Compose 动画艺术探索之动画规格

本篇文章是此专栏的第四篇文章，如果想阅读前三篇文章的话请点击下方链接：

Compose 动画艺术探索之瞅下 Compose 的动画
Compose 动画艺术探索之可见性动画
Compose 动画艺术探索之属性动画

动画规格在上一篇文章中提到过，不过上一篇文章中说的是有限动画规格 FiniteAnimationSpec ，它继承自 AnimationSpec 。

interface AnimationSpec<T> {
    fun <V : AnimationVector> vectorize(
        converter: TwoWayConverter<T, V>
    ): VectorizedAnimationSpec<V>
}

可以看到 AnimationSpec 是一个接口，它用来存储动画规格，包括要进行动画处理的数据类型、将数据转换为动画后将使用的动画配置。Compose 为我们实现了常用的一些动画规格，先来看下思维导图吧：

在这里插入图片描述

上面可以看到，官方提供的能直接使用的有八种（标红的表示可以直接使用的，剩下的为接口），今天咱们来一一尝试下！

动画规格——Spring

spring 是很多动画的默认动画规格，比如前几篇文章中说到的 animate*AsState 和 updateTransition 的默认动画规格都是 spring 。下面来看下 spring 的源码吧！

@Stable
fun <T> spring(
    dampingRatio: Float = Spring.DampingRatioNoBouncy,
    stiffness: Float = Spring.StiffnessMedium,
    visibilityThreshold: T? = null
): SpringSpec<T> =
    SpringSpec(dampingRatio, stiffness, visibilityThreshold)

可以看到 spring 返回值是 SpringSpec ，接收三个参数，但都有默认值，所以 colorDefaultSpring 并没有传参数，来看下三个参数都是什么吧：

dampingRatio：阻尼比，默认值为 DampingRatioNoBouncy ，也就是无阻尼，通俗点说就是没有弹性，还有一些别的值，下面会一一列举
stiffness：刚度，默认值为 StiffnessMedium ，中度，别的值也会在下面列举
visibilityThreshold：可见性阈值

到这里其实上面所说的新构建的 spring 大抵能理解了。

这里简单说下，spring 在很多动画 API 中是动画规格的默认值，比如 animate*AsState 和 updateTransition。下面来看下 dampingRatio 和 stiffness 除了默认值外的值吧：

object Spring {
    // 对于极硬的弹簧刚度常数
    const val StiffnessHigh = 10_000f

    // 中等硬度弹簧的刚度常数。这是弹簧力的默认刚度。
    const val StiffnessMedium = 1500f

    // 中低刚度弹簧的刚度常数。这是用于进入出口转换的弹簧的默认刚度。
    const val StiffnessMediumLow = 400f

    // 低刚度弹簧的刚度常数
    const val StiffnessLow = 200f

    // 很低刚度的弹簧的刚度常数
    const val StiffnessVeryLow = 50f

    // 弹性弹簧的阻尼比。注意:对于欠阻尼弹簧(即阻尼比< 1)，阻尼比越低，弹簧越有弹性。
    const val DampingRatioHighBouncy = 0.2f

    // 中等弹性弹簧的阻尼比。这也是弹簧力的默认阻尼比。
    const val DampingRatioMediumBouncy = 0.5f

    // 低弹性弹簧的阻尼比。
    const val DampingRatioLowBouncy = 0.75f

    // 无弹性弹簧的阻尼比
    const val DampingRatioNoBouncy = 1f

    // 基于物理的动画的默认截断，默认的位移阈值
    const val DefaultDisplacementThreshold = 0.01f
}

可以看到这是一个单例，里面定义了阻尼比和刚度的一些默认值，咱们来一个个看看实际效果吧！

默认值无阻尼和中度刚度

先来写下测试代码吧：

val blue = remember { mutableStateOf(true) }
val color by animateColorAsState(
    if (blue.value) Blue else Red,
    animationSpec = spring(
        dampingRatio = Spring.DampingRatioNoBouncy,
        stiffness = Spring.StiffnessMedium
    )
)
Column(
    modifier = Modifier.fillMaxWidth(),
    horizontalAlignment = Alignment.CenterHorizontally,
) {
    Button(
        onClick = { blue.value = !blue.value },
    ) {
        Text("修改颜色值")
    }
    Box(modifier = Modifier.size(100.dp).background(color))
}

代码很简单，一个线性布局包裹着一个按钮和一个 Box 块，点击按钮修改 Box 块的颜色，这里的阻尼比和刚度是默认值，来看下运行效果吧！

在这里插入图片描述

可以看到点击之后里面切换，动画时间很短。

默认值无阻尼和很低刚度

刚度一共默认了五个值，这里咱们直接用最小的再试下效果！

animationSpec = spring(
    dampingRatio = Spring.DampingRatioNoBouncy,
    stiffness = Spring.StiffnessVeryLow
)

在这里插入图片描述

可以看到点击按钮之后明显有了动画效果，动画时间明显增加。

很低刚度和高阻尼

阻尼默认的是最小的，这里咱们直接试下最大的来看下：

animationSpec = spring(
    dampingRatio = Spring.DampingRatioHighBouncy,
    stiffness = Spring.StiffnessVeryLow
)

在这里插入图片描述

可以看到有回弹效果，类似弹簧，但颜色有点看不太清，我改成 size 让大家看的更加明显一些：

var isSmall by remember { mutableStateOf(true) }
val size: Dp by animateDpAsState(
    targetValue = if (isSmall) 40.dp else 100.dp,
    animationSpec = spring(
        dampingRatio = Spring.DampingRatioHighBouncy,
        stiffness = Spring.StiffnessVeryLow
    )
)

OK，改成了 size 咱们再来看下效果！

在这里插入图片描述

size 就能明显看到弹簧效果了！

动画规格——tween

tween 是用来创建使用给定的持续时间、延迟和缓和曲线配置的动画规格，先来看下使用方法吧：

var isSmall by remember { mutableStateOf(true) }
val size: Dp by animateDpAsState(
    targetValue = if (isSmall) 40.dp else 100.dp,
    animationSpec = tween()
)

Column(
    modifier = Modifier.fillMaxWidth(),
    horizontalAlignment = Alignment.CenterHorizontally,
) {
    Button(
        onClick = { isSmall = !isSmall },
    ) {
        Text("修改Dp值")
    }
    Box(modifier = Modifier.size(size).background(Blue))
}

代码是不是很熟悉，没错，和上一篇文章中的测试代码差不多，只不过这里将动画规格由默认的 spring 换为了 tween ，来看下运行效果吧！

在这里插入图片描述

可以看到 tween 默认刚开始运行比较快，快完成时开始减速。下面来看看 tween 的代码吧！

fun <T> tween(
    durationMillis: Int = DefaultDurationMillis,
    delayMillis: Int = 0,
    easing: Easing = FastOutSlowInEasing
): TweenSpec<T> = TweenSpec(durationMillis, delayMillis, easing)

可以看到 tween 也是一个泛型方法，返回值为 TweenSpec ，然后有三个参数，老规矩，来看下这三个参数有啥用！

durationMillis：动画持续时间，默认值为 DefaultDurationMillis ，300
delayMillis：动画在启动前等待的时间，以毫秒为单位
easing：用于在开始和结束之间插入的松弛曲线，默认值为 FastOutSlowInEasing

前两个参数都很好理解，这里重点来看下第三个参数 easing ，它的参数类型为 Easing ，那么 Easing 是个啥呢？来看看！

fun interface Easing {
    fun transform(fraction: Float): Float
}

奥，Easing 原来是个接口，是一种调整动画分数的方法，允许过渡元素加速或减速，而不是以恒定的速度移动，Easing 中还有一个方法，方法中参数 fraction 是一个在0到1.0之间的值，表示动画中的当前点，其中0表示开始，1.0表示结束。

看了下 Easing 只有一个实现类 CubicBezierEasing ，表示三阶贝塞尔曲线运动，CubicBezierEasing 类中的具体实现这里不仅行深究，感兴趣的可以去看下。

Easing 中官方给了四种实现，来看下吧！

// 以静止开始和结束的元素使用这个标准缓动。他们快速加速，逐渐减速，以强调过渡的结束。这是最常见的方式。这相当于原生插值器FastOutSlowInInterpolator
val FastOutSlowInEasing: Easing = CubicBezierEasing(0.4f, 0.0f, 0.2f, 1.0f)

// 进入的元素使用减速缓和动画，以峰值速度(元素移动的最快点)开始过渡，并在静止时结束。这相当于原生插值器LinearOutSlowInInterpolator
val LinearOutSlowInEasing: Easing = CubicBezierEasing(0.0f, 0.0f, 0.2f, 1.0f)

// 退出屏幕的元素使用加速缓动，它们从静止开始，以峰值速度结束。这相当于原生中插值器 FastOutLinearInInterpolator
val FastOutLinearInEasing: Easing = CubicBezierEasing(0.4f, 0.0f, 1.0f, 1.0f)

// 线性，匀速
val LinearEasing: Easing = Easing { fraction -> fraction }

可以看到这四种都很好理解，有三种和原生中的一些插值器类似，剩下的一种直接就是线型的。下面就来分别看下吧！

LinearEasing

先从线型的 Easing 来看下吧，先来修改下代码：

animationSpec = tween(
    durationMillis = 2000,
    easing = LinearEasing
)

为了看的更加明显将持续时间改为了两秒，然后将 easing 设置为了 LinearEasing ，运行来看下！

在这里插入图片描述

可以看到 LinearEasing 匀速的执行整个动画。

FastOutLinearInEasing

接下来看下 FastOutLinearInEasing ，同样修改下代码：

animationSpec = tween(
    durationMillis = 2000,
    easing = FastOutLinearInEasing
)

运行看效果！

在这里插入图片描述

可以明显看到动画速度由慢到快，速度从零开始慢慢加快，到动画结束时速度达到最快。

LinearOutSlowInEasing

下面来看下 LinearOutSlowInEasing ，同样修改下代码：

animationSpec = tween(
    durationMillis = 2000,
    easing = LinearOutSlowInEasing
)

运行看效果！

在这里插入图片描述

可以看到动画由快到慢，在做减速运动。

FastOutSlowInEasing

最后来看下 FastOutSlowInEasing ，同样修改下代码：

animationSpec = tween(
    durationMillis = 2000,
    easing = FastOutSlowInEasing
)

运行看效果！

在这里插入图片描述

可以看到动画快速加速，逐渐减速，这是 tween 默认的 Easing 。

官方内置的几种 Easing 一般来说够用了，但如果项目中有特殊需求的话，大家也可以对 Easing 进行自定义。

动画规格——snap

Snap 用于立即将动画值切换到结束值，先来看下 snap 的代码吧：

fun <T> snap(delayMillis: Int = 0) = SnapSpec<T>(delayMillis)

很简单，只有一个参数，而且在上面 tween 中还遇到过，就是动画播放的开始时间，也没啥好说的，接着来看 SnapSpec 吧！

class SnapSpec<T>(val delay: Int = 0) : DurationBasedAnimationSpec<T> {
    override fun <V : AnimationVector> vectorize(
        converter: TwoWayConverter<T, V>
    ): VectorizedDurationBasedAnimationSpec<V> = VectorizedSnapSpec(delay)
}

可以看到 SnapSpec 继承自实现了 DurationBasedAnimationSpec ，DurationBasedAnimationSpec 是基于持续时间的动画规范，那就再来看下 DurationBasedAnimationSpec :

interface DurationBasedAnimationSpec<T> : FiniteAnimationSpec<T> {
    override fun <V : AnimationVector> vectorize(converter: TwoWayConverter<T, V>):
        VectorizedDurationBasedAnimationSpec<V>
}

嗯，DurationBasedAnimationSpec 也是个接口，继承自有限动画规格。其实上面所说的 tweenSpec 也实现了的是 DurationBasedAnimationSpec 接口，实现 DurationBasedAnimationSpec 接口的还有 KeyframesSpec ，这个下面会说，这里咱们先看 snap 。

下面写个测试代码来看看效果！

val size: Dp by animateDpAsState(
    targetValue = if (isSmall) 40.dp else 100.dp,
    animationSpec = snap(delayMillis = 500)
)

还用刚才的测试代码吧，修改下动画规格，这里将延迟动画设置为了 500，运行看下效果！

在这里插入图片描述

可以看到点击按钮后停顿了下，这就是我们刚设置的 500，然后开始后动画直接结束，没有动画过程。

动画规格——keyframes

keyframes 基于动画持续时间中不同时间戳定义的值（即不同的关键帧）来制作动画。每个关键帧都可以使用 KeyframesSpecConfig.at来进行定义。老规矩，先来看下 keyframes 函数：

fun <T> keyframes(
    init: KeyframesSpec.KeyframesSpecConfig<T>.() -> Unit
): KeyframesSpec<T> {
    return KeyframesSpec(KeyframesSpec.KeyframesSpecConfig<T>().apply(init))
}

同样的，keyframes 也只有一个参数，但这个参数没有见过，是 KeyframesSpec 中的一个内部类，来看下吧：

class KeyframesSpecConfig<T> {
    // 动画持续时间，默认为300
    var durationMillis: Int = DefaultDurationMillis

    // 动画播放延迟时间，默认为0
    var delayMillis: Int = 0

    // 关键帧
    internal val keyframes = mutableMapOf<Int, KeyframeEntity<T>>()

    // 添加一个关键帧
    infix fun T.at(/*@IntRange(from = 0)*/ timeStamp: Int): KeyframeEntity<T> {
        return KeyframeEntity(this).also {
            keyframes[timeStamp] = it
        }
    }

    // 为刚提供的时间戳开始的时间间隔添加 Easing
    infix fun KeyframeEntity<T>.with(easing: Easing) {
        this.easing = easing
    }
}

KeyframesSpecConfig 是一个泛型类，类中只有三个参数和两个方法，注释写在了代码中。但这块还需要说下 kotlin 的一个关键字 infix ，infix 是中缀表达式，有几个前提条件：

必须是成员函数或扩展函数
必须只有一个参数
参数不可能是可变参数或默认参数

可以看到 at 和 with 方法都符合要求，下面咱们来看看如何使用吧！

animationSpec =  keyframes {
    durationMillis = 375
    50.dp at 0 with LinearOutSlowInEasing
    52.dp at 35 with FastOutLinearInEasing
    55.dp at 75 // ms
    100.dp at 225 // ms
}

同样还是使用刚才的测试，修改下动画规格，可以看到 kotlin 的 infix 的骚操作，写起来很好用，插入了四个关键帧，并定义了下动画时间，下面运行来看下效果吧！

在这里插入图片描述

可以看到动画确实是按照咱们定义的关键帧来执行的，没毛病！如果有需要的话大家可以在每一个关键帧上添加 Easing ，当然不加也可以！

动画规格——repeatable

repeatable 用来构建可重复的动画，先来看下调用函数吧：

fun <T> repeatable(
    iterations: Int,
    animation: DurationBasedAnimationSpec<T>,
    repeatMode: RepeatMode = RepeatMode.Restart,
    initialStartOffset: StartOffset = StartOffset(0)
): RepeatableSpec<T> =
    RepeatableSpec(iterations, animation, repeatMode, initialStartOffset)

可以看到 repeatable 有四个参数，来分别看下：

iterations：重复次数，理论上来说应该大于一，其实等于也可以，但没必要
animation：将被重复的动画规格，注意这里的动画规格是 DurationBasedAnimationSpec ，也就是说可以使用 KeyframesSpec 、SnapSpec 和 TweenSpec
repeatMode：指定动画播放模式
initialStartOffset：动画开始的偏移

四个参数中前两个参数好理解，第三个参数 repeatMode 类型为 RepeatMode ，来看下！

enum class RepeatMode {
    // 将重新启动动画，并从开始值动画到结束值。
    Restart,

    // 将在动画重复时反转上一次迭代
    Reverse
}

RepeatMode 是一个枚举类，定义了两种类型 Restart 和 Reverse ，Restart 将重新启动动画，并从开始值动画到结束值；Reverse 将在动画重复时反转上一次迭代。

第四个 initialStartOffset 其实有点云里雾里，参数类型为 StartOffset ，那咱们就来看看！

value class StartOffsetType private constructor(internal val value: Int) {
    companion object {
        // 延迟动画的开始。
        val Delay = StartOffsetType(-1)

        // 快进动画到给定的播放时间，并立即开始播放。
        val FastForward = StartOffsetType(1)
    }
}

这个类定义了 repeatable 和 infiniteRepeatable 的起始偏移量。有两种类型的启动偏移量: StartOffsetType.Delay 和 StartOffsetType.FastForward。StartOffsetType.Delay 延迟动画的开始，而 StartOffsetType.FastForward 会快进动画到给定的播放时间，并立即开始播放。

下面咱们来看下使用方法吧：

val size: Dp by animateDpAsState(
    targetValue = if (isSmall) 40.dp else 100.dp,
    animationSpec = repeatable(iterations = 3, animation = tween(500))
)

同样的代码，动画规格改为了 repeatable ，animation 设置为了 tween ，下面来运行看下效果：

在这里插入图片描述

没毛病，重复了三次，有需要可以将 animation 修改不同的动画规格，但需要注意的是只支持 DurationBasedAnimationSpec ，也就是说目前官方实现的只有 KeyframesSpec 、SnapSpec 和 TweenSpec 可用，如实在不满足实际需求，可实现 DurationBasedAnimationSpec 接口并进行自定义。

动画规格——infiniteRepeatable

无限重复动画规格和有限重复动画规格类似，先来看下函数定义吧：

fun <T> infiniteRepeatable(
    animation: DurationBasedAnimationSpec<T>,
    repeatMode: RepeatMode = RepeatMode.Restart,
    initialStartOffset: StartOffset = StartOffset(0)
): InfiniteRepeatableSpec<T> =
    InfiniteRepeatableSpec(animation, repeatMode, initialStartOffset)

相比 repeatable 少了一个参数 iterations ，因为本来都是无限动画了也就不需要设定几次了，其他参数都一致，用法也相同。下面来写下测试代码：

val size: Dp by animateDpAsState(
    targetValue = if (isSmall) 40.dp else 100.dp,
    animationSpec = infiniteRepeatable(animation = tween(500))
)

代码和上面基本一致，动画规格改为了 infiniteRepeatable ，运行看效果！

在这里插入图片描述

无限重复动画在日常开发中也经常会用到，大家可以根据实际情况进行选择使用。

总结

FloatSpringSpec 和 FloatTweenSpec 这两个动画规格比较特殊，系统没有提供直接进行使用的方法，其实也没有必要使用了，需要使用的话有 spring 和 tween 就够了。

本文至此结束，有用的地方大家可以参考，当然如果能帮助到大家，哪怕是一点也足够了。就这样。