導讀：隨著技術的發展，很多網頁開發技術都帶有動畫效果，比如淡入淡出、漸變、變大變小，等等。Flutter中的動畫效果可以用酷炫來形容，這也是Flutter的一大特色?，F代的應用程序不僅僅需要程序穩定、好用，還需要好看，體驗好。那么動畫效果是必不可少的。

作者：亢少軍

來源：大數據DT（ID：bigdatadt）

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01 動畫概念

動畫顧名思義，就是動起來的畫面。如果一直持續的動再加上音頻那就是我們平時看的電影了。那么畫面為什么會動起來了呢？在回答這個問題之前，我們先引入一個概念。

人眼在觀察景物時，光信號傳入大腦神經，需經過一段短暫的時間，光的作用結束后，視覺形象并不立即消失，這種殘留的視覺稱“后像”，視覺的這一現象則被稱為“視覺暫留”。

視覺暫留被認為是電影的最重要的一個理論基礎。我們看到的動畫，實際上是一連串的畫面組成，只不過是以很快的速度去播放，人眼在下一個畫面出來之前，還殘留著上一個畫面的視覺，看起來就像是在沒有間隔的播放這一系列的圖片，也就是我們稱之為的動畫。

1. 幀與FPS

幀就是影像動畫中最小單位的單幅影像畫面，一幀就是一副靜止的畫面。比如我們看到的電影膠片中的每一格即為一幀，電影通常為24幀。

幀又分為關鍵幀和過渡幀，如下所示：

• 關鍵幀：相當于二維動畫中的原畫，指角色或者物體運動或變化中的關鍵動作所處的那一幀。

• 過渡幀：關鍵幀與關鍵幀之間的動畫可以由軟件來創建，叫做過渡幀或者中間幀。

FPS（Frame Per Second），即每秒顯示幀的數量。電影每秒播放24幀，即幀率為24FPS。幀率越大則顯示的畫面越流暢，動畫及視頻是同一個原理。

2. 插值器/估值器

為了使得動畫呈現出豐富的動畫效果，就需要使用非線性動畫，插值器與估值器可以解決這個問題。概念如下所示：

• 插值器：設置屬性值從初始值過渡到結束值的變化規律，如勻速、加速及減速等等。即確定了動畫效果變化的模式，如勻速變化、加速變化等等。主要應用于實現非線性運動的動畫效果。

• 估值器：設置屬性值從初始值過渡到結束值的變化具體數值。估值器的作用是協助插值器實現非線性運動的動畫效果。

插值器決定值的變化規律（勻速、加速），即決定的是變化趨勢，而接下來的具體變化數值則交給估值器。

如：動畫進行了50%（初始值=100，結束值=200 ），那么勻速插值器計算出了當前屬性值改變的百分比是50%，那么估值器則負責計算當前屬性值 = 100 + （200-100）x50% = 150。

插值器其實并不復雜，就是一個數學函數，設置屬性值從初始值過渡到結束值的變化規律。每個平臺都有自己定義好的一系列插值器，可以供開發者選擇使用，也提供自定義的接口，本質上是一個貝塞爾函數。

3. Flutter中的動畫類型

Flutter中動畫分為兩類，如下所示：

• 補間(Tween)動畫：定義開始點、結束點、時間和速度等參數，然后由框架自動計算如何從開始點過度達到結束點。

• 基于物理的動畫：模擬真實世界的行為。例如，當你擲球時，球在何處落地，取決于拋球速度有多快、球有多重、距離地面有多遠。

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02 Flutter的動畫相關類

首先來看下Flutter的動畫基礎概念和相關類，如下所示：

• Animation：Flutter中動畫的核心類

• AnimationController：動畫管理類

• CurvedAnimation：用于定義非線性曲線動畫

• Tween：補間對象，用于計算動畫使用的數據范圍之間的插值。

• Listeners和StatusListeners：用于監聽動畫狀態改變

1. Animation介紹

Flutter中的動畫核心類，我們可以理解為Animation是Flutter中動畫的基類。它是個抽象類（abstract），所以不能夠直接創建其對象來使用動畫。Animation具有以下特性：

• Animation對象知道動畫的當前狀態（例如，它是開始、停止還是向前或向后移動），但它不知道屏幕上顯示的內容。

• Flutter中的Animation對象是一個在一段時間內依次生成一個區間之間值的類。Animation對象的輸出可以是線性的、曲線的、一個步進函數或者任何其他可以設計的映射。根據Animation對象的控制方式，動畫可以反向運行，甚至可以在中間切換方向。

• Animation還可以生成除double之外的其他類型值，如：Animation<Color> 或 Animation<Size>。

• Animation對象有狀態，可以通過訪問其value屬性獲取動畫的當前值。

• Animation對象本身和UI渲染沒有任何關系。

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2. AnimationController動畫管理類

AnimationController是一個特殊的Animation對象。其繼承自Animation ，因此可以在需要Animation對象的任何地方使用它。默認情況下，AnimationController在給定的持續時間內線性生成從0.0到1.0的值。AnimationController在不使用的時候需要dispose，否則會造成資源的泄漏。AnimationController對象創建如下所示：

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

上述是AnimationController 對象的創建方式，構造函數第一個參數是動畫執行的時間，單位是毫秒。第二個vsync傳入是防止動畫離屏之后繼續消耗資源。

vsync對象會綁定動畫的定時器到一個可視的Widget，所以當Widget不顯示時，動畫定時器將會暫停，當Widget再次顯示時，動畫定時器重新恢復執行，這樣就可以避免動畫相關UI不在當前屏幕時消耗資源。如果要使用自定義的State對象作為vsync時，請包含TickerProviderStateMixin，代碼結構大致如下所示：

class?MyApp?extends?StatefulWidget?{_AnimationApp?createState()?=>?_AnimationApp(); }class?_AnimationApp?extends?State<MyApp>?with?SingleTickerProviderStateMixin?{//動畫實現 }

這里需要提一下TickerProvider類，它的主要作用是獲取每一幀刷新的通知，作用相當于給動畫添加了一個動起來的引擎。

AnimationController 提供了幾個常用的方法。

<!--開始動畫，從開始值向結束值--> TickerFuture?forward({?double?from?})?{}<!--開始反向運行此動畫--> TickerFuture?reverse({?double?from?})?{}<!--開始執行動畫，結束后重新啟動--> TickerFuture?repeat({?double?min,?double?max,?Duration?period?})?{}<!--使用阻尼效果驅動動畫--> TickerFuture?fling({?double?velocity:?1.0?})?{}<!--停止動畫--> void?stop({?bool?canceled:?true?})?{}<!--釋放此對象使用的資源,此方法調用后不再控制器對象不再可用--> void?dispose()?{}

3. CurvedAnimation非線性動畫

CurvedAnimation繼承Animation，它將動畫過程定義為一個非線性曲線,屬于Animation<double>類型。構建其對象的方式如下所示：

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

構造函數中傳入控制器和要執行的曲線方式。Curves類定義了許多常用的曲線，也可以創建自己的，例如我們使用數學函數Math.sin方法構建一個抖動的曲線，代碼如下所示：

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

Flutter定義了一系列的插值器，封裝在Curves類中，有下面13種效果：

• linear

• decelerate

• ease

• easeIn

• easeOut

• easeInOut

• fastOutSlowIn

• bounceIn

• bounceOut

• bounceInOut

• elasticIn

• elasticOut

• elasticInOut

4. Tween補間值生成類

AnimationController對象的范圍為0.0到1.0。如果需要不同的范圍或不同的數據類型，可以使用Tween將動畫配置為插入到不同的范圍或數據類型。例如，以下Tween從0.0變為500.0：

Tween?doubleTween?=?Tween<double>(begin:?0.0,?end:?500.0);

構造函數傳入只需要傳入begin和end兩個值，當然這里不一定只是double值。

Tween繼承自Animatable<T>，而不是繼承自Animation<T>。Animatable與Animation相似，不是必須輸出double值。例如，ColorTween指定兩種顏色之間的過渡。

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

要使用Tween對象，請調用其animate()方法，傳入一個控制器對象。例如，以下代碼在100毫秒內生成從0到200的整數值。

final?AnimationController?controller?=?AnimationController(duration:?const?Duration(milliseconds:?100),?vsync:?this); Animation<int>?alpha?=?IntTween(begin:?0,?end:?200).animate(controller);

注意：animate()返回的是一個Animation，而不是一個Animatable。

Flutter通過抽象類Animatable來實現估值器。Animatable可以根據不同的輸入，產出不同的數值。通過重載下面的函數來產生不同的估值器。

T?transform(double?t);

它的最主要的子類是Tween，一個線性的估值器，實現如下，非常的簡單，就是一個線性函數。

T?lerp(double?t)?{assert(begin?!=?null);assert(end?!=?null);//返回值?=?開始值?+?(結束值?-?開始值)?*?傳入值return?begin?+?(end?-?begin)?*?t; }@override T?transform(double?t)?{//開始if?(t?==?0.0)return?begin;//結束if?(t?==?1.0)return?end;//中間值??return?lerp(t); }

在Tween的基礎上實現了不同類型的估值器，如下所示：

• ReverseTween

• ColorTween

• SizeTween

• RectTween

• IntTween

• StepTween

• ConstantTween

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5. Listeners和StatusListeners動畫監聽

Animation對象可以有Listeners和StatusListeners，用addListener來進行動畫監聽和addStatusListener進行動畫狀態添加監聽。只要動畫的值發生變化，就會調用監聽器。我們通常可用調用setState以將動畫重置狀態。動畫開始，結束，前進或后退時調用StatusListener，下列是Flutter提供動畫的監聽方法。

<!--動畫添加監聽--> void?addListener(VoidCallback?listener);<!--動畫移除監聽--> void?removeListener(VoidCallback?listener);<!--動畫狀態添加監聽--> void?addStatusListener(AnimationStatusListener?listener);<!--動畫狀態移除監聽-->?? void?removeStatusListener(AnimationStatusListener?listener);

動畫狀態如下：

<!--動畫狀態--> enum?AnimationStatus?{<!--動畫在開始時停止-->???dismissed,<!--動畫從開始狀態執行到結束狀態-->forward,<!--動畫反向執行，從結束狀態執行到開始狀態-->reverse,<!--動畫執行完成-->completed,}

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6. 動畫控制流程

當我們理解了插值器(Curve)、估值器(Tween)以及Ticker回調的原理。我們就可以理出AnimationController大致的工作流程。

隨著時間的流逝，插值器根據時間產生的值作為輸入，提供給估值器，產生動畫的實際效果值，結合Ticker的回調，渲染出當前動畫值的圖像。這也是補間動畫的工作原理。如下圖所示。

▲動畫控制流程圖

關于作者：亢少軍，資深開發者，創業者。專注于視頻通訊技術領域。國內首本Flutter著作《Flutter技術入門與實戰》作者。多年從事視頻會議、遠程教育等技術研發，對于Android、iOS以及跨平臺開發技術有比較深入的研究和應用，作為主要程序員開發了多個應用項目，涉及醫療、交通、銀行等領域。

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總結

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