。

LayoutAnimationsByDefault?及其对应的?layout_animations_by_default.xml?layout 资源文件展示了以 XML 格式启用 ViewGroups layout 默认变化形式的方法。 你唯一要做的就是把 ViewGroup 的android:animateLayoutchanges?属性设为?true。 比如：

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<LinearLayout    android:orientation="vertical"    android:layout_width="wrap_content"    android:layout_height="match_parent"    android:id="@+id/verticalContainer"    android:animateLayoutChanges="true" />

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此属性设为 true 将会自动把 View 加入和移出 ViewGroup 的过程以动画方式显示，ViewGroup 中其它的 View 同时也会以动画方式进行调整。

使用TypeEvaluator

如果 Android 系统无法识别需要动画显示的属性值类型，你可以创建自己的 evaluator，实现?TypeEvaluator即可。Android 系统可识别的类型包括int、float和颜色，分别由?IntEvaluator、?FloatEvaluator、ArgbEvaluator?提供支持。

TypeEvaluator?接口中只要实现一个方法即可，就是?evaluate()。 此方法返回一个当前动画时刻的属性值。FloatEvaluator?类展示了这一过程：

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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);    }}

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使用Interpolator

插值器（interpolator）定义了动画过程中属性值的变化规则，它是一个关于时间的函数。 比如，你可以把动画过程设定为线性变化，这意味着它全程都是匀速变化。 或者，你可以设定动画为非线性变化，比如在开始或结束时加速或减速。

动画系统中的 interpolator 会从 Animator 中接收到一个时间比例因子，此因子代表了动画已显示的时间。 interpolator 会根据动画的类型修改此因子。Android 系统在?android.view.animation?包中提供了一组通用的 interpolator。如果这些都不满足需要，你可以实现?TimeInterpolator?接口来创建自己的 interpolator。

作为示例，缺省的?AccelerateDecelerateInterpolator?和?LinearInterpolator?interpolator 将会以下列方式计算插值因子：

AccelerateDecelerateInterpolator

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public float getInterpolation(float input) {    return (float)(Math.cos((input + 1) * Math.PI) / 2.0f) + 0.5f;}

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LinearInterpolator

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public float getInterpolation(float input) {    return input;}

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下表列出了这些 interpolator 对持续 1000 ms 的动画计算出的近似值：

如上表所示，?LinearInterpolator?匀速改变属性值，每 200 ms 变化 0.2。?AccelerateDecelerateInterpolator?则在 200ms 至 600ms 间变化比?LinearInterpolator?快，600ms 至 1000ms 间变化则较慢。

设定关键帧

Keyframe?对象中包含了一个时间/属性值的键值对，用于定义某个时刻的动画状态。 每个关键帧还可以拥有自己的 interpolator，用于控制前一关键帧至本关键帧之间的动画行为。

要实例化一个?Keyframe?对象，你必须使用它的工厂方法?ofInt()、?ofFloat()、?ofObject()?之一，或者获得相应类型的?Keyframe?。然后，调用工厂方法?ofKeyframe()?获得一个?PropertyValuesHolder?对象。一旦有了这个对象，你就可以把它和需动画显示的对象作为参数得到一个 animator。以下代码段展示了这一过程：

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Keyframe kf0 = Keyframe.ofFloat(0f, 0f);Keyframe kf1 = Keyframe.ofFloat(.5f, 360f);Keyframe kf2 = Keyframe.ofFloat(1f, 0f);PropertyValuesHolder pvhRotation = PropertyValuesHolder.ofKeyframe("rotation", kf0, kf1, kf2);ObjectAnimator rotationAnim = ObjectAnimator.ofPropertyValuesHolder(target, pvhRotation)rotationAnim.setDuration(5000ms);

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关于使用关键帧的完整示例，请参阅 API Demo 中的?MultiPropertyAnimation

动画显示View

property 动画系统可以让 View 对象进行一系列的动画显示，相比 view 动画系统具有更多优势。 view 动画系统通过改变 View 对象的绘制方式来实现动画效果。 因为 View 本身没有给出属性以供控制，所以这是由 View 所在容器来完成处理的。 虽然这样能实现 View 的动画效果，但 View 对象本身并没有变化。 因此会出现这种情况：虽然屏幕上的显示位置已经移动过了，但对象实际仍然停留在原来的位置。 为了消除这一弊病，在 Android 3.0 中给 View 增加了一些新的属性以及相应的 getter、setter 方法。

property 动画系统可以通过修改 View 对象实际的属性值来实现屏幕上的动画效果。此外，当属性值发生变化时，Views 也会自动调用?invalidate()?方法来刷新屏幕。?View?类中新增的便于实现 property 动画的属性包括：

• translationX?和?translationY：这两个属性控制着 View 的屏幕位置坐标变化量，以 layout 容器的左上角为坐标原点。
• rotation、rotationX?和?rotationY：这三个属性控制着 2D 旋转角度（rotation属性）和围绕某枢轴点的 3D 旋转角度。
• scaleX、scaleY：这两个属性控制着 View 围绕某枢轴点的 2D 缩放比例。
• pivotX?和?pivotY: 这两个属性控制着枢轴点的位置，前述的旋转和缩放都是以此点为中心展开的。缺省的枢轴点是 View 对象的中心点。
• x?和?y：这是指 View 在容器内的最终位置，等于 View 左上角相对于容器的坐标加上 translationX 和 translationY 后的值。
• alpha：表示 View 的 alpha 透明度。缺省值为 1 （不透明），为 0 则表示完全透明（看不见）。

要动画显示 View 对象的某个属性，比如颜色或旋转值，你所有要做的事情就是创建一个 property animator，并设定对应的 View 属性。比如：

ObjectAnimator.ofFloat(myView,?"rotation",?0f,?360f);

关于创建 animator 的详细信息，请参阅?ValueAnimator?和?ObjectAnimator?章节。

用ViewPropertyAnimator实现动画

利用一个基础的?Animator?对象，?ViewPropertyAnimator?为同时动画显示?View?的多个属性提供了一种捷径。这种方式与一个?ObjectAnimator?很类似，因为也会修改 View 的实际属性值，但在需要一次动画显示多个属性时效率会更高一些。 此外，使用?ViewPropertyAnimator?的代码会简洁很多，可读性更好。以下代码段展示了分别使用多个?ObjectAnimator?对象、单个?ObjectAnimator?对象、?ViewPropertyAnimator?对象实现 view 的?x?和?y?属性的同时变化。

多个 ObjectAnimator 对象

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ObjectAnimator animX = ObjectAnimator.ofFloat(myView, "x", 50f);ObjectAnimator animY = ObjectAnimator.ofFloat(myView, "y", 100f);AnimatorSet animSetXY = new AnimatorSet();animSetXY.playTogether(animX, animY);animSetXY.start();

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单个 ObjectAnimator

PropertyValuesHolder?pvhX?=?PropertyValuesHolder.ofFloat("x",?50f);PropertyValuesHolder?pvhY?=?PropertyValuesHolder.ofFloat("y",?100f);ObjectAnimator.ofPropertyValuesHolder(myView,?pvhX,?pvyY).start();

ViewPropertyAnimator

myView.animate().x(50f).y(100f);

关于?ViewPropertyAnimator?的详细信息，请参阅 Android Developers?blog post?相关内容。

在XML中声明动画

property 动画系统允许你用 XML 声明 property 动画，而不需要编写代码来实现。 通过 XML 定义的方式，你可以方便地在多个 activity 中复用动画资源，并且更容易编排动画顺序。

为了把采用新增 property 动画 API与采用以前?view animation?框架的动画文件区分开来，自 Android 3.1 开始，你应该把 property 动画 XML 文件保存到res/animator/目录下（而不是res/anim/目录）。 目录名animator是可以修改的，但如果你要用 Eclipse ADT（ADT 11.0.0+） 插件作为 layout 编辑工具，那就不能动了。 因为 ADT 只会搜索res/animator/目录下的动画资源。

以下列出了可用 XML 标记声明的 property 动画类：

• ValueAnimator?-?<animator>
• ObjectAnimator?-?<objectAnimator>
• AnimatorSet?-?<set>

以下例子顺序播放两组动画，第一组动画内嵌入了两个对象的动画：

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<set android:ordering="sequentially">    <set>        <objectAnimator            android:propertyName="x"            android:duration="500"            android:valueTo="400"            android:valueType="intType"/>        <objectAnimator            android:propertyName="y"            android:duration="500"            android:valueTo="300"            android:valueType="intType"/>    </set>    <objectAnimator        android:propertyName="alpha"        android:duration="500"        android:valueTo="1f"/></set>

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为了播放这个动画，你必须用代码把 XML 资源置入?AnimatorSet?中，然后设置动画的所有目标对象，再开始动画。用?setTarget()?可以很方便地为?AnimatorSet?下所有子元素设置一个目标对象。以下代码展示了这种设置方法：

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AnimatorSet set = (AnimatorSet) AnimatorInflater.loadAnimator(myContext,    R.anim.property_animator);set.setTarget(myObject);set.start();

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关于定义 property 的 XML 语法，请参阅动画资源。