分析android动画模块
主要思路
Tween 动画通过对 View 的内容完成一系列的图形变换 (包括平移、缩放、旋转、改变透明度)来实现动画效果。
具体来讲，预先定义一组指令，这些指令指定了图形变换的类型、触发时间、持续时间。这些指令可以是以 XML 文件方式定义，也可以是以源代码方式定义。程序沿着时间线执行这些指令就可以实现动画效果。
动画的进度使用 Interpolator 控制，android 提供了几个 Interpolator 子类，实现了不同的速度曲线，如LinearInterpolator 实现了匀速效果、 Accelerateinterpolator 实现了加速效果、DecelerateInterpolator 实现了减速效果等。还可以定义自己的 Interpolator 子类，实现抛物线、自由落体等物理效果。
动画的运行模式有两种：
- 独占模式，即程序主线程进入一个循环，根据动画指令不断刷新屏幕，直到动画结束；
- 中断模式，即有单独一个线程对时间计数，每隔一定的时间向主线程发通知，主线程接到通知后更新屏幕；
图形变换通过仿射矩阵实现。图形变换是图形学中的基本知识。简单来说就是，每种变换都是一次矩阵运算。在 Android 中，Canvas 类中包含当前矩阵，当调用 Canvas.drawBitmap (bmp, x, y, Paint) 绘制时，android 会先把 bmp 做一次矩阵运算，然后将运算的结果显示在 Canvas 上。这样，编程人员只需不断修改 Canvas 的矩阵并刷新屏幕，View 里的对象就会不停的做图形变换，动画就形成了。
在 android 中提供了 Animation 、 Interpolator、Transformation 等类具体实现 Tween 动画，下面逐一分析。
Animation 类及其子类
Animation 类及其子类是动画的核心模块，它实现了各种动画效果，如平移、缩 放、旋转、改变透明度等。
Tween 动画的每一桢都根据 Interpolator 对 view 的内容做一次图形变换，因此 Animation 的核心工作是做变换(transformation)。
Aniamtion 是基类，他记录了动画的通用属性和方法。主要的属性包括动画持续时间、重复次数、interpolator 等。动画里最重要的方法是 getTransformation (currentTime, outTransformation)，该方法根据当前间 (currentTime) 和 interpolator，计算当前的变换，在 outTransformation 中返回。
TranslateAnimation、RotateAnimation、AlphaAnimation 等是 Animation 的 子类，分别实现了平移、旋转、改变 Alpha 值等动画。
每个动画都重载了父类的 applyTransformation 方法，这个方法会被父类的 getTransformation 方法调用。另外每个动画还有个 initialize 方法，完成初始化工作。
不同的动画具有不同的属性，如 RotateAnimation 的属性是起始角度、终止角度和旋转点坐标， TranslateAnimation 的属性是起始位置和终止位置。AlphaAnimation 的属性是起始 alpha 值和终止 alpha 值。
Animation 类及其子类的类图如下所示：
| android类及其子类 |
Interpolator 类及其子类
Interpolator 定义了动画的变化速度，可以实现匀速、正加速、负加速、无规则变加速等；
Interpolator 是基类，封装了所有 Interpolator 的共同方法，它只有一个方法，即 getInterpolation (float input)，该方法 maps a point on the timeline to a multiplier to be applied to the transformations of an animation.
LinearInerpolator、AccelerateInterpolator， DecelerateInterpolator， AccelerateDecelerateInterpolator，CycleInterpolator 是 Interpolator 的子类，分别实现了匀速、加速、减速、变速、循环等效果。
对于 LinearInterpolator ，变化率是个常数，即 f (x) = x.
public float getInterpolation(float input) {
return input;
}
对于 AccelerateInterpolator，开始变化很慢，然后逐渐变快，即 f(x) = x*x 或者 f(x) = pow(x, 2*mFactor).
public float getInterpolation(float input) {
if (mFactor == 1.0f) {
return (float)(input * input);
} else {
return (float)Math.pow(input, 2 * mFactor);
}
}
对于 AccelerateDecelerateInterpolator，变化率开始和结束都很慢，但中间 很快，即 f(x) = (cos ((x+1)*PI) / 2.0f) + 0.5f.
public float getInterpolation(float input) {
return (float)(Math.cos((input + 1) * Math.PI) / 2.0f) + 0.5f;
}
Interpolator 类及其子类的类图如下所示：
| Interpolator 类及其子类 |
Transformation 类
Transformation 记录了仿射矩阵 Matrix，动画每触发一次，会对原来的矩阵做一次运算， View 的 Bitmap 与这个矩阵相乘就可实现相应的操作(旋转、平移、缩放等)。
Transformation 类封装了矩阵和 alpha 值，它有两个重要的成员，一是 mMatrix，二是 mAlpha。
Transformation 类图如下所示：
| Transformation 类图 |
如何在 View 中实现动画
从逻辑上讲，实现动画需要如下几步：
- view 创建动画对象，设置动画属性，调用 invalidate 刷新屏幕，启动动画；
- invalidate 方法触发了 onDraw 函数；
- 在 onDraw 函数中：
- 调用动画的 getTransformation 方法，得到当前时间点的矩阵
- 将该矩阵设置成 Canvas 的当前矩阵
- 调用 canvas 的 drawBitmap 方法，绘制屏幕。
- 判断 getTransformation 的返回值，若为真，调用 invalidate 方法，刷新屏幕进入下一桢；若为假，说明动画完成。
整个流程可用一个序列图表示：
| Tween 动画序列图 |
使用样例
下面的代码是一个 view，系统创建 view 时会调用 onCreate 方法，该方法定义了一个 TranslateAniamtion，指定了移动起点和终点，动画持续时间为 1s，最后调用 startAnimation 将该动画保存在 View 的成员 mCurrentAnianmtion 中并启动动画。
注意，在 View 中需要定义成员变量 mCurrentAnimation 和 mTransformation ，分别记录当前的动画和变换。另外需要定义成员函数 startAnimation 启动动画。
class MyView extends View {
Animation mCurrentAnimation = null;
Transformation mTransformation = new Transformation;
private void setAnimation(Animation animation) {
mCurrentAnimation = animation;
if (animation != null) {
animation.reset();
}
}
public void startAnimation(Animation animation) {
animation.setStartTime(animation.START_ON_FIRST_FRAME);
setAnimation(animation);
invalidate();
}
onDraw (Canvas canvas) {
long curTime = SystemClock.uptimeMillis ();
if (mCurrentAniamtion == null){
canvas.drawBitmap (b, x, y, mPaint);
}
else {
if (!mCurrentAnimation.isInitialized()) //initialize animation
mCurrentAnimation.initialize (w, h, pw, ph);
boolean more = mCurrentAnimation.getTransformation (curTime, mTransformation);
if(more) {
Matrix m = canvas.getMatrix();
canvas.setMatrix (mTransformation.getMatrix());
canvas.drawBitmap (b, x, y, mPaint);
canvas.setMatrix (m);
this.invalidate ();
}
else {
mCurrentAnimation = null;
this.invalidate ();
}
}
}
void onCreate (){
Animation anim = new TranslateAnimation (10, 20, 0, 0);
anim.setDuration (1000); // 1s
anim.setInterpolator (new AcceleratInterpolator(3.0f));
startAniamtion (anim);
}
}