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【中秋征文】Compose 实现月亮阴晴圆缺动画

我正在参加中秋创意投稿大赛,详情请看:中秋创意投稿大赛

效果图

人有悲欢离合,月有阴晴圆缺,此事古难全。
但愿人长久,千里共婵娟。
恰逢中秋佳节,我们今天就使用Compose来实现一下月相变化动画吧~
感兴趣的同学可以点个Star : Compose 实现月亮阴晴圆缺动画

主要思路

满天繁星

为了实现月相动画,我们首先需要一个背景,因此我们需要一个好看的星空,最好还有闪烁的效果
为为实现星空背景,我们需要做以下几件事

  1. 绘制背景
  2. 生成几十个星星,在背景上随机分布
  3. 通过scalealpha动画,实现每个星星的闪烁效果

我们一起来看下代码

@Composable
fun Stars(starNum: Int) {
    BoxWithConstraints(modifier = Modifier.fillMaxSize()) {
        val list = remember { mutableStateListOf<Star>() }
        LaunchedEffect(true) {
            for (i in 0..starNum) {
                delay(100L)
                //添加星星,它们的位置在屏幕上随机
                list.add(Star(maxWidth.value * density, maxHeight.value * density))
            }
        }
        list.forEach {
            Star(it)
        }
    }
}

@Composable
fun Star(star: Star) {
    var progress: Float by remember { mutableStateOf(0f) }
    val infiniteTransition = rememberInfiniteTransition()
    .... 
    star.updateStar(progress) // 通过动画更新progress,从而更新star的属性值
    Canvas(modifier = Modifier.wrapContentSize()) {
        scale(star.scale, Offset(star.x, star.y)) { // 缩放动画
            drawCircle(
                star.starColor,
                star.radius,
                center = Offset(star.x, star.y),
                alpha = star.alpha // alpha动画
            )
        }
    }
}
复制代码

月相变化

月相,天文学术语。(phase of the moon)是天文学中对于地球上看到的月球被太阳照明部分的称呼。随着月亮每天在星空中自东向西移动一大段距离,它的形状也在不断地变化着,这就是月亮位相变化,叫做月相。
它的变化过程如下图所示

每个阶段都有各自的名字,如下图所示:

可以看出,月相变化过程还是有些复杂的,那我们怎么实现这个效果呢?

思路分析

为了实现月相变化,首先我们需要画一个圆,代表月亮,最终的满月其实就是这样,比较简单
有了满月,如何在它的基础上,画出其它的月相呢?我们可以通过图像混合模式来实现

图像混合模式定义的是,当两个图像合成时,图像最终的展示方式。在Androd中,有相应的API接口来支持图像混合模式,即Xfermode.
图像混合模式主要有以下16种,以下这张图片从一定程度上形象地说明了图像混合的作用,两个图形一圆一方通过一定的计算产生不同的组合效果,具体如下

我们为了实现月相动画,主要需要使用以下两种混合模式

  • DST_OUT:只在源图像和目标图像不相交的地方绘制【目标图像】,在相交的地方根据源图像的alpha进行过滤,源图像完全不透明则完全过滤,完全透明则不过滤
  • DST_OVER:将目标图像放在源图像上方

我们已经了解了图形混合模式,那么需要在满月上画什么才能实现其它效果呢?
我们可以通过在满月上放一个半圆+一个椭圆来实现

  1. 如上所示,椭圆上水平的线叫长轴,竖直的线叫短轴
  2. 短轴不变,长轴半径从0到满月半径发生变化,再加上一个半圆,就可以实现不同的月相
  3. 比如为了画上蛾眉月,可以通过左半边画半圆,再加上一个椭圆,两都都使用DST_OVER混合模式来实现,就实现了它们两的并集,然后覆盖在下层满月上,就实现了上蛾眉月
  4. 为了画渐盈凸月,则同样就左半边以DST_OVER画半圆,再以DST_OUT画椭圆,就只剩下半圆与椭圆不相交的部分,再与下层的满月混合,就实现了渐盈凸月

这样说可能还是比较抽象,感兴趣的同学可下载源码详细了解下

源码实现

//月亮动画控件
@Composable
fun Moon(modifier: Modifier) {
    var progress: Float by remember { mutableStateOf(0f) }
    BoxWithConstraints(modifier = modifier) {
        Canvas(
            modifier = Modifier
                .size(canvasSize)
                .align(Alignment.TopCenter)
        ) {
            drawMoonCircle(this, progress)
            drawIntoCanvas {
                it.withSaveLayer(Rect(0f, 0f, size.width, size.height), paint = Paint()) {
                    if (progress != 1f) {
                    	//必须先画半圆,再画椭圆
                        drawMoonArc(this, it, paint, progress)
                        drawMoonOval(this, it, paint, progress)
                    }
                }
            }
        }
    }
}

// 1.首先画一个满月
private fun drawMoonCircle(scope: DrawScope, progress: Float) {
	//....
    drawCircle(Color(0xfff9dc60))
}

// 2. 画半圆
private fun drawMoonArc(scope: DrawScope, canvas: Canvas, paint: Paint, progress: Float) {
    val sweepAngle = when { //从新月到满月在一边画半圆,从满月回到新月则在另一边画半圆
        progress <= 0.5f -> 180f
        progress <= 1f -> 180f
        progress <= 1.5f -> -180f
        else -> -180f
    }
    paint.blendMode = BlendMode.DstOver //半圆的混合模式始终是DstOver
    scope.run {
        canvas.drawArc(Rect(0f, 0f, size.width, size.height), 90f, sweepAngle, false, paint)
    }
}

// 3. 画椭圆
private fun drawMoonOval(scope: DrawScope, canvas: Canvas, paint: Paint, progress: Float) {
    val blendMode = when { //椭圆的混合模式会发生变化,这里需要注意下
        progress <= 0.5f -> BlendMode.DstOver
        progress <= 1f -> BlendMode.DstOut
        progress <= 1.5f -> BlendMode.DstOut
        else -> BlendMode.DstOver
    }
    paint.blendMode = blendMode
    scope.run {
        canvas.drawOval(
            Rect(offset = topLeft, size = Size(horizontalAxis, verticalAxis)), //椭圆的长轴会随着动画变化
            paint = paint
        )
    }
}
复制代码

如上所示:

  1. 主要就是3个步骤,画满月,再画半圆,再画椭圆
  2. 半圆的混合模式始终是DstOver,而椭圆的混合模式会发生变化,它们的颜色都是黑色。
  3. 可以看到半圆与椭圆新建了一个Layer,混合模式的变化,表示的就是最后剩下的是它们的并集,还是Dst不相交的部分,最后覆盖到满月上,所以必须先画半圆
  4. 随着动画的变化,椭圆的长轴会发生变化,这样就可以实现不同的月相

诗歌打字机效果

上面其实已经做得差不多了,我们最后再添加一些诗歌,并为它们添加打字机效果

@Composable
fun PoetryColumn(
    list: List<Char>,
    offsetX: Float = 0f,
    offsetY: Float = 0f
) {
    val targetList = remember { mutableStateListOf<Char>() }
    LaunchedEffect(list) {
        targetList.clear()
        list.forEach {
            delay(500) //通过在LaunchedEffect中delay实现动画效果
            targetList.add(it)
        }
    }
    //将 Jetpack Compose 环境的 Paint 对象转换为原生的 Paint 对象
    val textPaint = Paint().asFrameworkPaint().apply {
        //...
    }
    Canvas(modifier = Modifier.wrapContentSize()) {
        drawIntoCanvas {
            for (i in targetList.indices) {
                it.nativeCanvas.drawText(list[i].toString(), x, y, textPaint)
                y += delta // 更新文字y轴位置
            }
        }
    }
}
复制代码

如上所示,代码比较简单

  1. 通过在LaunchedEffect中调用挂起函数,来实现动画效果
  2. 为了实现竖直方向的文字,我们需要使用Paint来绘制Text,而不能使用Text组件
  3. Compose目前还不支持直接绘制Text,所以我们需要调用asFrameworkPaint将其转化为原生的Paint

总结

通过以上步骤,我们就通过Compose实现了月相阴晴圆缺+星空闪耀+诗歌打字机的动画效果
开发起来跟Android自定义绘制其实并没有多大差别,代码量因为Compose强大的API与声明式特点可能还有所减少
在我看来,Compose已经相当成熟了,而且将是Android UI的未来~

开源不易,如果项目对你有所帮助,欢迎点赞,Star,收藏~

参考资料

蹭中秋热度来了~Android 自定义View——月有阴晴圆缺
「寒草的中秋献礼🥮,实现30s前端创意动画」陪你看日落和月升|与你赏星空和诗歌

项目地址

Compose 实现月亮阴晴圆缺动画