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三思系列:重新认识Drawable

前言

关于三思系列

前一段时间,在某公众号看到了一篇关于splash页面动效的文章,具体为:将一个英文单词拆分为多个字母,散落在屏幕中,然后按照一定的路径回归,最终展示一段流光效果,完成splash页面。

当时文章中提到的做法是自定义View的实现。当时脑海中灵光一闪,感觉还是用Drawable来干这个事情更加合适。

记忆中,我曾经整理过一篇Drawable基础内容的文章,可惜丢失了,在开始干这件事情之前,我们把这一块内容再完整的梳理一遍。

这篇文章会比较长,先给出导图 guide.png

Drawable的设计意图

A Drawable is a general abstraction for "something that can be drawn." Most often you will deal with Drawable as the type of resource retrieved for drawing things to the screen; the Drawable class provides a generic API for dealing with an underlying visual resource that may take a variety of forms. Unlike a View, a Drawable does not have any facility to receive events or otherwise interact with the user.

这是SDK文档中的内容,大致含义呢:drawable是对于"可以被绘制的内容"的抽象。 多数情况下,我们将获取的资源作为Drawable绘制在屏幕上, Drawable类提供了一个通用API,用于处理可能采用多种类型的底层可视资源。 不像View,Drawable没有任何接收事件或以其他方式与用户交互的功能。

为了简化绘制,Drawable中为使用者提供了一定的机制操作绘制:

  • The {@link #setBounds} method must be called to tell the

Drawable where it is drawn and how large it should be. All Drawables should respect the requested size, often simply by scaling their imagery. A client can find the preferred size for some Drawables with the {@link #getIntrinsicHeight} and {@link #getIntrinsicWidth} methods.

  • The {@link #getPadding} method can return from some Drawables

information about how to frame content that is placed inside of them. For example, a Drawable that is intended to be the frame for a button widget would need to return padding that correctly places the label inside of itself.

  • The {@link #setState} method allows the client to tell the Drawable

in which state it is to be drawn, such as "focused", "selected", etc. Some drawables may modify their imagery based on the selected state.

  • The {@link #setLevel} method allows the client to supply a single

continuous controller that can modify the Drawable is displayed, such as a battery level or progress level. Some drawables may modify their imagery based on the current level.

  • A Drawable can perform animations by calling back to its client

through the {@link Callback} interface. All clients should support this interface (via {@link #setCallback}) so that animations will work. A simple way to do this is through the system facilities such as {@link android.view.View#setBackground(Drawable)} and {@link android.widget.ImageView}.

继续简要翻译一下重要内容

  • setBounds 方法必须被调用,它告知了Drawable应该被绘制的位置和大小
  • getPadding 方法可以获知一些Drawable绘制时的内边距信息
  • setState 方法允许使用者告知Drawable应当在哪些状态时绘制,例如获取了焦点,被选中等
  • setLevel 方法允许调用者提供一个连续的控制器,可以修改显示的可绘制内容, 例如电池电量或进度。一些Drawable可能会根据当前的level改变其图像
  • Drawable可以展现动画,通过设置Callback接口回调给他的使用者,所有的使用者,需要通过 setCallback方法提供回调函数支持以让动画工作。一个简便方式是通过一些系统设施例如:View#setBackground 和 ImageView

注:Drawable展现动画部分,这里翻译的比较晦涩,具体细节见:Drawable Api概览

小结:Android SDK中抽象了Drawable体系,不同于View体系,它仅负责描述可绘制的内容,不可进行用户交互,其子类将描述各类可绘制内容的特性。

SDK中的Drawable子类概览

注:经过多次思考,我最终把这一段的草稿删除了,这部分体系实在是太大,浅写无异于copy官方文档,深挖就会影响文章关注的重点。 如果对系统中提供的Drawable子类感兴趣的,建议深入源码看一下。

Drawable Api概览

在开头的设计意图探索中,我们已经阅读了几个关键API:setBoundgetPaddingsetStatesetLevelsetCallback的信息

还有getBoundcopyBound等获取边界信息的API,RippleDrawable和一些自定义的Drawable还覆写了getDirtyBounds,用以获取它可能涉及到的范围边界

横向的方向相关:setLayoutDirectiongetLayoutDirectiononLayoutDirectionChanged

透明度相关:setAlphagetAlpha

着色和颜色filter相关:setColorFiltergetColorFilterclearColorFiltersetTintsetTintListsetTintModesetTintBlendMode

尺寸测量:getIntrinsicWidthgetIntrinsicHeightgetMinimumWidthgetMinimumHeight 当作为背景使用时,getMinimumXXX用于告知View建议使用的最小宽高。getIntrinsicXXX是获取一个Drawable的内在的、固有的宽高,这个值和设备屏幕密度是有关系的。

自我独立:mutate,和缓存机制有关,调用得到一个新的Drawable,这样自己的状态就不会影响到其他使用处。

重绘相关:setCallback(@Nullable Callback cb)getCallback()invalidateSelf()scheduleSelf(@NonNull Runnable what, long when)unscheduleSelf(@NonNull Runnable what)

上面我们提到这一组API会详细说一下。以AnimationDrawable为例,这是一个动画Drawable,

class AnimationDrawable {
    private void setFrame(int frame, boolean unschedule, boolean animate) {
        if (frame >= mAnimationState.getChildCount()) {
            return;
        }
        mAnimating = animate;
        mCurFrame = frame;
        selectDrawable(frame);
        if (unschedule || animate) {
            unscheduleSelf(this);
        }
        if (animate) {
            // Unscheduling may have clobbered these values; restore them
            mCurFrame = frame;
            mRunning = true;
            scheduleSelf(this, SystemClock.uptimeMillis() + mAnimationState.mDurations[frame]);
        }
    }
}
复制代码

设置某一帧之后,如果是使用动画,则会调用scheduleSelf,时间戳是下一帧应该出现的时间戳。

class Drawable {
    public void scheduleSelf(@NonNull Runnable what, long when) {
        final Callback callback = getCallback();
        if (callback != null) {
            callback.scheduleDrawable(this, what, when);
        }
    }
}
复制代码

如果存在Callback,则调用Callback#scheduleDrawable。

以View的代码为例

class View {
    public void scheduleDrawable(@NonNull Drawable who, @NonNull Runnable what, long when) {
        if (verifyDrawable(who) && what != null) {
            final long delay = when - SystemClock.uptimeMillis();
            if (mAttachInfo != null) {
                mAttachInfo.mViewRootImpl.mChoreographer.postCallbackDelayed(
                        Choreographer.CALLBACK_ANIMATION, what, who,
                        Choreographer.subtractFrameDelay(delay));
            } else {
                // Postpone the runnable until we know
                // on which thread it needs to run.
                getRunQueue().postDelayed(what, delay);
            }
        }
    }
}
复制代码

很简单,验证合法性之后定时执行Runnable,Runnable的内容:

class AnimationDrawable {
    public void run() {
        nextFrame(false);
    }

    private void nextFrame(boolean unschedule) {
        int nextFrame = mCurFrame + 1;
        final int numFrames = mAnimationState.getChildCount();
        final boolean isLastFrame = mAnimationState.mOneShot && nextFrame >= (numFrames - 1);

        // Loop if necessary. One-shot animations should never hit this case.
        if (!mAnimationState.mOneShot && nextFrame >= numFrames) {
            nextFrame = 0;
        }

        setFrame(nextFrame, unschedule, !isLastFrame);
    }
}
复制代码

显示下一帧,逻辑非常清晰,不再进行解析。

小结: 这一段我们对Drawable的API进行了简单的梳理,略去了大量关于创建的API以及和开发不太紧密的API,完成了一次概览。 更完善的认知需要再仔细研读源码内容,限于篇幅不再展开。

DrawableInflater

顾名思义,这是一个Drawable加载器,和LayoutInflater类似,从一种满足特定语法的语法式中解析出实例对象,显然,在Android中它用来处理xml语法的drawable资源文件。

看一下文档:

/**
 * Instantiates a drawable XML file into its corresponding
 * {@link android.graphics.drawable.Drawable} objects.
 * <p>
 * For performance reasons, inflation relies heavily on pre-processing of
 * XML files that is done at build time. Therefore, it is not currently possible
 * to use this inflater with an XmlPullParser over a plain XML file at runtime;
 * it only works with an XmlPullParser returned from a compiled resource (R.
 * <em>something</em> file.)
 *
 * @hide Pending API finalization.
 */
复制代码

需要注意,从性能角度上,这种创建严重依赖于构建时的预处理,因此,目前不可能利用它和 XmlPullParser 一起 在运行时解析一个xml文件 并创建对象实例 只适用于那些已经在资源编译阶段返回的XmlPullParser

我们知道,一个受检的xml document,会被解析为语法树,得到树中的标签节点和属性信息。

我们阅读DrawableInflater的代码,有两段关于创建Drawable具体实例的内容,这是根据tag创建实例的代码

class DrawableInflater {
    private Drawable inflateFromTag(@NonNull String name) {
        switch (name) {
            case "selector":
                return new StateListDrawable();
            case "animated-selector":
                return new AnimatedStateListDrawable();
            case "level-list":
                return new LevelListDrawable();
            case "layer-list":
                return new LayerDrawable();
            case "transition":
                return new TransitionDrawable();
            case "ripple":
                return new RippleDrawable();
            case "adaptive-icon":
                return new AdaptiveIconDrawable();
            case "color":
                return new ColorDrawable();
            case "shape":
                return new GradientDrawable();
            case "vector":
                return new VectorDrawable();
            case "animated-vector":
                return new AnimatedVectorDrawable();
            case "scale":
                return new ScaleDrawable();
            case "clip":
                return new ClipDrawable();
            case "rotate":
                return new RotateDrawable();
            case "animated-rotate":
                return new AnimatedRotateDrawable();
            case "animation-list":
                return new AnimationDrawable();
            case "inset":
                return new InsetDrawable();
            case "bitmap":
                return new BitmapDrawable();
            case "nine-patch":
                return new NinePatchDrawable();
            case "animated-image":
                return new AnimatedImageDrawable();
            default:
                return null;
        }
    }
}
复制代码

如果您已经在第二小节自行对Drawable的子类进行了概览,应该对这些内容不陌生了。

以Android项目模板为例,工程会创建一个启动图标:


<vector xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
        xmlns:aapt="http://schemas.android.com/aapt"
        android:width="108dp"
        android:height="108dp"
        android:viewportWidth="108"
        android:viewportHeight="108">
    <path
        android:pathData="M31,63.928c0,0 6.4,-11 12.1,-13.1c7.2,-2.6 26,-1.4 26,-1.4l38.1,38.1L107,108.928l-32,-1L31,63.928z">
        <aapt:attr name="android:fillColor">
            <gradient
                android:endX="85.84757"
                android:endY="92.4963"
                android:startX="42.9492"
                android:startY="49.59793"
                android:type="linear">
                <item
                    android:color="#44000000"
                    android:offset="0.0"/>
                <item
                    android:color="#00000000"
                    android:offset="1.0"/>
            </gradient>
        </aapt:attr>
    </path>
    <path
        android:fillColor="#FFFFFF"
        android:fillType="nonZero"
        android:pathData="M65.3,45.828l3.8,-6.6c0.2,-0.4 0.1,-0.9 -0.3,-1.1c-0.4,-0.2 -0.9,-0.1 -1.1,0.3l-3.9,6.7c-6.3,-2.8 -13.4,-2.8 -19.7,0l-3.9,-6.7c-0.2,-0.4 -0.7,-0.5 -1.1,-0.3C38.8,38.328 38.7,38.828 38.9,39.228l3.8,6.6C36.2,49.428 31.7,56.028 31,63.928h46C76.3,56.028 71.8,49.428 65.3,45.828zM43.4,57.328c-0.8,0 -1.5,-0.5 -1.8,-1.2c-0.3,-0.7 -0.1,-1.5 0.4,-2.1c0.5,-0.5 1.4,-0.7 2.1,-0.4c0.7,0.3 1.2,1 1.2,1.8C45.3,56.528 44.5,57.328 43.4,57.328L43.4,57.328zM64.6,57.328c-0.8,0 -1.5,-0.5 -1.8,-1.2s-0.1,-1.5 0.4,-2.1c0.5,-0.5 1.4,-0.7 2.1,-0.4c0.7,0.3 1.2,1 1.2,1.8C66.5,56.528 65.6,57.328 64.6,57.328L64.6,57.328z"
        android:strokeWidth="1"
        android:strokeColor="#00000000"/>
</vector>
复制代码

其实就是机器人头的图标,它会被加载为VectorDrawable

我们反推一下,调用者为:

class DrawableInflater {
    @NonNull
    public Drawable inflateFromXml(@NonNull String name, @NonNull XmlPullParser parser,
                                   @NonNull AttributeSet attrs, @Nullable Theme theme)
            throws XmlPullParserException, IOException {
        return inflateFromXmlForDensity(name, parser, attrs, 0, theme);
    }


    @NonNull
    Drawable inflateFromXmlForDensity(@NonNull String name, @NonNull XmlPullParser parser,
                                      @NonNull AttributeSet attrs, int density, @Nullable Theme theme)
            throws XmlPullParserException, IOException {
        // Inner classes must be referenced as Outer$Inner, but XML tag names
        // can't contain $, so the <drawable> tag allows developers to specify
        // the class in an attribute. We'll still run it through inflateFromTag
        // to stay consistent with how LayoutInflater works.
        if (name.equals("drawable")) {
            name = attrs.getAttributeValue(null, "class");
            if (name == null) {
                throw new InflateException("<drawable> tag must specify class attribute");
            }
        }

        //注意这里 --1
        Drawable drawable = inflateFromTag(name);
        if (drawable == null) {
            //注意这里 --2
            drawable = inflateFromClass(name);
        }
        drawable.setSrcDensityOverride(density);
        //注意这里 --3
        drawable.inflate(mRes, parser, attrs, theme);
        return drawable;
    }
}
复制代码

上面标记了3处注意点, 第一处即为内置的顶层drawable创建

第二处我们稍后再看

第三处将parser,属性和主题交给生成的Drawable继续解析。不同的Drawable子类按照自身特性实现自己的解析需求。

LevelListDrawable为例,我们知道它内部还可以添加Drawable作为不同的level,这是通过递归调用解析创建实现的, 最终追溯源码至Drawable

public class LevelListDrawable {
    private void inflateChildElements(Resources r, XmlPullParser parser, AttributeSet attrs,
                                      Theme theme) throws XmlPullParserException, IOException {
        //略
        while ((type = parser.next()) != XmlPullParser.END_DOCUMENT
                && ((depth = parser.getDepth()) >= innerDepth
                || type != XmlPullParser.END_TAG)) {
            //略

            Drawable dr;
            if (drawableRes != 0) {
                dr = r.getDrawable(drawableRes, theme);
            } else {
                //略
                //注意此处
                dr = Drawable.createFromXmlInner(r, parser, attrs, theme);
            }
            mLevelListState.addLevel(low, high, dr);
        }
        onLevelChange(getLevel());
    }
}


public class Drawable {

    public static Drawable createFromXmlInner(@NonNull Resources r, @NonNull XmlPullParser parser,
                                              @NonNull AttributeSet attrs, @Nullable Theme theme)
            throws XmlPullParserException, IOException {
        return createFromXmlInnerForDensity(r, parser, attrs, 0, theme);
    }

    @NonNull
    static Drawable createFromXmlInnerForDensity(@NonNull Resources r,
                                                 @NonNull XmlPullParser parser, @NonNull AttributeSet attrs, int density,
                                                 @Nullable Theme theme) throws XmlPullParserException, IOException {
        return r.getDrawableInflater().inflateFromXmlForDensity(parser.getName(), parser, attrs,
                density, theme);
    }
}
复制代码

我们再看第二处,当特定的tag未被匹配时,会使用反射方式尝试创建Drawable:

class DrawableInflater {
    @NonNull
    private Drawable inflateFromClass(@NonNull String className) {
        try {
            Constructor<? extends Drawable> constructor;
            synchronized (CONSTRUCTOR_MAP) {
                constructor = CONSTRUCTOR_MAP.get(className);
                if (constructor == null) {
                    final Class<? extends Drawable> clazz =
                            mClassLoader.loadClass(className).asSubclass(Drawable.class);
                    constructor = clazz.getConstructor();
                    CONSTRUCTOR_MAP.put(className, constructor);
                }
            }
            return constructor.newInstance();
        }
        //略
        catch (XXX e) {
        }
    }
}
复制代码

Custom drawables

All versions of Android allow the Drawable class to be extended and used at run time in place of framework-provided drawable classes. Starting in API 24, custom drawables classes may also be used in XML. Note: Custom drawable classes are only accessible from within your application package. Other applications will not be able to load them.

文档中有这样一段话,自定义的Drawable一直是可行的,但仅Api>=24时才能够用XML定义这样的资源。虽然没有仔细追溯版本源码,但应该和此处有关。

小结:我们简单阅读了DrawableInflater的源码,了解了Android如何从xml资源得到Drawable对象。需要注意的是,我们没有阅读Resource#getDrawable 的相关源码,这一块内容也很有意思,建议读者有时间自行阅读下。

自定义一个Drawable

终于来到这个环节了,为了更好的进行这个环节,我们新建一个WorkShop项目,我会按照文章中每一个小目标提出的一个小目标建立提交。 DrawableWorkShop

version 1 一个能绘制的自定义Drawable

这里我们尽可能的简单,目标就是绘制一个字母,先定义类:

class LetterDrawable : Drawable() {
    val tag = "LetterDrawable"

    var letter: Char = 'A'

    val paint = Paint().apply {
        textSize = 60f
        color = Color.CYAN
    }

    override fun draw(canvas: Canvas) {
        Log.d(tag, "on draw")
        canvas.drawText(letter.toString(), 60f, 60f, paint)
    }

    override fun setAlpha(alpha: Int) {
        //ignore
    }

    override fun setColorFilter(colorFilter: ColorFilter?) {
        //ignore
    }

    override fun getOpacity(): Int {
        return PixelFormat.TRANSLUCENT
    }
}
复制代码

字号字色,绘制字母的位置和内容都直接写死,

定义资源:

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<osp.leobert.android.drawableworkshop.drawable.LetterDrawable
    xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
>

</osp.leobert.android.drawableworkshop.drawable.LetterDrawable>
复制代码

直接使用:得到结果:

version_1

version 2 支持颜色和字号等可配

我们将单个字符改为String,添加color和textSize成员变量,并将改动设置到paint

添加属性定义:


<resources xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools">

    <declare-styleable name="letter_drawable">
        <attr name="android:text" format="string|reference"/>
        <attr name="color" format="color|reference"/>
        <attr name="android:textSize" format="dimension|reference"/>

    </declare-styleable>

</resources>
复制代码

这样我们就可以进行资源配置和解析

按照我们之前阅读的代码,我们需要覆写inflate以实现属性解析

class LetterDrawable {
    override fun inflate(
        r: Resources,
        parser: XmlPullParser,
        attrs: AttributeSet,
        theme: Resources.Theme?
    ) {
        super.inflate(r, parser, attrs, theme)
        val a: TypedArray = obtainAttributes(r, theme, attrs, R.styleable.letter_drawable)
        letter = a.getString(R.styleable.letter_drawable_android_text) ?: "A"

        textSize = a.getDimension(R.styleable.letter_drawable_android_textSize, 60f)
        color = a.getColor(R.styleable.letter_drawable_color, Color.CYAN)

        a.recycle()

        paint.color = color
        paint.textSize = textSize
    }

    private class Size(val type: Int) : ReadWriteProperty<LetterDrawable, Float?> {
        private var prop: Float? = null
        override fun getValue(thisRef: LetterDrawable, property: KProperty<*>): Float? {
            return prop ?: thisRef.run {
                val rect = Rect()
                this.paint.getTextBounds(this.letter, 0, this.letter.length, rect)
                val s = when (type) {
                    0 -> rect.width()
                    else -> rect.height()
                }.toFloat()
                prop = s
                prop
            }
        }

        override fun setValue(thisRef: LetterDrawable, property: KProperty<*>, value: Float?) {
            prop = value
        }

    }

    private var width by Size(0)
    private var height by Size(1)

    override fun draw(canvas: Canvas) {
        Log.d(tag, "on draw,$letter , $height")
        canvas.drawText(letter, 0f, height ?: 60f, paint)
    }
}
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并且我们利用属性代理来封装计算宽高的细节(只是利用了小技巧,可以减少不必要的重复测量

修改我们资源:

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<osp.leobert.android.drawableworkshop.drawable.LetterDrawable
    xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:app="http://schemas.android.com/apk/res-auto"
    android:textSize="40sp"
    app:color="#ff3c06"
    android:text="@string/letters">


</osp.leobert.android.drawableworkshop.drawable.LetterDrawable>

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运行后我们得到这样的结果: version_2

version 3: 正确处理宽高

我们发现Drawable的位置是有问题的,对于TextView,并没有在文字之上(drawableTop), 对于ImageView,并没有居中(默认 ScaleType.FIT_CENTER)。

class LetterDrawable {
    var letter: String = "A"
        set(value) {
            field = value
            width = null
            height = null
            invalidateSelf()
        }

    var color: Int = Color.CYAN
        set(value) {
            field = value
            paint.color = value
            invalidateSelf()
        }

    var textSize: Float = 60f
        set(value) {
            field = value
            width = null
            height = null
            paint.textSize = value
            invalidateSelf()
        }

    override fun getIntrinsicHeight(): Int {
        return height?.toInt() ?: -1
    }

    override fun getIntrinsicWidth(): Int {
        return width?.toInt() ?: -1
    }
}
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并且当颜色、文字、字号变更时触发重新计算和重绘

看一下结果:

version_3

注:更多和Canvas和Paint的内容忽略,Padding和文字边距等细节忽略

小结:这一小节到此基本可以结束了,我们用了三步实现了一个简单自定义Drawable, 并且在比较常见的场景下进行了效果演示。读者可以在此基础上在对于padding等属性进行尝试, 以及尝试绘制自己感兴趣的内容。

自定义一个动画Drawable

这一次,我们尝试让字从分散,开始聚拢,最终排列成一行。因为它的draw规则更加特殊,我们新建一个Drawable进行演示。

还是在原来的项目上,version 直接递增

version 4: 先让一个字母动起来

目标:让字母从一个随机的初始位置,匀速运动到终点位置。约定最终将文字绘制在中心

我们建立一个新的类AnimLetterDrawable,迁移LetterDrawable中的主要逻辑,并实现Runnable接口,以实现schedule 时的主要逻辑; 实现Animatable2接口并完成动画相关逻辑

class AnimLetterDrawable : Drawable(), Animatable2, Runnable {
    private var frameIndex = 0

    private val totalFrames = 30 * 3 //3 second, 30frames per second
    
    private val animationCallbacks: MutableSet<Animatable2.AnimationCallback> = linkedSetOf()

    private var mAnimating: Boolean = false

    private fun setFrame(frame: Int, unschedule: Boolean, animate: Boolean) {
        if (frame >= totalFrames) {
            return
        }
        mAnimating = animate
        frameIndex = frame

        if (unschedule || animate) {
            unscheduleSelf(this)
        }
        if (animate) {
            // Unscheduling may have clobbered these values; restore them
            frameIndex = frame

            scheduleSelf(this, SystemClock.uptimeMillis() + durationPerFrame)
        }
        invalidateSelf()
    }

    private fun nextFrame(unschedule: Boolean) {
        var nextFrame: Int = frameIndex + 1
        val isLastFrame = nextFrame + 1 == totalFrames
        if (nextFrame + 1 > totalFrames) {
            nextFrame = totalFrames - 1
        }

        setFrame(nextFrame, unschedule, !isLastFrame)
    }

    private val durationPerFrame = 3000 / totalFrames

    override fun start() {
        Log.d(tag, "start called")
        mAnimating = true

        if (!isRunning) {
            // Start from 0th frame.
            setFrame(
                frame = 0, unschedule = false, animate = false
            )
        } else {
            setFrame(
                frame = 0, unschedule = false, animate = true
            )
        }
    }

    override fun stop() {
        mAnimating = false

        if (isRunning) {
            frameIndex = 0
            //un-schedule it at first
            unscheduleSelf(this)

            setFrame(0, unschedule = true, animate = false)
        }
    }

    override fun isRunning(): Boolean {
        return mAnimating
    }

    override fun registerAnimationCallback(callback: Animatable2.AnimationCallback) {
        animationCallbacks.add(callback)
    }

    override fun unregisterAnimationCallback(callback: Animatable2.AnimationCallback): Boolean {
        return animationCallbacks.remove(callback)
    }

    override fun clearAnimationCallbacks() {
        animationCallbacks.clear()
    }

    override fun run() {
        Log.d(tag, "callback by schedule")
        if (isRunning) {
            nextFrame(false)
        } else {
            //safe call
            setFrame(0, unschedule = true, animate = false)
        }
    }
}
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这一段代码虽然有点长,但是逻辑很简单,阅读文章过程中,可以忽略这部分代码的细节

显然,我们还需要实现:正确绘制每一帧

在约定的目标中,每个字母从一个 随机的初始位置匀速运动终点位置。那么,对于任意一个字母,只需要确定 四个参数,即可确定其 位置

  • 总帧数
  • 当前帧数
  • 字母起始位置
  • 字母结束位置

延伸:上面的例子中,我们约定了轨迹是直线,延伸开来,其实我们只需要一个 location = f(time) 的函数和time值即可确定其位置。

一般情况下,我们需要关心轨迹方程,和加速度公式。有加速度公式,我们按照时间积分得到速度-时间函数,再按照时间积分,得到 移动距离-时间函数, 在有轨迹方程和起始点的情况下,就可以找到任意时间的位置,得到 location = f(time) 函数

当然,因为我们的场景足够简单,起始点终点确定的线段即为路径,运动为匀速当前时间 通过 当前帧,每帧时间确定,达到总动画时长(最后一帧)时 达到终点

  • x = startX + (endX - startX) * time / totalTime
  • y = startY + (endY - startY) * time / totalTime

附上计算相关的源码: 运动过程中我是适当处理了文字的透明度

class AnimLetterDrawable : Drawable(), Animatable2, Runnable {
    private val originalLetterLocations = SparseArray<PointF>()

    private val finalLetterLocations = SparseArray<PointF>()

    override fun draw(canvas: Canvas) {
        Log.d(tag, "on draw,$letters , $height,$frameIndex")

        val progress = if (totalFrames > 1) {
            frameIndex.toFloat() / (totalFrames - 1).toFloat()
        } else {
            1f
        }

        paint.alpha = min(255, (255 * progress).toInt() + 100)

        for (i in letters.indices) {
            val endPoint: PointF = finalLetterLocations.get(i)
            val startPoint: PointF = originalLetterLocations.get(i)
            val x: Float = startPoint.x + (endPoint.x - startPoint.x) * progress
            val y: Float = startPoint.y + (endPoint.y - startPoint.y) * progress
            canvas.drawText(letters[i].toString(), x, y, paint)
        }

    }

    override fun onBoundsChange(bounds: Rect) {
        super.onBoundsChange(bounds)
        Log.d(tag, "onBoundsChange, $bounds")

        height = bounds.height().toFloat()
        width = bounds.width().toFloat()

        calcLetterStartEndLocations()

        invalidateSelf()
    }

    private fun calcLetterStartEndLocations() {
        originalLetterLocations.clear()
        finalLetterLocations.clear()

        val height = this.height ?: throw IllegalStateException("height cannot be null")
        val width = this.width ?: throw IllegalStateException("width cannot be null")

        val centerY: Float = height / 2f + paint.textSize / 2

        val totalLength = paint.measureText(letters)
        val startX = (width - totalLength) / 2

        var currentStartX = startX

        for (i in letters.indices) {
            val str: String = letters[i].toString()
            val currentLength: Float = paint.measureText(str)


            originalLetterLocations.put(
                i, PointF(
                    Math.random().toFloat() * width, Math.random()
                        .toFloat() * height
                )
            )

            finalLetterLocations.put(i, PointF(currentStartX, centerY))
            // TODO: 2021/2/1 consider padding for letters inner
            currentStartX += currentLength

        }
    }
}
复制代码

最终我们看一下效果: 大约从第四秒开始点击了start,中间点击了stop,随后又点击了start

version_4

注:gif丢失了一定的连贯性,可以看一下录制的视频 链接 因为起始位置是随机的,所以每次的效果都会有差别

version 5 让所有的字母都动起来

其实细心的读者应该发现了,上面Version 4的代码已经可以让每个字母都动起来了。 先来试一下效果,把Drawable资源的text改成Leobert,看一下效果:

version_5

录制视频:链接

可能有些读者这时候已经在思考,继续添加各种配置支持项,改变初始点的随机位置算法,计算过程中更加细致的考虑字号、文字留白等等等等细节了。

打住,我们的目标是重新梳理Drawable中的知识,而不是实现一个特定的Drawable。到这里,我们已经实现了一个自定义的动画Drawable。

最终总结和反思

这篇文章中,我们梳理了Drawable的设计意图,自行梳理了Drawable子类概览,梳理了Drawable的API概览,练习了自定义Drawable。

我们再思考几个问题:

自定义View和自定义Drawable的区别是什么

前者是对于视图的自定义,后者是对于绘制的自定义。两者有一定的关联性,因为视图也是需要通过视觉呈现给用户的,有很大一部和绘制相关

但自定义View不仅仅可以自定义绘制,还可以自定义交互,这一点是自定义Drawable不具备的。如果我们仅仅是期望对绘制进行自定义,选择自定义Drawable即可

相比于自定义View,自定义Drawable在应用内的适用性更广,它具体描述了一种绘制,所以,只要存在绘制机制的地方,理论上就可以使用它。

各种"花里胡哨"的效果都可以这样干吗

可以但不是所有的都建议。一些简单的场景,例如一种点击特效一种Progress效果 是建议这样处理的。

一些复杂的场景,例如启动图、固定的酷炫的转场等,是不建议这样处理的。不是说不建议用自定义Drawable处理,而是不建议 再用代码直接描述Draw的内容

对于复杂内容,可以对其内容进行抽象和分类,一般来说,我们可以从:

  • 静态、动态
  • 矢量描述、非矢量描述

两个维度区分一个要绘制的内容;

对于静态的,或者矢量描述的内容,已经有相关的类进行抽象描述。而对于动态的非矢量描述的绘制内容, 它们往往复杂,而且很具体,用纯代码进行描述太糟糕了。应当建立抽象体系并结合中间物来描述它们。

以大名鼎鼎的Lottie为例,设计使用AE创作动画文件,并导出成lottie的动画文件:

  • 不可矢量描述的、唯一命名的图
  • json格式封装的所有帧信息

那么只需要描述:

  • 解析文件
  • 加载帧信息
  • 展示帧,即绘制帧
  • 按照动画时间和帧信息schedule

即可。内容设计这种事情,就交给UI和UX了

从技术梳理和博客的角度看,这篇文章的内容已经结束了,从商业投产的角度看,这篇文章的内容远没有结束。

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