高效动画实现原理-Jetpack Compose 初探索
一、简介
Jetpack Compose是Google推出的用于构建原生界面的新Android 工具包，它可简化并加快 Android上的界面开发。Jetpack Compose是一个声明式的UI框架，随着该框架的推出，标志着Android 开始全面拥抱声明式UI开发。Jetpack Compose存在很多优点：代码更加简洁直观、应用开发效率显著提升、Kotlin API功能直观、预览工具强大等。
二、开发环境
为了获得更好的开发体验，笔者这里使用的是Android Studio Canary版本，这样可以无需配置一些设置和依赖。（下载地址）
打开工程，新建Empty Compose activity 模版，需要注意的是根目录下的build.gradle，相关的依赖com.android.tools.build和org.jetbrains.kotlin版本需要对应，否则可能出现出错的情形，这里使用的是：
dependencies {
classpath "com.android.tools.build:gradle:7.0.0-alpha15"
classpath "org.jetbrains.kotlin:kotlin-gradle-plugin:1.4.30"
}
这样就完成了项目的新建。
三、Jetpack Compose动画
Jetpack Compose提供了一些功能强大且可扩展的 API，可用于在应用界面中轻松实现各种动画效果。下文将会对Jetpack Compose Animations的常用方法进行介绍。
3.1 状态驱动动画:State
Jetpack Compose动画是通过对状态的监听，即监听状态值的变化，使UI能实现自动更新。可组合函数可以使用 remember或者 mutableStateOf监听状态值的变化。如果状态值是不变的，remember函数会在每次重新组合中保持该值；如果状态是可变的，它会在值发生变化的时候触发重组，mutableStateOf将得到一个MutableState对象，它是一个可观察类型。
这种重组是创建状态驱动动画的关键。利用重组，它们会在可组合组件的状态发生任何变化时被触发。Compose动画是由State驱动的，动画相关的API也较容易上手，能比较容易创造出漂亮的声明式动画。
3.2 可见性动画: AnimatedVisibility
首先看下函数定义:
@ExperimentalAnimationApi
@Composable
fun AnimatedVisibility(
visible: Boolean,
modifier: Modifier = Modifier,
enter: EnterTransition = fadeIn() + expandIn(),
exit: ExitTransition = shrinkOut() + fadeOut(),
initiallyVisible: Boolean = visible,
content: @Composable () -> Unit
) {
AnimatedVisibilityImpl(visible, modifier, enter, exit, initiallyVisible, content)
}
可以看出默认的动画是淡入放大、淡出收缩，实际中通过传入不同函数实现各种动效。
随着可见值的变化，AnimatedVisibility可为其内容的出现和消失设置动画。如下代码，可以通过点击Button，控制图片的出现和消失。
@Composable
fun AinmationDemo() {
//AnimatedVisibility 可见动画
var visible by remember { mutableStateOf(true) }
Column(
Modifier
.fillMaxWidth()
.fillMaxHeight(),
Arrangement.Top,
Alignment.CenterHorizontally
) {
Button(
onClick = { visible = !visible }
) {
Text(text = if (visible) "Hide" else "Show")
}
Spacer(Modifier.height(16.dp))
AnimatedVisibility(
visible = visible,
enter = slideInVertically() + fadeIn(),
exit = slideOutVertically() + fadeOut()
) {
Image(
painter = painterResource(id = R.drawable.pikaqiu),
contentDescription = null,
Modifier.fillMaxSize()
)
}
}
}
通过监听visible的变化，可实现图片的可见性动画，效果如小图所示；
3.3 布局大小动画：AnimateContentSize
先看下函数的定义：
fun Modifier.animateContentSize(
animationSpec: FiniteAnimationSpec<IntSize> = spring(),
finishedListener: ((initialValue: IntSize, targetValue: IntSize) -> Unit)? = null
)
可以为布局大小动画设置动画速度和监听值。
由函数的定义可以看出这个函数本质上就Modefier的一个扩展函数。可以通过变量size监听状态变化实现布局大小的动画效果，代码如下：
//放大缩小动画 animateContentSize
var size by remember { mutableStateOf(Size(300F, 300F)) }
Column(
Modifier
.fillMaxWidth()
.fillMaxHeight(),
Arrangement.Top,
Alignment.CenterHorizontally
) {
Spacer(Modifier.height(16.dp))
Button(
onClick = {
size = if (size.height == 300F) {
Size(500F, 500F)
} else {
Size(300F, 300F)
}
}
) {
Text(if (size.height == 300F) "Shrink" else "Expand")
}
Spacer(Modifier.height(16.dp))
Box(
Modifier
.animateContentSize()
) {
Image(
painter = painterResource(id = R.drawable.pikaqiu),
contentDescription = null,
Modifier
.animateContentSize()
.size(size = size.height.dp)
)
}
} //放大缩小动画 animateContentSize var size by remember { mutableStateOf(Size(300F, 300F)) } Column( Modifier .fillMaxWidth() .fillMaxHeight(), Arrangement.Top, Alignment.CenterHorizontally ) { Spacer(Modifier.height(16.dp)) Button( onClick = { size = if (size.height == 300F) { Size(500F, 500F) } else { Size(300F, 300F) } } ) { Text(if (size.height == 300F) "Shrink" else "Expand") } Spacer(Modifier.height(16.dp)) Box( Modifier .animateContentSize() ) { Image( painter = painterResource(id = R.drawable.pikaqiu), contentDescription = null, Modifier .animateContentSize() .size(size = size.height.dp) ) }}
通过Button的点击，监听size值的变化，利用animateContentSize（）实现动画效果，具体动效如下图所示：
3.4布局切换动画: Crossfade
Crossfade可以通过监听状态值的变化，使用淡入淡出的动画在两个布局之间添加动画效果，函数自身就是一个Composable，代码如下：
//Crossfade 淡入淡出动画
var fadeStatus by remember { mutableStateOf(true) }
Column(
Modifier
.fillMaxWidth()
.fillMaxHeight(),
Arrangement.Top,
Alignment.CenterHorizontally
) {
Button(
onClick = { fadeStatus = !fadeStatus }
) {
Text(text = if (fadeStatus) "Fade In" else "Fade Out")
}
Spacer(Modifier.height(16.dp))
Crossfade(targetState = fadeStatus, animationSpec = tween(3000)) { screen ->
when (screen) {
true -> Image(
painter = painterResource(id = R.drawable.pikaqiu),
contentDescription = null,
Modifier
.animateContentSize()
.size(300.dp)
)
false -> Image(
painter = painterResource(id = R.drawable.pikaqiu2),
contentDescription = null,
Modifier
.animateContentSize()
.size(300.dp)
)
}
}
}
同样通过监听fadeStatus的值，实现布局切换的动画，具体的动效如图所示：
3.5单个值动画：animate*AsState
为单个值添加动画效果。只需提供结束值（或目标值），该 API 就会从当前值开始向指定值播放动画。
Jetpack Compose 提供了很多内置函数，可以为不同类型的数据制作动画，例如：animateColorAsState、animateDpAsState、animateOffsetAsState等，这里将介绍下animateFooAsState的使用，代码如下：
//animate*AsState 单个值添加动画
var transparent by remember { mutableStateOf(true) }
val alpha: Float by animateFloatAsState(if (transparent) 1f else 0.5f)
Column(
Modifier
.fillMaxWidth()
.fillMaxHeight(),
Arrangement.Top,
Alignment.CenterHorizontally
) {
Button(
onClick = { transparent = !transparent }
) {
Text(if (transparent) "Light" else "Dark")
}
Spacer(Modifier.height(16.dp))
Box {
Image(
painter = painterResource(id = R.drawable.pikaqiu),
contentDescription = null,
Modifier
.animateContentSize()
.graphicsLayer(alpha = alpha)
.size(300.dp)
)
}
}
动画效果如下图所示：
3.6 组合动画：updateTransition
Transition 可同时追踪一个或多个动画，并在多个状态之间同步这些动画。具体的代码如下：
var imagePosition by remember { mutableStateOf(ImagePosition.TopLeft) }
Column(
Modifier
.fillMaxWidth()
.fillMaxHeight(),
Arrangement.Top,
Alignment.CenterHorizontally
) {
Spacer(Modifier.height(16.dp))
val transition = updateTransition(targetState = imagePosition, label = "")
val boxOffset by transition.animateOffset(label = "") { position ->
when (position) {
ImagePosition.TopLeft -> Offset(-60F, 0F)
ImagePosition.BottomRight -> Offset(60F, 120F)
ImagePosition.TopRight -> Offset(60F, 0F)
ImagePosition.BottomLeft -> Offset(-60F, 120F)
}
}
Button(onClick = {
imagePosition = ChangePosition(imagePosition)
}) {
Text("Change position")
}
Box {
Image(
painter = painterResource(id = R.drawable.pikaqiu),
contentDescription = null,
Modifier
.offset(boxOffset.x.dp, boxOffset.y.dp)
.animateContentSize()
.size(300.dp)
)
}
}
其中，ImagePosition、ChangePosition分别为定义的枚举类、自定义函数。
enum class ImagePosition {
TopRight,
TopLeft,
BottomRight,
BottomLeft
}
fun ChangePosition(position: ImagePosition) =
when (position) {
ImagePosition.TopLeft -> ImagePosition.BottomRight
ImagePosition.BottomRight -> ImagePosition.TopRight
ImagePosition.TopRight -> ImagePosition.BottomLeft
ImagePosition.BottomLeft -> ImagePosition.TopLeft
}
动画的如下图所示：
四、结语
Jetpack Compose 已将动画简化到只需在我们的可组合函数中创建声明性代码的程度，只需编写希望 UI 动画的方式，其余部分由 Compose 管理。最后，这也是是 Jetpack Compose 的主要目标：创建一个声明式 UI 工具包来加速应用程序开发并提高代码可读性和逻辑性。
Jetpack Compose提供的声明式UI工具包，能做到使用更少的代码实现更多的功能，且代码的可读性和逻辑性也大大提高了。
作者：vivo互联网游戏客户端团队-Ke Jie
