老孟导读：动画系统是任何一个UI框架的核心功能，也是开发者学习一个UI框架的重中之重，同时也是比较难掌握的一部分，下面我们就一层一层的揭开 Flutter 动画的面纱。
任何程序的动画原理都是一样的，即：视觉暂留，视觉暂留又叫视觉暂停，人眼在观察景物时，光信号传入大脑神经，需经过一段短暂的时间，光的作用结束后，视觉形象并不立即消失，这种残留的视觉称“后像”，视觉的这一现象则被称为“视觉暂留”。
人眼能保留0.1-0.4秒左右的图像，所以在 1 秒内看到连续的25张图像，人就会感到画面流畅，而 1 秒内看到连续的多少张图像称为 帧率，即 FPS，理论上 达到 24 FPS 画面比较流畅，而Flutter，理论上可以达到 60 FPS。
AnimationController
介绍完了动画系统的基本原理，实现一个蓝色盒子大小从 100 变为 200动画效果：
class AnimationBaseDemo extends StatefulWidget {
@override
_AnimationBaseDemoState createState() => _AnimationBaseDemoState();
}
class _AnimationBaseDemoState extends State<AnimationBaseDemo> {
double _size = 100;
@override
Widget build(BuildContext context) {
return Center(
child: GestureDetector(
onTap: () {
setState(() {
_size = 200;
});
},
child: Container(
height: _size,
_size,
color: Colors.blue,
alignment: Alignment.center,
child: Text('点我变大',style: TextStyle(color: Colors.white,fontSize: 18),),
),
),
);
}
}
虽然变大了，但并没有动画效果，而是直接变大的，想要使其一点点放大需要引入 AnimationController，它是动画控制器，控制动画的启动、停止，还可以获取动画的运行状态，AnimationController 通常在 initState 方法中初始化：
class _AnimationBaseDemoState extends State<AnimationBaseDemo> with SingleTickerProviderStateMixin{
double _size = 100;
AnimationController _controller;
@override
void initState() {
super.initState();
_controller = AnimationController(vsync: this,duration: Duration(milliseconds: 500));
}
...
}
这里有两个参数需要设置：
- vsync：当创建 AnimationController 时，需要传递一个
vsync参数，存在vsync时会防止屏幕外动画消耗不必要的资源，单个 AnimationController 的时候使用 SingleTickerProviderStateMixin，多个 AnimationController 使用 TickerProviderStateMixin。 - duration：表示动画执行的时间。
修改如下：
class _AnimationBaseDemoState extends State<AnimationBaseDemo> with SingleTickerProviderStateMixin{
double _size = 100;
AnimationController _controller;
@override
void initState() {
super.initState();
_controller = AnimationController(vsync: this,duration: Duration(milliseconds: 500));
}
@override
Widget build(BuildContext context) {
return Center(
child: GestureDetector(
onTap: () {
_controller.forward();
},
child: Container(
height: _size,
_size,
color: Colors.blue,
alignment: Alignment.center,
child: Text('点我变大',style: TextStyle(color: Colors.white,fontSize: 18),),
),
),
);
}
@override
void dispose() {
super.dispose();
_controller.dispose();
}
}
点击蓝色盒子的时候不再直接更改大小，而是执行动画_controller.forward()。
另外在State dispose 生命周期中释放 AnimationController。
此时点击蓝色盒子发现并不会变大，StatefulWidget 组件改变外观需要调用 setState，因此给 AnimationController 添加监听：
_controller = AnimationController(vsync: this,duration: Duration(milliseconds: 500))
..addListener(() {
setState(() {
_size = 100+100*_controller.value;
});
});
每一帧都会回调addListener ，在此回调中设置蓝色盒子大小，蓝色的大小是由 100 变到 200，而 AnimationController 的值默认是 0 到 1，所以蓝色大小等于 _size = 100+100*_controller.value，运行效果：
这就是 Flutter 中最简单动画的实现方式，其中最重要的就是 AnimationController，_controller.value 是当前动画的值，默认从 0 到 1。也可以通过参数形式设置最大值和最小值：
_controller = AnimationController(vsync: this,duration: Duration(milliseconds: 500),lowerBound: 100,upperBound: 200)
..addListener(() {
setState(() {
_size = _controller.value;
});
})
此时 _controller.value 的值就是从 100变化到 200。
除了使用 addListener 监听每一帧，还可以监听动画状态的变化：
_controller = AnimationController(
vsync: this,
duration: Duration(milliseconds: 500),
lowerBound: 100,
upperBound: 200)
..addStatusListener((status) {
print('status:$status');
})
动画的状态分为四种：
- dismissed：动画停止在开始处。
- forward：动画正在从开始处运行到结束处（正向运行）。
- reverse：动画正在从结束处运行到开始处（反向运行）。
- completed：动画停止在结束处。
再来看下动画的控制方法：
- forward：正向执行动画。
- reverse：反向执行动画。
- repeat：反复执行动画。
- reset：重置动画。
forward 和 reverse 方法中都有 from 参数，这个参数的意义是一样的，表示动画从此值开始执行，而不再是从lowerBound 到 upperBound。比如上面的例子中 from 参数设置 150，那么执行动画时，蓝色盒子瞬间变为 150，然后再慢慢变大到200。
让蓝色盒子大小从 100 到 200，然后再变到 100，再到 200，如此反复：
_controller = AnimationController(
vsync: this,
duration: Duration(milliseconds: 500),
lowerBound: 100,
upperBound: 200)
..addStatusListener((AnimationStatus status) {
if(status == AnimationStatus.completed){
_controller.reverse();
}else if(status == AnimationStatus.dismissed){
_controller.forward();
}
})
..addListener(() {
setState(() {
_size = _controller.value;
});
});
只需监听动画状态变化，在动画结束后再正向/反向再次执行动画。
虽然上面讲了很多，但只有一个重点 AnimationController。
AnimationController 设置的最小/大值类型是 double，如果动画的变化是颜色要如何处理？
AnimationController 在执行动画期间返回的值是 0 到 1，颜色从蓝色变为红色方法如下：
_controller =
AnimationController(vsync: this, duration: Duration(milliseconds: 500))
..addListener(() {
setState(() {
_color = Color.lerp(_startColor, _endColor, _controller.value);
});
});
重点是 Color.lerp 方法，此方法是在两种颜色之间线性插值。
完整代码如下：
class TweenDemo extends StatefulWidget {
@override
_TweenDemoState createState() => _TweenDemoState();
}
class _TweenDemoState extends State<TweenDemo>
with SingleTickerProviderStateMixin {
AnimationController _controller;
Color _startColor = Colors.blue;
Color _endColor = Colors.red;
Color _color = Colors.blue;
@override
void initState() {
super.initState();
_controller =
AnimationController(vsync: this, duration: Duration(milliseconds: 500))
..addListener(() {
setState(() {
_color = Color.lerp(_startColor, _endColor, _controller.value);
});
});
}
@override
Widget build(BuildContext context) {
return Center(
child: GestureDetector(
onTap: () {
_controller.forward();
},
child: Container(
height: 100,
100,
color: _color,
alignment: Alignment.center,
child: Text(
'点我变色',
style: TextStyle(color: Colors.white, fontSize: 18),
),
),
),
);
}
@override
void dispose() {
super.dispose();
_controller.dispose();
}
}
Flutter 中把这种从 0 -> 1 转换为 蓝色 -> 红色 行为称之为 Tween（映射）。
使用 Tween 完成动画 蓝色 -> 红色：
class _TweenDemoState extends State<TweenDemo>
with SingleTickerProviderStateMixin {
AnimationController _controller;
Animation<Color> _animation;
@override
void initState() {
super.initState();
_controller =
AnimationController(vsync: this, duration: Duration(milliseconds: 500))
..addListener(() {
setState(() {});
});
_animation =
ColorTween(begin: Colors.blue, end: Colors.red).animate(_controller);
}
@override
Widget build(BuildContext context) {
return Center(
child: GestureDetector(
onTap: () {
_controller.forward();
},
child: Container(
height: 100,
100,
color: _animation.value,
alignment: Alignment.center,
child: Text(
'点我变色',
style: TextStyle(color: Colors.white, fontSize: 18),
),
),
),
);
}
@override
void dispose() {
super.dispose();
_controller.dispose();
}
}
效果和上面是一样的。
Tween 仅仅是映射，动画的控制依然由 AnimationController 控制，因此需要 Tween.animate(_controller) 将控制器传递给Tween。
系统提供了大量的 Tween：
基本上常用的属性都包含了其对应的 Tween，看一下 ColorTween 的源代码实现：
本质上也是使用 Color.lerp 实现的。
Curve
动画中还有一个重要的概念就是 Curve，即动画执行曲线。Curve 的作用和 Android 中的 Interpolator（差值器）是一样的，负责控制动画变化的速率，通俗地讲就是使动画的效果能够以匀速、加速、减速、抛物线等各种速率变化。
蓝色盒子大小 100 变大到 200，动画曲线设置为 bounceIn（弹簧效果） ：
class CurveDemo extends StatefulWidget {
@override
_CurveDemoState createState() => _CurveDemoState();
}
class _CurveDemoState extends State<CurveDemo>
with SingleTickerProviderStateMixin {
AnimationController _controller;
Animation _animation;
@override
void initState() {
super.initState();
_controller =
AnimationController(vsync: this, duration: Duration(milliseconds: 1000))
..addListener(() {
setState(() {});
});
_animation = Tween(begin: 100.0, end: 200.0)
.chain(CurveTween(curve: Curves.bounceIn))
.animate(_controller);
}
@override
Widget build(BuildContext context) {
return Center(
child: GestureDetector(
onTap: () {
_controller.forward();
},
child: Container(
height: _animation.value,
_animation.value,
color: Colors.blue,
alignment: Alignment.center,
child: Text(
'点我变大',
style: TextStyle(color: Colors.white, fontSize: 18),
),
),
),
);
}
@override
void dispose() {
super.dispose();
_controller.dispose();
}
}
动画加上Curve 后，AnimationController 的最小/大值必须是 [0,1]之间，例如下面的写法就是错误的：
_controller =
AnimationController(vsync: this, duration: Duration(milliseconds: 1000),lowerBound: 100.0,upperBound: 200.0)
..addListener(() {
setState(() {});
});
_animation = CurveTween(curve: Curves.bounceIn).animate(_controller);
抛出如下异常：
正确写法：
_controller =
AnimationController(vsync: this, duration: Duration(milliseconds: 1000))
..addListener(() {
setState(() {});
});
_animation = Tween(begin: 100.0, end: 200.0)
.chain(CurveTween(curve: Curves.bounceIn))
.animate(_controller);
系统已经提供了38种常用到动画曲线：
linear
decelerate
bounceIn
bounceOut
elasticIn
其余动画效果可以官方文档查看。
通常情况下，这些曲线能够满足 99.99% 的需求，很多时候设计也就是告诉你动画 先快后慢 或者 先慢后快，所以选个类似的就可以了，但有一些 特别 的设计非要一个系统没有的动画曲线，要怎么办？
那就自定义一个动画曲线
其实自定义一个动画曲线难点在 数学 上，怎么把数学公式用代码实现才是难点。
下面是一个 楼梯效果 的动画曲线：
自定义动画曲线需要继承 Curve 重写 transformInternal 方法即可：
class _StairsCurve extends Curve {
@override
double transformInternal(double t) {
return t;
}
}
直接返回 t 其实就是线性动画，即 Curves.linear，实现楼梯效果动画代码如下：
class _StairsCurve extends Curve {
//阶梯的数量
final int num;
double _perStairY;
double _perStairX;
_StairsCurve(this.num) {
_perStairY = 1.0 / (num - 1);
_perStairX = 1.0 / num;
}
@override
double transformInternal(double t) {
return _perStairY * (t / _perStairX).floor();
}
}
修改开始处的案例，使用此曲线：
_animation = Tween(begin: 100.0, end: 200.0)
.chain(CurveTween(curve: _StairsCurve(5)))
.animate(_controller);
总结
动画系统的核心是 AnimationController，而且是不可或缺的，动画中必须有 AnimationController，而 Tween 和 Curve 则是对 AnimationController 的补充， Tween 实现了将 AnimationController [0,1]的值映射为其他类型的值，比如颜色、样式等，Curve 是 AnimationController 动画执行曲线，默认是线性运行。
将 AnimationController 、 Tween 、Curve 进行关联的方式：
AnimationController _controller;
Animation _animation;
@override
void initState() {
super.initState();
_controller =
AnimationController(vsync: this, duration: Duration(milliseconds: 1000))
..addListener(() {
setState(() {});
});
_animation = Tween(begin: 100.0, end: 200.0)
.animate(_controller);
}
或者：
_animation = _controller.drive(Tween(begin: 100.0, end: 200.0));
加入 Curve ：
_animation = Tween(begin: 100.0, end: 200.0)
.chain(CurveTween(curve: Curves.linear))
.animate(_controller);
或者：
_animation = _controller
.drive(CurveTween(curve: Curves.linear))
.drive(Tween(begin: 100.0, end: 200.0));
只需要 Curve ：
_animation = CurveTween(curve: Curves.linear)
.animate(_controller);
或者
_animation = _controller.drive(CurveTween(curve: Curves.linear));
一个 AnimationController 可以对应多个 Animation（Tween 或者 Curve），StatefulWidget 组件可以包含多个 AnimationController ，但 SingleTickerProviderStateMixin 需要修改为 TickerProviderStateMixin，改变颜色和大小，由两个 AnimationController 控制：
class MultiControllerDemo extends StatefulWidget {
@override
_MultiControllerDemoState createState() => _MultiControllerDemoState();
}
class _MultiControllerDemoState extends State<MultiControllerDemo>
with TickerProviderStateMixin {
AnimationController _sizeController;
AnimationController _colorController;
Animation<double> _sizeAnimation;
Animation<Color> _colorAnimation;
@override
void initState() {
super.initState();
_sizeController =
AnimationController(vsync: this, duration: Duration(milliseconds: 2000))
..addListener(() {
setState(() {});
});
_sizeAnimation = _sizeController
.drive(CurveTween(curve: Curves.linear))
.drive(Tween(begin: 100.0, end: 200.0));
_colorController =
AnimationController(vsync: this, duration: Duration(milliseconds: 1000))
..addListener(() {
setState(() {});
});
_colorAnimation = _colorController
.drive(CurveTween(curve: Curves.bounceIn))
.drive(ColorTween(begin: Colors.blue, end: Colors.red));
}
@override
Widget build(BuildContext context) {
return Center(
child: GestureDetector(
onTap: () {
_sizeController.forward();
_colorController.forward();
},
child: Container(
height: _sizeAnimation.value,
_sizeAnimation.value,
color: _colorAnimation.value,
alignment: Alignment.center,
child: Text(
'点我变化',
style: TextStyle(color: Colors.white, fontSize: 18),
),
),
),
);
}
@override
void dispose() {
super.dispose();
_sizeController.dispose();
_colorController.dispose();
}
}
AnimationController 、Tween 、Curve 是整个动画的基础，Flutter 系统封装了大量了动画组件，但这些组件也是基于此封装的，因为深入了解这三部分比学习使用动画组件更重要，再次对这3个进行总结：
- AnimationController：动画控制器，控制动画的播放、停止等。继承自Animation< double >，是一个特殊的Animation对象，默认情况下它会线性的生成一个0.0到1.0的值，类型只能是 double 类型，不设置动画曲线的情况下，可以设置输出的最小值和最大值。
- Curve：动画曲线，作用和Android中的Interpolator（差值器）类似，负责控制动画变化的速率，通俗地讲就是使动画的效果能够以匀速、加速、减速、抛物线等各种速率变化。
- Tween：将 AnimationController 生成的 [0,1]值映射成其他属性的值，比如颜色、样式等。
完成一个动画效果的过程如下：
- 创建 AnimationController 。
- 如果需要 Tween 或者 Curve，将 AnimationController 与其关联，Tween 和 Curve 并不是必须的，当然大部分情况都需要。
- 将动画值作用于组件，当没有Tween 和 Curve 时，动画值来源于AnimationController，如果有 Tween 和 Curve，动画值来源于 Tween 或者Curve 的 Animation。
如果你发现阅读完此篇文章还是感觉不会写动画，不要灰心，这是正常的，第一次想了解这些抽象的概念还是比较困难的，如果你有其他平台的相关经验，那会好很多，对于动画，想要掌握个人认为只有一个方法就是 多写。
后面会介绍动画组件基础使用、实现原理、高级动画以及自定义动画，把每一个动画组件的用法都亲自手写一遍（而不是复制黏贴），回过头来在看这篇文章，会有不一样的感觉。
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