教程:Flutter中的动画

你会学到什么:
1. 如何使用动画库中的基础类将动画添加到widget
2. 何时使用AnimatedWidget与AnimatedBuilder.

本教程向您展示如何在Flutter中构建动画。在介绍动画库中的一些基本概念、类和方法之后,它会引导您完成5个动画示例,向您介绍动画库的不同内容。

基本的动画概念和类

重点是什么?
1. Animation对象是Flutter动画库中的一个核心类,它生成指导动画的值。
2. 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。
3. AnimationController管理Animation。
4. CurvedAnimation 将过程抽象为一个非线性曲线.
5. Tween在正在执行动画的对象所使用的数据范围之间生成值。例如,Tween可能会生成从红到蓝之间的色值,或者从0到255。
6. 使用Listeners和StatusListeners监听动画状态改变。

Flutter中的动画系统基于Animation对象的,widget可以在build函数中读取Animation对象的当前值, 并且可以监听动画的状态改变。

Animation<double>

在Flutter中,Animation对象本身和UI渲染没有任何关系。Animation是一个抽象类,它拥有其当前值和状态(完成或停止)。其中一个比较常用的Animation类是Animation<double>。

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。

CurvedAnimation

CurvedAnimation 将动画过程定义为一个非线性曲线.

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);
  }
}

CurvedAnimation和AnimationController(在下一节中介绍)都是Animation<double>类型。CurvedAnimation包装它正在修改的对象 - 您不需要子类AnimationController来实现曲线

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。 例如,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);

AnimationController派生自Animation<double>,因此可以在需要Animation对象的任何地方使用。 但是,AnimationController具有控制动画的其他方法。例如,.forward()方法可以启动动画。数字的产生与屏幕刷新有关,因此每秒钟通常会产生60个数字,在生成每个数字后,每个Animation对象调用添加的Listener对象。

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(译者语: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。你可以在GitHub的animate1中看到这个例子 。

译者语:vsync对象会绑定动画的定时器到一个可视的widget,所以当widget不显示时,动画定时器将会暂停,当widget再次显示时,动画定时器重新恢复执行,这样就可以避免动画相关UI不在当前屏幕时消耗资源。 如果要使用自定义的State对象作为vsync时,请包含TickerProviderStateMixin

注意:在某些情况下,值(position,值动画的当前值)可能会超出AnimationController的0.0-1.0的范围。例如,fling()函数允许您提供速度(velocity)、力量(force)、position(通过Force对象)。位置(position)可以是任何东西,因此可以在0.0到1.0范围之外。 CurvedAnimation生成的值也可以超出0.0到1.0的范围。根据选择的曲线,CurvedAnimation的输出可以具有比输入更大的范围。例如,Curves.elasticIn等弹性曲线会生成大于或小于默认范围的值。

Tween

默认情况下,AnimationController对象的范围从0.0到1.0。如果您需要不同的范围或不同的数据类型,则可以使用Tween来配置动画以生成不同的范围或数据类型的值。例如,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);

Tween是一个无状态(stateless)对象,需要beginend值。Tween的唯一职责就是定义从输入范围到输出范围的映射。输入范围通常为0.0到1.0,但这不是必须的。

Tween继承自Animatable&lt;T&gt;,而不是继承自Animation&lt;T&gt;。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。

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

Tween对象不存储任何状态。相反,它提供了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。evaluate函数还执行一些其它处理,例如分别确保在动画值为0.0和1.0时返回开始和结束状态。

Tween.animate

要使用Tween对象,请调用其animate()方法,传入一个控制器对象。例如,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);

注意animate()返回的是一个Animation,而不是一个Animatable。

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()addStatusListener()来添加。 只要动画的值发生变化,就会调用监听器。一个Listener最常见的行为是调用setState()来触发UI重建。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。 下一节中有一个addListener()方法的例子。监视动画的进度展示了如何调用addStatusListener()


动画示例

本节将向您介绍5个动画示例。每个部分都提供了该示例源代码的链接。

渲染动画

重点是什么? 1. 如何通过addListener()setState()给widget添加基础的动画。 2. 每次动画生成一个新数字时,监听函数都会调用setState()3. 如何使用必需的vsync参数定义AnimatedController 4. 了解Dart语言中的 ..语法。

到目前为止,您已经学会了如何随着时间的推移生成一系列数字,但没有任何东西被渲染到屏幕上。 要使用Animation&lt;&gt;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。该vsync参数在上面AnimationController部分有介绍了 。

高亮部分为修改的代码:

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

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

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

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

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

  [[highlight]]dispose() {[[/highlight]]
    [[highlight]]controller.dispose();[[/highlight]]
    [[highlight]]super.dispose();[[/highlight]]
  }
}

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

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。

animate1. 通过简单的修改,您已经在Flutter中创建了第一个动画!这个例子的源代码animate1. 、 > Dart语言技巧: 您可能不熟悉Dart级联符号(两个点),如..addListener(),这种语法意味着使用animate()的返回值来调用addListener()方法。考虑下面的例子:

animation = tween.animate(controller)
          ..addListener(() {
            setState(() {
              // the animation object’s value is the changed state
            });
          });

上面的代码等价于:

animation = tween.animate(controller);
animation.addListener(() {
            setState(() {
              // the animation object’s value is the changed state
            });
          });

您可以在Dart语言之旅 中了解更多关于级联符号的信息。

用AnimatedWidget简化

重点是什么? 1. 如何使用AnimatedWidget助手类(而不是addListener()setState())来给widget添加动画 2. 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AnimatedBuilder3. 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。

译者语:和animate1中不同的是,AnimatedWidget(基类)中会自动调用addListener()setState()

你可以 在GitHub上找到这个例子的源代码animate2

监视动画的过程

重点是什么?
1. 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。
2. 当动画完成或返回其开始状态时,通过反转方向来无限循环运行动画

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。 以下代码修改animate1示例,以便它监听动态状态更改并打印更新。 下面高亮显示的部分为修改的:

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)
      [[highlight]]..addStatusListener((state) => print("$state"));[[/highlight]]
    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();
  }
  //...
}

你可以在GitHub上找到这个例子的源代码animate3

用AnimatedBuilder重构

重点是什么?
* AnimatedBuilder了解如何渲染过渡.
* An 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。

animate3示例中的代码存在的一个问题: 更改动画需要更改显示logo的widget。更好的解决方案是将职责分离:

  • 显示logo
  • 定义Animation对象
  • 渲染过渡效果

您可以借助AnimatedBuilder类完成此分离。AnimatedBuilder是渲染树中的一个独立的类。 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()

animate5示例的widget树如下所示:

A widget tree with Container pointing to ContainerTransition, pointing to AnimatedBuilder, pointing to (AnonymousBuilder), pointing to LogoWidget.

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(),
    );
  }
}

图中的中间三个块都在GrowTransition的build()方法中创建。GrowTransition本身是无状态的,并拥有定义过渡动画所需的最终变量集合。 build()函数创建并返回AnimatedBuilder,它将(匿名构建器)方法和LogoWidget对象作为参数。渲染转换的工作实际上发生在(匿名构建器)方法中, 该方法创建一个适当大小的Container来强制缩放LogoWidget。

下面的代码中有一个的问迷惑的题是,child看起来像被指定了两次。但实际发生的事情是,将外部引用child传递给AnimatedBuilder,AnimatedBuilder将其传递给匿名构造器, 然后将该对象用作其子对象。最终的结果是AnimatedBuilder插入到渲染树中的两个widget之间。

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),
    );
  }
}

最后,初始化动画的代码与第一个示例animate1.非常相似。 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。

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());
}

你可以 在GitHub上找到这个例子的源代码animate4

并行动画

重点是什么? * Curves 类定义常用动画曲线的数组,你可以通过CurvedAnimation 使用。

在本节中,您将基于监视动画过程中的示例进行构建, 该示例使用AnimatedWidget循环的进行放大和缩小,现在考虑一下如何再添加一个在透明和不透明之间循环的动画。

注意:此示例展示了如何在同一个动画控制器上使用多个Tween,其中每个Tween管理动画中的不同效果。 本示例仅用于示例,如果您在生产代码中需要使用不透明度和大小变化的Tween,则可能会使用FadeTransitionSizeTransition

每一个Tween管理动画的一种效果。例如:

final AnimationController controller =
    new AnimationController(duration: const Duration(milliseconds: 2000), vsync: this);
final Animation<double> sizeAnimation =
    new Tween(begin: 0.0, end: 300.0).animate(controller);
final Animation<double> opacityAnimation =
    new Tween(begin: 0.1, end: 1.0).animate(controller);

你可以通过sizeAnimation.value来获取大小,通过opacityAnimation.value来获取不透明度,但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。

build方法.evaluate()在父级的动画对象上调用Tween函数以计算所需的sizeopacity值。

下面高亮部分即修改的代码:

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

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

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

  Widget build(BuildContext context) {
    final Animation<double> animation = listenable;
    return new Center(
      [[highlight]]child: new Opacity([[/highlight]]
        [[highlight]]opacity: _opacityTween.evaluate(animation),[[/highlight]]
        child: new Container(
          margin: new EdgeInsets.symmetric(vertical: 10.0),
          height: [[highlight]]_sizeTween.evaluate(animation)[[/highlight]],
          width: [[highlight]]_sizeTween.evaluate(animation)[[/highlight]],
          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 = [[highlight]]new CurvedAnimation(parent: controller, curve: Curves.easeIn);[[/highlight]]

    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());
}

你可以在GitHub上找到这个例子的源代码animate5

下一步

本教程为您展示了如何使用Tweens在Flutter中创建动画的基础,但还有很多其他类需要探索。您可以研究一下特定的Tween类、Material Design中特定的动画、ReverseAnimation、共享元素过渡(也称为hero动画)、物理模拟和fling()方法的动画 。查看动画首页获取最新的可用文档和示例。