通俗详解 Android 动画插值器与估值器

1. 动画的基本原理

动画的本质是​​属性随时间变化​​的过程。例如，一个按钮从位置 A 移动到位置 B，需要不断计算每一帧的位置。Android 动画系统通过两个核心组件实现这一过程：

• ​​插值器（Interpolator）​​：控制动画的“节奏”（如匀速、加速、弹跳）。
• ​​估值器（Evaluator）​​：根据节奏计算“具体属性值”（如坐标、颜色）。

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2. 插值器（Interpolator）：时间的魔法师

想象插值器是一个“时间变速器”，它决定了动画在不同时间点的进度比例（比如前慢后快）。它的核心是​​数学函数​​，输入是时间进度（0~1），输出是“调整后的进度”（可能小于0或大于1）。

2.1 源码结构

所有插值器继承自 BaseInterpolator，核心方法是 getInterpolation(float input)：

• ​​参数 input​​：动画已进行的时间比例（0 表示开始，1 表示结束）。
• ​​返回值​​：调整后的进度（例如输入 0.5，返回 0.25 表示此时进度只有 25%）。

2.2 常见插值器详解

1. ​​Linear（线性）​​

   • ​​效果​​：匀速动画。
   • ​​公式​​：y = t
   • ​​源码​​：直接返回输入值 input。

2. ​​Accelerate（加速）​​

   • ​​效果​​：速度越来越快。
   • ​​公式​​：y = t^(2×factor)（默认 factor=1，即 t²）。
   • ​​示例​​：factor=2 时，动画会更快达到高速。

3. ​​Decelerate（减速）​​

   • ​​效果​​：速度越来越慢。
   • ​​公式​​：y = 1 - (1 - t)^(2×factor)（默认 1 - (1 - t)²）。

4. ​​Bounce（弹跳）​​

   • ​​效果​​：像球落地后弹跳几次。

   • ​​实现​​：通过分段二次函数模拟弹跳轨迹，例如：

     java
     Copy
     if (t < 0.3535) return 8*(1.1226t)^2;
     else if (t < 0.7408) return 8*(1.1226t - 0.54719)^2 + 0.7;
     ...
     

5. ​​Anticipate（回拉）​​

   • ​​效果​​：先向反方向移动一小段，再正向加速。
   • ​​公式​​：y = t² × ((tension+1)t - tension)（默认 tension=2）。

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3. 估值器（Evaluator）：数值的计算器

插值器决定了“进度比例”，估值器则根据这个比例​​计算具体的属性值​​。例如，从位置 0 移动到 100，进度 50% 时，估值器会计算出 50。

3.1 源码结构

所有估值器实现 TypeEvaluator<T> 接口，核心方法是：

java
Copy
T evaluate(float fraction, T startValue, T endValue);

• ​​参数 fraction​​：插值器调整后的进度（可能超出 0~1）。
• ​​参数 startValue, endValue​​：属性起始值和结束值。
• ​​返回值​​：当前属性值。

3.2 常见估值器

1. ​​IntEvaluator（整数计算）​​

   • ​​公式​​：result = start + (end - start) * fraction
   • ​​示例​​：从 0 到 100，进度 0.5 时值为 50。

2. ​​ArgbEvaluator（颜色渐变）​​

   • ​​实现​​：将颜色拆分为 ARGB 四个通道，分别计算：

     java
     Copy
     int red = startRed + (int)(fraction * (endRed - startRed));
     // 同理计算 alpha、green、blue，再合并为最终颜色。
     

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4. 协同工作流程

1. ​​时间流逝​​：系统计算已进行的时间比例 t（如 0.5）。
2. ​​插值器转换​​：通过 getInterpolation(t) 得到新的进度 fraction（可能被加速/减速）。
3. ​​估值器计算​​：根据 fraction 计算当前属性值（如位置、颜色）。

​​示例​​：一个按钮在 2 秒内从 (0,0) 移动到 (200,0)，使用 BounceInterpolator：

• 时间过半（t=1秒），插值器可能返回 fraction=0.7（进度更快）。
• 估值器计算 X 坐标：0 + 0.7 * (200-0) = 140，此时按钮已超过中点。

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5. 设计思考

• ​​插值器的数学本质​​：通过函数曲线控制动画节奏，例如平方函数（t²）让初始速度更慢。
• ​​为什么需要估值器​​？属性类型多样（位置、颜色、旋转角度），需要专用计算逻辑。
• ​​ArgbEvaluator 的单例问题​​：虽然源码用单例，但构造方法未私有化，可能是框架内部优化，开发者无需关心。

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6. 总结

• ​​插值器​​：决定动画“如何变化”（快慢、弹跳）。
• ​​估值器​​：决定动画“变化成什么值”（位置、颜色）。
• ​​组合使用​​：通过不同的插值器和估值器，可以实现丰富的动画效果，例如颜色渐变的加速效果，或旋转时的回弹。