[MAUI]模仿Chrome下拉标签页的交互实现

文章目录

    • 创建粘滞效果的圆控件
      • 贝塞尔曲线绘制圆
      • 创建控件
      • 创建形变
      • 可控形变
      • 形变边界
      • 形变动画
    • 创建手势控件
    • 创建页面布局
      • 更新拖拽物位置
      • 其它细节
    • 项目地址

今天来说说怎样在 .NET MAUI 中制作一个灵动的类标签页控件,这类控件常用于页面中多个子页面的导航功能。

比如在手机版的Chrome中,当用户在网页中下拉时将出现“新建标签页”,“刷新”,“关闭标签页”三个选项,通过不间断的横向手势滑动,可以在这三个选项之间切换。选项指示器是一个带有粘滞效果的圆,如下图:

[MAUI]模仿Chrome下拉标签页的交互实现_第1张图片
图 - iOS版Edge浏览器下拉刷新功能

浏览网页常用选项融入到了原“下拉刷新”交互中,对比传统交互方式它更显便捷和流畅,根据Steve Krug之《Don’t Make Me Think》的核心思想,用户无需思考点击次序,只需要使用基础动作就能完成交互。

今天在.NET MAUI 中实现Chrome下拉标签页交互,以及常见的新闻类App中的标签页切换交互
,最终效果如下:

[MAUI]模仿Chrome下拉标签页的交互实现_第2张图片
[MAUI]模仿Chrome下拉标签页的交互实现_第3张图片

使用.NET MAU实现跨平台支持,本项目可运行于Android、iOS平台。

创建粘滞效果的圆控件

粘滞效果模仿了水滴,或者“史莱姆”等等这种粘性物质受外力作用的形变效果。

要实现此效果,首先请出我们的老朋友——贝塞尔曲线,二阶贝塞尔曲线可以根据三点:起始点、终止点(也称锚点)、控制点绘制出一条平滑的曲线,利用多段贝塞尔曲线函数,可以拟合出一个圆。

通过微调各曲线的控制点,可以使圆产生形变效果,即模仿了粘滞效果。

贝塞尔曲线绘制圆

用贝塞尔曲线无法完美绘制出圆,只能无限接近圆。

对于n的贝塞尔曲线,到曲线控制点的最佳距离是(4/3)*tan(pi/(2n)),详细推导过程可以查看这篇文章https://spencermortensen.com/articles/bezier-circle/

[MAUI]模仿Chrome下拉标签页的交互实现_第4张图片

因此,对于4分,它是(4/3)tan(pi/8) = 4(sqrt(2)-1)/3 = 0.552284749831。

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创建控件

我们创建控件StickyPan,在Xaml部分,我们创建一个包含四段BezierSegment的Path,代码如下:



    
        
            
                
                    
                        
                            
                                
                                
                                
                                
                            
                        
                    
                
            
     
        
    

我们对4段贝塞尔曲线的各起始点、终止点以及控制点定义如下

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请记住这些点的名称,在给圆添加形变时会引用这些点。

圆的大小为控件的宽高,圆心为控件的中心点。根据公式,我们计算出控制点的偏移量

private double C = 0.552284749831f;

public double RadiusX => this.Width/2;
public double RadiusY => this.Height/2;
public Point Center => new Point(this.Width/2, this.Height/2);

public double DifferenceX => RadiusX * C;
public double DifferenceY => RadiusY * C;


根据控制点偏移量计算出各控制点的坐标
以及贝塞尔曲线的起始点和终止点:

Point p0 = new Point(Width/2, 0);
Point h1 = new Point(Width/2-DifferenceX, 0);
Point h2 = new Point(this.Width/2+DifferenceX, 0);
Point h3 = new Point(this.Width, this.Height/2-  DifferenceY);
Point p1 = new Point(this.Width, this.Height/2);
Point h4 = new Point(this.Width, this.Height/2+DifferenceY);
Point h5 = new Point(this.Width/2+DifferenceX, this.Height);
Point p2 = new Point(this.Width/2, this.Height);
Point h6 = new Point(this.Width/2-DifferenceX, this.Height);
Point h7 = new Point(0, this.Height/2+DifferenceY);
Point p3 = new Point(0, this.Height/2);
Point h8 = new Point(0, this.Height/2-DifferenceY);

如此,我们便绘制了一个圆

this.figure1.StartPoint =  p0;

this.arc1.Point1 = h2;
this.arc1.Point2 = h3;
this.arc1.Point3 = p1;


this.arc2.Point1 = h4;
this.arc2.Point2 = h5;
this.arc2.Point3 = p2;

this.arc3.Point1 = h6;
this.arc3.Point2 = h7;
this.arc3.Point3 = p3;

this.arc4.Point1 = h8;
this.arc4.Point2 = h1;

this.arc4.Point3 = p0;

效果如下:

[MAUI]模仿Chrome下拉标签页的交互实现_第7张图片

创建形变

现在想象这个圆是一颗水珠,假设我们要改变圆的形状,形成向右的“水滴状”。

水的体积是不会变的,当一边发生扩张形变,相邻的两边必定收缩形变。

假设x方向的形变量为dy,y方向的形变量为dx,收缩形变系数为0.4,扩张形变系数为0.8,应用到p0、p1、p2、p3的点坐标变化如下:


var dx = 400*0.8;
var dy = 400*0.4;
p0= p0.Offset(0, Math.Abs(dy));
p1= p1.Offset(dx, 0);
p2 = p2.Offset(0, -Math.Abs(dy));

p0变换后的坐标为p0’,p1变换后的坐标为p1’,p2变换后的坐标为p2’。
变换前后的对比如下:

[MAUI]模仿Chrome下拉标签页的交互实现_第8张图片

可控形变

请注意,上一小节提到的形变量dx、dy是固定的,我们需要将形变量变为可变,这样才能实现水滴的形变。

我们定义两个变量_offsetX、_offsetY,用于控制形变量的大小。计算形变量的正负值确定形变的方向。不同方向上平移作用的点不同,计算出各点的坐标变化如下:

var dx = _offsetX * 0.8 + _offsetY * 0.4;
var dy = _offsetX * 0.4 + _offsetY * 0.8;
if (_offsetX != 0)
{
    if (dx > 0)
    {
        p1 = p1.Offset(dx, 0);

    }
    else
    {
        p3 = p3.Offset(dx, 0);
    }
    p0 = p0.Offset(0, Math.Abs(dy));
    p2 = p2.Offset(0, -Math.Abs(dy));
}

if (_offsetY != 0)
{
    if (dy > 0)
    {
        p2 = p2.Offset(0, dy);
    }

    else
    {
        p0 = p0.Offset(0, dy);
    }
    p1 = p1.Offset(-Math.Abs(dx), 0);
    p3 = p3.Offset(Math.Abs(dx), 0);

}

这样在x,y方向可以产生自由形变

[MAUI]模仿Chrome下拉标签页的交互实现_第9张图片

注意此时我们引入了PanWidth、PanHeight两个属性描述圆的尺寸,因为圆会发生扩张形变,圆的边缘不应该再为控件边缘

public double RadiusX => this.PanWidth / 2;
public double RadiusY => this.PanHeight / 2;


//圆形居中补偿
var adjustX = (this.Width - PanWidth) / 2 ;
var adjustY = (this.Height - PanHeight) / 2 ;

Point p0 = new Point(PanWidth / 2 + adjustX, adjustY);
Point p1 = new Point(this.PanWidth + adjustX, this.PanHeight / 2 + adjustY);
Point p2 = new Point(this.PanWidth / 2 + adjustX, this.PanHeight + adjustY);
Point p3 = new Point(adjustX, this.PanHeight / 2 + adjustY);

形变边界

首先确定一个“容忍度”,当形变量超过容忍度时,不再产生形变,这样可以避免形变过大,导致圆形形变过渡。

这个容忍度将由控件到目标点的距离决定,可以想象这个粘稠的水滴在粘连时,距离越远,粘连越弱。当距离超过容忍度时,粘连就会断开。

此时offsetX、offsetY正好可以代表这个距离,我们可以通过offsetX、offsetY计算出距离,然后与容忍度比较,超过容忍度则将不黏连。

var _offsetX = OffsetX;
//超过容忍度则将不黏连
if (OffsetX <= -(this.Width - PanWidth) / 2 || OffsetX > (this.Width - PanWidth) / 2)
{
    _offsetX = 0;
}

var _offsetY = OffsetY;
//超过容忍度则将不黏连
if (OffsetY <= -(this.Height - PanHeight) / 2 || OffsetY > (this.Height - PanHeight) / 2)
{
    _offsetY = 0;
}

容忍度不应超过圆边界到控件边界的距离,此处为±50;

[MAUI]模仿Chrome下拉标签页的交互实现_第10张图片

因为是黏连,所以在容忍度范围内,要模拟粘连的效果,圆发生形变时,实际上是力作用于圆上的点,所以是圆上的点发生位移,而不是圆本身。

将offsetX和offsetY考虑进补偿偏移量计算,重新计算贝塞尔曲线各点的坐标

var adjustX = (this.Width - PanWidth) / 2 - _offsetX;
var adjustY = (this.Height - PanHeight) / 2 - _offsetY;

Point p0 = new Point(PanWidth / 2 + adjustX, adjustY);
Point p1 = new Point(this.PanWidth + adjustX, this.PanHeight / 2 + adjustY);
Point p2 = new Point(this.PanWidth / 2 + adjustX, this.PanHeight + adjustY);
Point p3 = new Point(adjustX, this.PanHeight / 2 + adjustY);

[MAUI]模仿Chrome下拉标签页的交互实现_第11张图片

当改变控件和目标距离时,圆有了一种“不想离开”的感觉,此时模拟了圆的粘滞效果。

形变动画

当圆的形变超过容忍度时,圆会恢复到原始状态,此时需要一个动画,模拟回弹效果。

我们不必计算动画路径细节,只需要计算动画的起始点和终止点:

  • 重新计算原始状态的贝塞尔曲线各点的位置作为终止点

  • 贝塞尔曲线各点的当前位置,作为起始点

创建方法Animate,代码如下:

private void Animate(Action finished = null)
{
    Content.AbortAnimation("ReshapeAnimations");
    var scaleAnimation = new Animation();


    var adjustX = (this.Width - PanWidth) / 2;
    var adjustY = (this.Height - PanHeight) / 2;

    Point p0Target = new Point(PanWidth / 2 + adjustX, adjustY);
    Point p1Target = new Point(this.PanWidth + adjustX, this.PanHeight / 2 + adjustY);
    Point p2Target = new Point(this.PanWidth / 2 + adjustX, this.PanHeight + adjustY);
    Point p3Target = new Point(adjustX, this.PanHeight / 2 + adjustY);

    Point p0Origin = this.figure1.StartPoint;
    Point p1Origin = this.arc1.Point3;
    Point p2Origin = this.arc2.Point3;
    Point p3Origin = this.arc3.Point3;

    ...
}

使用线性插值法,根据进度值r,计算各点坐标。线性插值法在之前的文章有介绍,或参考这里,此篇将不赘述。

var animateAction = (double r) =>
{

    Point p0 = new Point((p0Target.X - p0Origin.X) * r + p0Origin.X, (p0Target.Y - p0Origin.Y) * r + p0Origin.Y);
    Point p1 = new Point((p1Target.X - p1Origin.X) * r + p1Origin.X, (p1Target.Y - p1Origin.Y) * r + p1Origin.Y);
    Point p2 = new Point((p2Target.X - p2Origin.X) * r + p2Origin.X, (p2Target.Y - p2Origin.Y) * r + p2Origin.Y);
    Point p3 = new Point((p3Target.X - p3Origin.X) * r + p3Origin.X, (p3Target.Y - p3Origin.Y) * r + p3Origin.Y);

    Point h1 = new Point(p0.X - DifferenceX, p0.Y);
    Point h2 = new Point(p0.X + DifferenceX, p0.Y);
    Point h3 = new Point(p1.X, p1.Y - DifferenceY);
    Point h4 = new Point(p1.X, p1.Y + DifferenceY);
    Point h5 = new Point(p2.X + DifferenceX, p2.Y);
    Point h6 = new Point(p2.X - DifferenceX, p2.Y);
    Point h7 = new Point(p3.X, p3.Y + DifferenceY);
    Point h8 = new Point(p3.X, p3.Y - DifferenceY);


    this.figure1.StartPoint = p0;
    this.arc1.Point1 = h2;
    this.arc1.Point2 = h3;
    this.arc1.Point3 = p1;


    this.arc2.Point1 = h4;
    this.arc2.Point2 = h5;
    this.arc2.Point3 = p2;

    this.arc3.Point1 = h6;
    this.arc3.Point2 = h7;
    this.arc3.Point3 = p3;

    this.arc4.Point1 = h8;
    this.arc4.Point2 = h1;

    this.arc4.Point3 = p0;
};

将动画添加到Animation对象中,然后提交动画。

动画触发,将在400毫秒内完成圆的复原。

var scaleUpAnimation0 = new Animation(animateAction, 0, 1);
scaleAnimation.Add(0, 1, scaleUpAnimation0);
scaleAnimation.Commit(this, "ReshapeAnimations", 16, 400, finished: finished);

效果如下:

[MAUI]模仿Chrome下拉标签页的交互实现_第12张图片

可以使用自定义缓动函数调整动画效果, 在之前的文章介绍了自定义缓动函数,此篇将不赘述。

使用如下图像的函数曲线,可以使动画添加一个惯性回弹效果。

[MAUI]模仿Chrome下拉标签页的交互实现_第13张图片

应用此函数,代码如下:

var mySpringOut = (double x) => (x - 1) * (x - 1) * ((5f + 1) * (x - 1) + 5) + 1;
var scaleUpAnimation0 = new Animation(animateAction, 0, 1, mySpringOut);
...

运行效果如下,这使得这个带有粘性的圆的回弹过程更有质量感

[MAUI]模仿Chrome下拉标签页的交互实现_第14张图片

如果你觉得这样不够“弹”

可以使用阻尼振荡函数作为动画自定义缓动函数,此函数拟合的图像如下:

[MAUI]模仿Chrome下拉标签页的交互实现_第15张图片

运行效果如下:

[MAUI]模仿Chrome下拉标签页的交互实现_第16张图片

创建手势控件

.NET MAUI 跨平台框架包含了识别平移手势的功能,在之前的博文[MAUI 项目实战] 手势控制音乐播放器(二): 手势交互中利用此功能实现了pan-pit拖拽系统。此篇将不赘述。

简单来说就是拖拽物(pan)体到坑(pit)中,手势容器控件PanContainer描述了pan运动和pit位置的关系,并在手势运动中产生一系列消息事件。

创建页面布局

新建.NET MAUI项目,命名StickyTab

MainPage.xaml中添加如下代码:


    
        
            
            
        
        
            
                
                    
                    
                    
                

                

                    
                    


                
                

                    
                    
                
                

                    
                    
                
            
            

                

                    
                        
                        
                        
                    

                


            

        
    


页面布局看起来像这样:

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更新拖拽物位置

在Xaml中我们订阅了PropertyChanged事件,当拖拽物的位置发生变化时,我们需要更新拖拽系统中目标坑的位置。

_currentDefaultPit变量用于记录当前拖拽物所在的坑,当拖拽物离开坑时,我们需要将其设置为null。

private PitGrid _currentDefaultPit;


private void BindableObject_OnPropertyChanged(object sender, PropertyChangedEventArgs e)
{
    if (e.PropertyName == nameof(Width))
    {
        this.DefaultPanContainer.PositionX = (this.PitContentLayout.Width - (sender as Grid).Width) / 2;
    }
    else if (e.PropertyName == nameof(Height))
    {
        this.DefaultPanContainer.PositionY = (this.PitContentLayout.Height - (sender as Grid).Height) / 2;

    }
    else if (e.PropertyName == nameof(TranslationX))
    {
        var centerX = 0.0;
        if (_currentDefaultPit != null)
        {
            centerX = _currentDefaultPit.X + _currentDefaultPit.Width / 2;
        }
        this.MainStickyPan.OffsetX = this.DefaultPanContainer.Content.TranslationX + this.DefaultPanContainer.Content.Width / 2 - centerX;

    }
}

如下动图说明了目标坑变化时的效果,当拖拽物离开“刷新”时,粘滞效果的目标坑转移到了“新建标签页”上,接近“新建标签页”时产生对它的粘滞效果

[MAUI]模仿Chrome下拉标签页的交互实现_第18张图片

其它细节

在拖拽物之于坑的状态改变时,显示或隐藏拖拽物本身以及提示文本

private void PanActionHandler(object recipient, PanActionArgs args)
{
    switch (args.PanType)
    {
        case PanType.Out:
            tipLabel = args.CurrentPit?.Children.LastOrDefault() as Label;
            if (tipLabel!=null)
            {
                tipLabel.FadeTo(0);
            }
            break;
        case PanType.In:
            tipLabel = args.CurrentPit?.Children.LastOrDefault() as Label;
            if (tipLabel!=null)
            {
                tipLabel.FadeTo(1);
            }
            break;
        case PanType.Over:
            tipLabel.FadeTo(0);
            ShowLayout(0);
            break;
        case PanType.Start:
            ShowLayout();
            break;
    }
    _currentDefaultPit = args.CurrentPit;

}

private void ShowLayout(double opacity = 1)
{
    var length = opacity==1 ? 250 : 0;
    this.DefaultPanContainer.FadeTo(opacity, (uint)length);
}


最终效果如下:

[MAUI]模仿Chrome下拉标签页的交互实现_第19张图片
新闻类标签交互部分与Chrome下拉标签页交互类似,此篇将不展开讲解。
最终效果如下:
[MAUI]模仿Chrome下拉标签页的交互实现_第20张图片

项目地址

Github:maui-samples

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