一款炫酷Loading动画--载入成功

简单介绍

昨天在简书上看到一篇文章。介绍了一个载入动画的实现过程
一款Loading动画的实现思路（一）
仅仅可惜原动画是IOS上制作的。而看了一下。作者的实现思路比較复杂，于是趁着空暇写了一个Android版本号。这篇文章将给大家介绍一下实现过程。

首先让我们来看一下动画效果

动画结构分析

从上面的gif图中能够看到，这个载入动画有成功，失败两种状态，因为Gif速度比較快，我们再来分别看一张慢图

1、成功状态载入动画

成功动画的状态转移描写叙述例如以下：

1、载入过程。画蓝色圆环，当进度为100%时，圆环完毕
2、从右側抛出蓝色小方块。小方块沿着曲线到达圆环正上方
3、蓝色小方块下落。下落过程中，逐渐变长。当方块与圆圈接触时，进入圆环的部分变粗。同一时候圆环逐渐被挤压，变成椭圆形
4、方块底端到达圆环中心后，发出三个分叉向圆周延伸，同一时候椭圆被撑大。逐渐恢复回圆形
5、圆环变绿色，画出绿色勾√

整个过程能够说是比較复杂的，甚至对照原动画。事实上另一些细节我没有去实现。只是接下来我为大家逐个分解每一个过程是怎么实现的。并且并不难理解。

每一个小过程组合起来，就是一款炫酷动画，希望大家都有信心去了解它。

自己定义View,依据进度绘制圆形

首先我们来实现第一个过程。圆环的绘制。
在动画效果中。圆环的完整程度。是依据实际的进度来衡量的，当载入完毕。整个圆就画好了。
所以我们自己定义一个View控件。在其提供了一个setProgress()方法来给使用者设置进度

public class SuperLoadingProgress extends View {
    /**
     * 当前进度
     */
    private int progress = 0;
    /**
     * 最大进度
     */
    private static final int maxProgress = 100;

    ....
    public void setProgress(int progress) {
        this.progress = Math.min(progress,maxProgress);
        postInvalidate();
        if (progress==0){
            status = 0;
        }
    }
    ...
   }

有了这个进度以后，我们就调用postInvalidate()去让控件重绘，事实上就是触发了其ondraw()方法。然后我们就再ondraw()方法里面。绘制圆弧
对于圆弧的绘制。相信大家都不会陌生(陌生也没有关系。因为非常easy)，仅仅要调用一个canvas.drawArc()方法就能够了。
可是我要细致观察这里的圆形效果。在单独来看三张图

圆弧起始状态

圆弧运动状态

圆弧终于状态

能够看到，首先圆弧有一定的起始角度。我们知道。在Android坐标系中，0度事实上是指水平向右開始的
也就是起点的起始角度。事实上是-90度，终点的起始角度，事实上-150度

而整个过程中。
起点:-90度，逆时针旋转270度。最后回到0度位置
终点:-150度。与起点相差60度。最后相差360度，与起点重合

所以当progress=1。也就是动画完毕时。起点会减去270度，那么相应每一个progress
起点的位置应该是

-90-270*progress

当progress=1,终点和起点相差360度。而一開始就相差60度,所以整个过程就是多相差了300度，那么相应每一个progress。终点和起点应该相差

-(60+precent*300)

依据上面的结论。我们得到圆弧的详细绘制方式例如以下：

    /**
    * 起始角度
    */
    private static final float startAngle = -90;
    @Override
    protected void onDraw(Canvas canvas) {
        ...
        float precent = 1.0f*progress/maxProgress;//当前完毕百分比
        //mRectF是代表整个view的范围
        canvas.drawArc(mRectF, startAngle-270*precent, -(60 + precent*300), false, circlePaint);
    }

圆环完毕，抛出小方块

在圆环绘制完毕以后，会抛出一个小方块。小方块沿曲线运动到圆环正上方，实际整个曲线，是一段圆弧
我们来看下图

方块运动状态

运动状态分析图

从图中能够看出，方块运动的终点，距离圆心为2R
如果运动轨迹是某个圆的一段弧，那么依据勾股定理有例如以下方程

(X+R)^2 + （2R）^2 = (X+2R)^2

解得X=R/2(事实上也非常easy解，就是勾三股四玄五)
如果我们希望方块在500ms内从起点运动到终点。那么我们就须要提供一个计时器，告诉我们如今运动了多少毫秒。然后依据这个时间，计算出方块当前位置
另外，因为方块本身有一定的长度。因此方块也有自己的起始端和末端。

可是两者的运动轨迹是一样的，仅仅是先后不同。

        //抛出动画
        endAngle = (float) Math.atan(4f/3);
        mRotateAnimation = ValueAnimator.ofFloat(0f, endAngle*0.9f );
        mRotateAnimation.setDuration(500);
        mRotateAnimation.setInterpolator(new AccelerateDecelerateInterpolator());
        mRotateAnimation.addUpdateListener(new ValueAnimator.AnimatorUpdateListener() {
            @Override
            public void onAnimationUpdate(ValueAnimator animation) {
                curSweepAngle = (float) animation.getAnimatedValue();//运动了多少角度
                invalidate();
            }
        });

每次获得新角度。我们就去又一次绘制方块的位置：

/**
     * 抛出小方块
     * @param canvas
     */
    private void drawSmallRectFly(Canvas canvas){
        canvas.save();
        canvas.translate(radius / 2 + strokeWidth, 2 * radius + strokeWidth);//将坐标移动到大圆圆心
        float bigRadius = 5*radius/2;//大圆半径
        //方块起始端坐标
        float x1 = (float) (bigRadius*Math.cos(curSweepAngle));
        float y1 = -(float) (bigRadius*Math.sin(curSweepAngle));
        //方块末端坐标
        float x2 = (float) (bigRadius*Math.cos(curSweepAngle+0.05*endAngle+0.1*endAngle*(1-curSweepAngle/0.9*endAngle)));//
        float y2 = -(float) (bigRadius*Math.sin(curSweepAngle+0.05*endAngle+0.1*endAngle*(1-curSweepAngle/0.9*endAngle)));
        canvas.drawLine(x1, y1, x2, y2, smallRectPaint);//小方块。事实上是一条直线
        canvas.restore();        
        canvas.drawArc(mRectF, 0, 360, false, circlePaint);//蓝色圆环
    }

抛出完毕。方块下落

能够说下落过程，是整个动画中最复杂的过程了。包含方块下落。圆环挤压，方块变粗三个过程，整个过程，从方块下落開始，到方块底部究竟圆心

首先是方块的下落，这个easy理解，方块会逐渐变长。因为在同样时间内，起始端和末端运动的距离不一样
我们拿末端作为样例，这里要使用到一个知识。就是P**ath路径类**
这是Android提供的一个类。代表我们制定的一段路径实例。对于方块末端来说，其运动的路径就是从顶部，到圆心

    Path downPath1 = new Path();//起始端路径
    downPath1.moveTo(2*radius+strokeWidth,strokeWidth);
    downPath1.lineTo(2 * radius+strokeWidth, radius+strokeWidth);
    Path downPath2 = new Path();//末端路径
    downPath2.moveTo(2 * radius+strokeWidth, strokeWidth);
    downPath2.lineTo(2 * radius+strokeWidth, 2 * radius+strokeWidth);

那么问题来了，有了运动路径以后，我们希望有动画。起始就是希望，我们给定一个动画时间，我们能够获得在这段时间的某个点上，起始端/末端运动到路径的哪个位置
那么有了路径以后，我们能不能获得路径上的随意一个位置呢？答案是使用PathMeasure类。

可能有很多朋友对这个类不熟悉，能够參考一些文章。或者看看官方API介绍
看PathMeasure大展身手

我们首先来看，怎么初始化一个PathMeasure，非常easy，传入一个Path对象就可以，false表示不闭合这个路径

    downPathMeasure1 = new PathMeasure(downPath1,false);
    downPathMeasure2 = new PathMeasure(downPath2,false);

因为动画有一定时间。我们又须要一个计时器

    //下落动画        
    mDownAnimation = ValueAnimator.ofFloat(0f, 1f );
    mDownAnimation.setDuration(500);
    mDownAnimation.setInterpolator(new AccelerateInterpolator());
    mDownAnimation.addUpdateListener(new ValueAnimator.AnimatorUpdateListener() {
        @Override
        public void onAnimationUpdate(ValueAnimator animation) {
            downPrecent = (float) animation.getAnimatedValue();
            invalidate();
        }
    });

接下来是使用PathMeasure获得下落过程中，起始端和末端的坐标

    //下落方块的起始端坐标
    float pos1[] = new float[2];
    float tan1[] = new float[2];
    downPathMeasure1.getPosTan(downPrecent * downPathMeasure1.getLength(), pos1, tan1);
    //下落方块的末端坐标
    float pos2[] = new float[2];
    float tan2[] = new float[2];
    downPathMeasure2.getPosTan(downPrecent * downPathMeasure2.getLength(), pos2, tan2);

getPosTan(）方法，第一个參数是指想要获得的路径长度。比如你设置的Path长度为100
那么你传入60，就会获得长度为60时的终点坐标(文字真的表达不好/(ㄒoㄒ)/~~，大家能够去看API)

依据起始端和末端的坐标*。我们绘制一条直线。就是小方块啦！

方块下落，进入圆内部分变粗。圆被挤压变形

接下来要处理一个更加复杂的问题，就是进入圆环中的方块部分，要变粗。
为了解决问题。我们就须要分辨方块哪部分在圆内，哪部分在圆外，这个推断起来本身就非常麻烦。况且，圆环还会被压缩！也就是园内圆外，没有一个固定的分界点。

怎么区分圆内圆外呢？我决定自己推断太麻烦了，后来想到一个办法，推断交集！
我们知道，Android提供了API。让我们能够推断两个Rect是否相交，也能够获得它们的相交部分(也就是重合部分)，还能够获得非重合部分。

如果我把方块看成是一个矩形。圆环看成一个矩形，那么问题就简单了，我就能够调用API计算出进入圆内的部分，和在圆外的部分了。
例如以下图：

我们知道，事实上圆/椭圆。都是依靠一个矩形确定的。在这个动画中，我们希望圆被挤压成椭圆，终于缩放比例为0.8,大概是这种

利用前面提到的计时器，我们能够依据当前时间。知道圆被挤压的比例。实现挤压效果

    //椭圆形区域
    Rect mRect = new Rect(Math.round(mRectF.left),Math.round(mRectF.top+mRectF.height()*0.1f*downPrecent),
                Math.round(mRectF.right),Math.round(mRectF.bottom-mRectF.height()*0.1f*downPrecent));

这样，我们就有了代表椭圆的矩形。因为在一步中，我们知道了小方块的起始端和末端坐标。我们能够使这个两个坐标，分别向左右偏移一定距离，从而获得4个坐标。来创建矩形。
最后，我们直接利用两个矩形，取交集和非交集，详细实现例如以下：

        //非交集
        Region region1 = new Region(Math.round(pos1[0])-strokeWidth/4,Math.round(pos1[1]),Math.round(pos2[0]+strokeWidth/4),Math.round(pos2[1]));
        region1.op(mRect, Region.Op.DIFFERENCE);
        drawRegion(canvas, region1, downRectPaint);

        //交集
        Region region2 = new Region(Math.round(pos1[0])-strokeWidth/2,Math.round(pos1[1]),Math.round(pos2[0]+strokeWidth/2),Math.round(pos2[1]));
        boolean isINTERSECT = region2.op(mRect, Region.Op.INTERSECT);
        drawRegion(canvas, region2, downRectPaint);

Region是Android提供的，用于处理区域运算问题的一个类，使用这个类，我们能够非常方便进行Rect交集补集等运算，不了解的朋友，查看API

最后绘制这两个区域，并且加上一个推断。就是这个两个矩形是否有相交，如果没有，那么圆环就不用被挤压。直接绘制圆环就可以。

    //椭圆形区域
    if(isINTERSECT) {//如果有交集
        float extrusionPrecent = (pos2[1]-radius)/radius;
        RectF rectF = new RectF(mRectF.left, mRectF.top + mRectF.height() * 0.1f * extrusionPrecent, mRectF.right, mRectF.bottom - mRectF.height() * 0.1f * extrusionPrecent);//绘制椭圆
        canvas.drawArc(rectF, 0, 360, false, circlePaint);
    }else{
        canvas.drawArc(mRectF, 0, 360, false, circlePaint);//绘制圆
    }

下落完毕。绘制三叉

对于三叉的绘制，就没有什么特别的了，事实上三叉就是三条Path路径，我们用相似前面的做法，利用一个计时器，三个Path，相应三个PathMeasure，就能够动态绘制出路径了。

    /**
     * 绘制分叉
     * @param canvas
     */
    private void drawFork(Canvas canvas) {
        float pos1[] = new float[2];
        float tan1[] = new float[2];
        forkPathMeasure1.getPosTan(forkPrecent * forkPathMeasure1.getLength(), pos1, tan1);
        float pos2[] = new float[2];
        float tan2[] = new float[2];
        forkPathMeasure2.getPosTan(forkPrecent * forkPathMeasure2.getLength(), pos2, tan2);
        float pos3[] = new float[2];
        float tan3[] = new float[2];
        forkPathMeasure3.getPosTan(forkPrecent * forkPathMeasure3.getLength(), pos3, tan3);

        canvas.drawLine(2 * radius+strokeWidth, radius+strokeWidth, 2 * radius+strokeWidth, 2 * radius+strokeWidth, downRectPaint);
        canvas.drawLine(2 * radius+strokeWidth, 2 * radius+strokeWidth, pos1[0], pos1[1], downRectPaint);
        canvas.drawLine(2 * radius+strokeWidth, 2 * radius+strokeWidth, pos2[0], pos2[1], downRectPaint);
        canvas.drawLine(2 * radius+strokeWidth, 2 * radius+strokeWidth, pos3[0], pos3[1], downRectPaint);
        //椭圆形区域
        RectF rectF = new RectF(mRectF.left, mRectF.top + mRectF.height() * 0.1f * (1-forkPrecent), 
                mRectF.right, mRectF.bottom - mRectF.height() * 0.1f * (1-forkPrecent));
        canvas.drawArc(rectF, 0, 360, false, circlePaint);
    }

最后，还要记得将椭圆还原成圆。事实上就是压缩的逆过程
效果例如以下:

绘制绿色勾√

绿色勾的绘制事实上也和上面的做法相似，须要一个计时器，一个Path，相应的PathMeasure就可以
勾的路径例如以下：

//初始化打钩路径
        Path tickPath = new Path();
        tickPath.moveTo(1.5f * radius+strokeWidth, 2 * radius+strokeWidth);
        tickPath.lineTo(1.5f * radius + 0.3f * radius+strokeWidth, 2 * radius + 0.3f * radius+strokeWidth);
        tickPath.lineTo(2*radius+0.5f * radius+strokeWidth,2*radius-0.3f * radius+strokeWidth);
        tickPathMeasure = new PathMeasure(tickPath,false);

最后将路径动态绘制出现，到这里大家都非常熟悉这个做法了。可是这里我使用了另外一个方法，这种方法能够依据进度。直接返回当前路径成一个Path对象

/**
     * 绘制打钩
     * @param canvas
     */
    private void drawTick(Canvas canvas) {
        Path path = new Path();
        /*
         * On KITKAT and earlier releases, the resulting path may not display on a hardware-accelerated Canvas. 
         * A simple workaround is to add a single operation to this path, such as dst.rLineTo(0, 0).
         */
        tickPathMeasure.getSegment(0, tickPrecent * tickPathMeasure.getLength(), path, true);//该方法，能够获得整个路径的一部分
        path.rLineTo(0, 0);//解决Android本身的一个bug
        canvas.drawPath(path, tickPaint);//绘制出这一部分
        canvas.drawArc(mRectF, 0, 360, false, tickPaint);
    }

于是我们在一定时间内。逐渐获得勾这个路径的一部分。知道获得整个勾，并将其绘制出来！
终于效果例如以下:

写在最后

本篇文章。首先介绍成功载入的动画实现过程，下一篇文章将会接着介绍载入失败过程的实现。
通过这篇文章，我们应该熟悉了Path,PathMeasure,Region等一系列API，利用这些API。我们能够方便得绘制出路径效果。
每一个步骤组合起来，就是一个好看的，复杂的动效。对于API不熟悉的朋友，建议用到的时候去查官方文档，或者看看其它朋友的一些介绍基础的文章。

最后，提供源代码下载地址和github地址，欢迎大家下载和star