Flutter 小技巧之有趣的动画技巧

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本篇分享一个简单轻松的内容: 剖析 Flutter 里的动画技巧 ,首先我们看下图效果,如果要实现下面的动画切换效果,你会想到如何实现?

动画效果

事实上 Flutter 里实现类似的动画效果很简单,甚至不需要自定义布局,只需要通过官方的内置控件就可以轻松实现。

首先我们需要使用 AnimatedPositionedAnimatedContainer

  • AnimatedPositioned 用于在 Stack 里实现位移动画效果
  • AnimatedContainer 用于实现大小变化的动画效果

接着我们定义一个 PositionItem ,将 AnimatedPositionedAnimatedContainer 嵌套在一起,并且通过 PositionedItemData 用于改变它们的位置和大小。

class PositionItem extends StatelessWidget {
  final PositionedItemData data;
  final Widget child;

  const PositionItem(this.data, {required this.child});

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return new AnimatedPositioned(
      duration: Duration(seconds: 1),
      curve: Curves.fastOutSlowIn,
      child: new AnimatedContainer(
        duration: Duration(seconds: 1),
        curve: Curves.fastOutSlowIn,
        width: data.width,
        height: data.height,
        child: child,
      ),
      left: data.left,
      top: data.top,
    );
  }
}
class PositionedItemData {
  final double left;
  final double top;
  final double width;
  final double height;

  PositionedItemData({
    required this.left,
    required this.top,
    required this.width,
    required this.height,
  });
}
复制代码

之后我们只需要把 PositionItem 放到通过 Stack 下,然后通过 LayoutBuilder 获得 parent 的大小,根据 PositionedItemData 调整 PositionItem 的位置和大小,就可以轻松实现开始的动画效果。

child: LayoutBuilder(
  builder: (_, con) {
    var f = getIndexPosition(currentIndex % 3, con.biggest);
    var s = getIndexPosition((currentIndex + 1) % 3, con.biggest);
    var t = getIndexPosition((currentIndex + 2) % 3, con.biggest);
    return Stack(
      fit: StackFit.expand,
      children: [
        PositionItem(f,
            child: InkWell(
              onTap: () {
                print("red");
              },
              child: Container(color: Colors.redAccent),
            )),
        PositionItem(s,
            child: InkWell(
              onTap: () {
                print("green");
              },
              child: Container(color: Colors.greenAccent),
            )),
        PositionItem(t,
            child: InkWell(
              onTap: () {
                print("yello");
              },
              child: Container(color: Colors.yellowAccent),
            )),
      ],
    );
  },
),
复制代码

如下图所示,只需要每次切换对应的 index ,便可以调整对应 Item 的大小和位置发生变化,从而触发 AnimatedPositionedAnimatedContainer 产生动画效果,达到类似开始时动图的动画效果。

计算大小效果
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完整代码可见: github.com/CarGuo/gsy_…

如果你对于实现原理没兴趣,那到这里就可以结束了,通过上面你已经知道了一个小技巧:

改变 AnimatedPositionedAnimatedContainer 的任意参数,就可以让它们产生动画效果,而它们的参数和 PositionedContainer 一模一样,所以使用起来可以无缝替换 PositionedContainer ,只需要简单配置额外的 duration 等参数。

进阶学习

AnimatedPositionedAnimatedContainer 是如何实现动画效果 ?这里就要介绍一个抽象父类 ImplicitlyAnimatedWidget

几乎所有 Animated 开头的控件都是继承于它,既然是用于动画 ,那么 ImplicitlyAnimatedWidget 就肯定是一个 StatefulWidget ,那么不出意外,它的实现逻辑主要在于 ImplicitlyAnimatedWidgetState ,而我们后续也会通过它来展开。

首先我们回顾一下,一般在 Flutter 使用动画需要什么:

  • AnimationController : 用于控制动画启动、暂停
  • TickerProvider : 用于创建 AnimationController 所需的 vsync 参数,一般最常使用 SingleTickerProviderStateMixin
  • Animation : 用于处理动画的 value ,例如常见的 CurvedAnimation
  • 接收动画的对象:例如 FadeTransition

简单来说,Flutter 里的动画是从 Ticker 开始,当我们在 Statewith TickerProviderStateMixin 之后,就代表了具备执行动画的能力:

每次 Flutter 在绘制帧的时候,Ticker 就会同步到执行 AnimationController 里的 _tick 方法,然后执行 notifyListeners ,改变 Animation 的 value,从而触发 State 的 setState 或者 RenderObject 的 markNeedsPaint 更新界面。

举个例子,如下代码所示,可以看到实现一个简单动画效果所需的代码并不少,而且这部分代码重复度很高,所以针对这部分逻辑,官方提供了 ImplicitlyAnimatedWidget 模版

class _AnimatedOpacityState extends State<AnimatedOpacity>
    with TickerProviderStateMixin {
  late final AnimationController _controller = AnimationController(
    duration: const Duration(seconds: 2),
    vsync: this,
  )..repeat(reverse: true);
  late final Animation<double> _animation = CurvedAnimation(
    parent: _controller,
    curve: Curves.easeIn,
  );

  @override
  void dispose() {
    _controller.dispose();
    super.dispose();
  }

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return Container(
      color: Colors.white,
      child: FadeTransition(
        opacity: _animation,
        child: const Padding(padding: EdgeInsets.all(8), child: FlutterLogo()),
      ),
    );
  }
}
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例如上面的 Fade 动画,换成 ImplicitlyAnimatedWidgetState 只需要实现 forEachTween 方法和 didUpdateTweens 方法即可,而不再需要关心 AnimationControllerCurvedAnimation 等相关内容。

class _AnimatedOpacityState extends ImplicitlyAnimatedWidgetState<AnimatedOpacity> {
  Tween<double>? _opacity;
  late Animation<double> _opacityAnimation;

  @override
  void forEachTween(TweenVisitor<dynamic> visitor) {
    _opacity = visitor(_opacity, widget.opacity, (dynamic value) => Tween<double>(begin: value as double)) as Tween<double>?;
  }

  @override
  void didUpdateTweens() {
    _opacityAnimation = animation.drive(_opacity!);
  }

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return FadeTransition(
      opacity: _opacityAnimation,
      alwaysIncludeSemantics: widget.alwaysIncludeSemantics,
      child: widget.child,
    );
  }
}
复制代码

ImplicitlyAnimatedWidgetState 是如何做到改变 opacity 就触发动画?

关键还是在于实现的 forEachTween :当 opacity 被更新时,forEachTween 会被调用,这时候内部会通过 _shouldAnimateTween 判断值是否更改,如果目标值已更改,就执行基类里的 AnimationController.forward 开始动画。

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这里补充一个内容:FadeTransition 内部会对 _opacityAnimation 添加兼容,当 AnimationController 开始执行动画的时候,就会触发 _opacityAnimation 的监听,从而执行 markNeedsPaint而如下图所示, markNeedsPaint 最终会触发 RenderObject 的重绘

image-20220611173533772

所以到这里,我们知道了:通过继承 ImplicitlyAnimatedWidgetImplicitlyAnimatedWidgetState 我们可以更方便实现一些动画效果,Flutter 里的很多默认动画效果都是通过它实现

另外 ImplicitlyAnimatedWidget 模版里,除了 ImplicitlyAnimatedWidgetState ,官方还提供了另外一个子类 AnimatedWidgetBaseState

事实上 Flutter 里我们常用的 Animated 都是通过 ImplicitlyAnimatedWidget 模版实现,如下图所示是 Flutter 里常见的 Animated 分别继承的 State :

ImplicitlyAnimatedWidgetStateAnimatedWidgetBaseState
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关于这两个 State 的区别,简单来说可以理解为:

  • ImplicitlyAnimatedWidgetState 里主要是配合各类 *Transition 控件使用,比如: AnimatedOpacity里使用了 FadeTransitionAnimatedScale 里使用了 ScaleTransition因为 ImplicitlyAnimatedWidgetState 里没有使用 setState,而是通过触发 RenderObject 的 markNeedsPaint 更新界面。

  • AnimatedWidgetBaseState 在原本 ImplicitlyAnimatedWidgetState 的基础上增加了自动 setState 的监听,所以可以做一些更灵活的动画,比如前面我们用过的 AnimatedPositionedAnimatedContainer

    image-20220611164819853

其实 AnimatedContainer 本身就是一个很具备代表性的实现,如果你去看它的源码,就可以看到它的实现很简单,只需要在 forEachTween 里实现参数对应的 Tween 实现即可

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例如前面我们改变的 widthheight ,其实就是改变了ContainerBoxConstraints ,所以对应的实现也就是 BoxConstraintsTweenBoxConstraintsTween 继承了 Tween ,主要是实现了 Tweenlerp 方法

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在 Flutter 里 lerp 方法是用于实现插值:例如就是在动画过程中,在 beiginend 两个 BoxConstraint 之间进行线性插值,其中 t 是动画时钟值下的变化值,例如:

计算出 100x100 到 200x200 大小的过程中需要的一些中间过程的尺寸。

如下代码所示,通过继承 AnimatedWidgetBaseState ,然后利用 ColorTweenlerp ,就可以很快实现如下文字的渐变效果。

代码效果
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总结

最后总结一下,本篇主要介绍了:

  • 利用 AnimatedPositionedAnimatedContainer 快速实现切换动画效果
  • 介绍 ImplicitlyAnimatedWidget 和如何使用 ``ImplicitlyAnimatedWidgetState / AnimatedWidgetBaseState` 简化实现动画的需求,并且快速实现自定义动画。

那么,你还有知道什么使用 Flutter 动画的小技巧吗?

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Android
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