使用弹簧物理学动画化移动

基于物理的运动由力驱动。弹簧力就是一种引导交互和运动的力。弹簧力具有以下属性：阻尼和刚度。在基于弹簧的动画中，值和速度是根据应用于每一帧的弹簧力计算的。

如果您希望应用的动画仅在一个方向上减速，请考虑使用基于摩擦的抛掷动画。

弹簧动画的生命周期

在基于弹簧的动画中，SpringForce 类允许您自定义弹簧的刚度、阻尼比及其最终位置。动画开始后，弹簧力会在每一帧更新动画值和速度。动画将持续进行，直到弹簧力达到平衡。

例如，如果您在屏幕上拖动应用图标，然后抬起手指松开图标，则图标会通过一种看不见但熟悉的力拉回其原始位置。

图 1 演示了类似的弹簧效果。圆圈中间的加号 (+) 符号表示通过触摸手势施加的力。

构建弹簧动画

为您的应用构建弹簧动画的一般步骤如下

添加支持库 您必须将支持库添加到您的项目中才能使用弹簧动画类。
创建弹簧动画： 首先创建 SpringAnimation 类的实例并设置运动行为参数。
（可选）注册侦听器： 注册侦听器以监视动画生命周期更改和动画值更新。
注意：仅当您需要对动画值更改进行每帧更新时，才应注册更新侦听器。更新侦听器会阻止动画可能在单独的线程上运行。
（可选）删除侦听器： 删除不再使用的侦听器。
（可选）设置起始值： 自定义动画起始值。
（可选）设置值范围： 设置动画值范围以将值限制在最小值和最大值范围内。
（可选）设置起始速度： 设置动画的起始速度。
（可选）设置弹簧属性： 设置弹簧的阻尼比和刚度。
（可选）创建自定义弹簧： 如果您不打算使用默认弹簧或希望在整个动画中使用通用弹簧，则创建自定义弹簧。
启动动画： 启动弹簧动画。
（可选）取消动画： 如果用户突然退出应用或视图变得不可见，则取消动画。

以下部分详细讨论了构建弹簧动画的一般步骤。

添加支持库

要使用基于物理的支持库，您必须按如下方式将支持库添加到您的项目中

打开应用模块的 build.gradle 文件。

将支持库添加到 dependencies 部分。

Groovy

        dependencies {
            def dynamicanimation_version = '1.0.0'
            implementation "androidx.dynamicanimation:dynamicanimation:$dynamicanimation_version"
        }

Kotlin

        dependencies {
            val dynamicanimation_version = "1.0.0"
            implementation("androidx.dynamicanimation:dynamicanimation:$dynamicanimation_version")
        }

要查看此库的当前版本，请参阅版本页面上的 Dynamicanimation 信息。

创建弹簧动画

SpringAnimation 类允许您为对象创建弹簧动画。要构建弹簧动画，您需要创建 SpringAnimation 类的实例，并提供一个对象、要动画化的对象的属性以及一个可选的最终弹簧位置，您希望动画在该位置静止。

注意：在创建弹簧动画时，弹簧的最终位置是可选的。不过，它必须在启动动画之前定义。

Kotlin

val springAnim = findViewById<View>(R.id.imageView).let { img ->
    // Setting up a spring animation to animate the view’s translationY property with the final
    // spring position at 0.
    SpringAnimation(img, DynamicAnimation.TRANSLATION_Y, 0f)
}

Java

final View img = findViewById(R.id.imageView);
// Setting up a spring animation to animate the view’s translationY property with the final
// spring position at 0.
final SpringAnimation springAnim = new SpringAnimation(img, DynamicAnimation.TRANSLATION_Y, 0);

基于弹簧的动画可以通过更改视图对象中的实际属性来动画化屏幕上的视图。系统中提供了以下视图

ALPHA：表示视图上的 alpha 透明度。默认值为 1（不透明），值为 0 表示完全透明（不可见）。
TRANSLATION_X、TRANSLATION_Y 和 TRANSLATION_Z：这些属性控制视图相对于其左侧坐标、顶部坐标和高程的位置，这些坐标由其布局容器设置。
- TRANSLATION_X 描述左侧坐标。
- TRANSLATION_Y 描述顶部坐标。
- TRANSLATION_Z 描述了视图相对于其高度的深度。
ROTATION、ROTATION_X 和 ROTATION_Y：这些属性控制二维（rotation 属性）和围绕枢轴点的三维旋转。
SCROLL_X 和 SCROLL_Y：这些属性指示源左侧和顶部边缘的滚动偏移量（以像素为单位）。它还指示页面滚动量的程度。
SCALE_X 和 SCALE_Y：这些属性控制视图围绕其枢轴点的二维缩放。
X、Y 和 Z：这些是基本实用程序属性，用于描述视图在其容器中的最终位置。
- X 是 left 值和 TRANSLATION_X 的总和。
- Y 是 top 值和 TRANSLATION_Y 的总和。
- Z 是 elevation 值和 TRANSLATION_Z 的总和。

注册监听器

DynamicAnimation 类提供了两个监听器：OnAnimationUpdateListener 和 OnAnimationEndListener。这些监听器监听动画中的更新，例如动画值发生变化时以及动画结束时。

OnAnimationUpdateListener

当您想要为多个视图设置动画以创建链式动画时，您可以设置 OnAnimationUpdateListener 以在每次当前视图的属性发生变化时接收回调。回调通知其他视图根据当前视图属性中发生的更改更新其弹簧位置。要注册监听器，请执行以下步骤

调用 addUpdateListener() 方法并将监听器附加到动画。
注意：您需要在动画开始前注册更新监听器。但是，只有在需要动画值变化的逐帧更新时才应注册更新监听器。更新监听器会阻止动画可能在单独的线程上运行。
覆盖 onAnimationUpdate() 方法以通知调用方当前对象的变化。以下示例代码说明了 OnAnimationUpdateListener 的整体用法。

Kotlin

// Setting up a spring animation to animate the view1 and view2 translationX and translationY properties
val (anim1X, anim1Y) = findViewById<View>(R.id.view1).let { view1 ->
    SpringAnimation(view1, DynamicAnimation.TRANSLATION_X) to
            SpringAnimation(view1, DynamicAnimation.TRANSLATION_Y)
}
val (anim2X, anim2Y) = findViewById<View>(R.id.view2).let { view2 ->
    SpringAnimation(view2, DynamicAnimation.TRANSLATION_X) to
            SpringAnimation(view2, DynamicAnimation.TRANSLATION_Y)
}

// Registering the update listener
anim1X.addUpdateListener { _, value, _ ->
    // Overriding the method to notify view2 about the change in the view1’s property.
    anim2X.animateToFinalPosition(value)
}

anim1Y.addUpdateListener { _, value, _ -> anim2Y.animateToFinalPosition(value) }

Java

// Creating two views to demonstrate the registration of the update listener.
final View view1 = findViewById(R.id.view1);
final View view2 = findViewById(R.id.view2);

// Setting up a spring animation to animate the view1 and view2 translationX and translationY properties
final SpringAnimation anim1X = new SpringAnimation(view1,
        DynamicAnimation.TRANSLATION_X);
final SpringAnimation anim1Y = new SpringAnimation(view1,
    DynamicAnimation.TRANSLATION_Y);
final SpringAnimation anim2X = new SpringAnimation(view2,
        DynamicAnimation.TRANSLATION_X);
final SpringAnimation anim2Y = new SpringAnimation(view2,
        DynamicAnimation.TRANSLATION_Y);

// Registering the update listener
anim1X.addUpdateListener(new DynamicAnimation.OnAnimationUpdateListener() {

// Overriding the method to notify view2 about the change in the view1’s property.
    @Override
    public void onAnimationUpdate(DynamicAnimation dynamicAnimation, float value,
                                  float velocity) {
        anim2X.animateToFinalPosition(value);
    }
});

anim1Y.addUpdateListener(new DynamicAnimation.OnAnimationUpdateListener() {

  @Override
    public void onAnimationUpdate(DynamicAnimation dynamicAnimation, float value,
                                  float velocity) {
        anim2Y.animateToFinalPosition(value);
    }
});

OnAnimationEndListener

OnAnimationEndListener 通知动画结束。您可以设置监听器，以便在动画达到平衡或被取消时接收回调。要注册监听器，请执行以下步骤

调用 addEndListener() 方法并将监听器附加到动画。
覆盖 onAnimationEnd() 方法以在动画达到平衡或被取消时接收通知。

删除监听器

要停止接收动画更新回调和动画结束回调，请分别调用 removeUpdateListener() 和 removeEndListener() 方法。

设置动画开始值

要设置动画的开始值，请调用 setStartValue() 方法并传递动画的开始值。如果您未设置开始值，则动画将使用对象属性的当前值作为开始值。

设置动画值范围

当您想要将属性值限制在某个范围内时，可以设置最小和最大动画值。如果您为具有内在范围的属性（例如 alpha（从 0 到 1））设置动画，它还有助于控制范围。

要设置最小值，请调用 setMinValue() 方法并传递属性的最小值。
要设置最大值，请调用 setMaxValue() 方法并传递属性的最大值。

这两种方法都会返回正在设置值的动画。

注意：如果您已设置开始值并定义了动画值范围，请确保开始值在最小值和最大值范围内。

设置开始速度

开始速度定义动画开始时动画属性变化的速度。默认开始速度设置为每秒零像素。您可以使用触摸手势的速度或使用固定值作为开始速度来设置速度。如果您选择提供固定值，我们建议以 dp/秒为单位定义该值，然后将其转换为像素/秒。以 dp/秒为单位定义该值可使速度独立于密度和外形尺寸。有关将值转换为像素/秒的更多信息，请参阅将 dp/秒转换为像素/秒部分。

要设置速度，请调用 setStartVelocity() 方法并传递以像素/秒为单位的速度。该方法返回设置了速度的弹簧力对象。

注意：使用 GestureDetector.OnGestureListener 或 VelocityTracker 类方法来检索和计算触摸手势的速度。

Kotlin

findViewById<View>(R.id.imageView).also { img ->
    SpringAnimation(img, DynamicAnimation.TRANSLATION_Y).apply {
        …
        // Compute velocity in the unit pixel/second
        vt.computeCurrentVelocity(1000)
        val velocity = vt.yVelocity
        setStartVelocity(velocity)
    }
}

Java

final View img = findViewById(R.id.imageView);
final SpringAnimation anim = new SpringAnimation(img, DynamicAnimation.TRANSLATION_Y);
…
// Compute velocity in the unit pixel/second
vt.computeCurrentVelocity(1000);
float velocity = vt.getYVelocity();
anim.setStartVelocity(velocity);

将 dp/秒转换为像素/秒

弹簧的速度必须以像素/秒为单位。如果您选择提供固定值作为速度的开始，请以 dp/秒为单位提供该值，然后将其转换为像素/秒。对于转换，请使用 applyDimension() 方法（来自 TypedValue 类）。请参阅以下示例代码

Kotlin

val pixelPerSecond: Float =
    TypedValue.applyDimension(TypedValue.COMPLEX_UNIT_DIP, dpPerSecond, resources.displayMetrics)

Java

float pixelPerSecond = TypedValue.applyDimension(TypedValue.COMPLEX_UNIT_DIP, dpPerSecond, getResources().getDisplayMetrics());

设置弹簧属性

SpringForce 类定义了每个弹簧属性（如阻尼比和刚度）的 getter 和 setter 方法。要设置弹簧属性，必须检索弹簧力对象或创建一个自定义弹簧力，您可以在其上设置属性。有关创建自定义弹簧力的更多信息，请参阅创建自定义弹簧力部分。

提示：在使用 setter 方法时，您可以创建一个方法链，因为所有 setter 方法都会返回弹簧力对象。

阻尼比

阻尼比描述了弹簧振荡的逐渐减少。通过使用阻尼比，您可以定义振荡从一次反弹到下一次反弹的衰减速度。有四种不同的方法可以阻尼弹簧

当阻尼比大于 1 时，会发生过阻尼。它允许物体缓慢地返回到静止位置。
当阻尼比等于 1 时，会发生临界阻尼。它允许物体在最短的时间内返回到静止位置。
当阻尼比小于 1 时，会发生欠阻尼。它允许物体通过静止位置多次过冲，然后逐渐达到静止位置。
当阻尼比等于 0 时，会发生无阻尼。它允许物体永远振荡。

要向弹簧添加阻尼比，请执行以下步骤

调用 getSpring() 方法以检索要添加阻尼比的弹簧。
调用 setDampingRatio() 方法并传递要添加到弹簧的阻尼比。该方法返回设置了阻尼比的弹簧力对象。
注意：阻尼比必须是非负数。如果您将阻尼比设置为零，则弹簧将永远不会达到静止位置。换句话说，它会永远振荡。

系统中提供了以下阻尼比常量

图 2：高弹跳

图 3：中等弹跳

图 4：低弹跳

图 5：无弹跳

默认阻尼比设置为 DAMPING_RATIO_MEDIUM_BOUNCY。

Kotlin

findViewById<View>(R.id.imageView).also { img ->
    SpringAnimation(img, DynamicAnimation.TRANSLATION_Y).apply {
        …
        // Setting the damping ratio to create a low bouncing effect.
        spring.dampingRatio = SpringForce.DAMPING_RATIO_LOW_BOUNCY
        …
    }
}

Java

final View img = findViewById(R.id.imageView);
final SpringAnimation anim = new SpringAnimation(img, DynamicAnimation.TRANSLATION_Y);
…
// Setting the damping ratio to create a low bouncing effect.
anim.getSpring().setDampingRatio(SpringForce.DAMPING_RATIO_LOW_BOUNCY);
…

刚度

刚度定义了弹簧常数，它衡量弹簧的强度。当弹簧不在静止位置时，坚硬的弹簧会对连接的物体施加更大的力。要向弹簧添加刚度，请执行以下步骤

调用 getSpring() 方法以检索要添加刚度的弹簧。
调用 setStiffness() 方法并传递要添加到弹簧的刚度值。该方法返回设置了刚度的弹簧力对象。
注意：刚度必须为正数。

系统中提供了以下刚度常量

图 6：高刚度

图 7：中等刚度

图 8：低刚度

图 9：超低刚度

默认刚度设置为 STIFFNESS_MEDIUM。

Kotlin

findViewById<View>(R.id.imageView).also { img ->
    SpringAnimation(img, DynamicAnimation.TRANSLATION_Y).apply {
        …
        // Setting the spring with a low stiffness.
        spring.stiffness = SpringForce.STIFFNESS_LOW
        …
    }
}

Java

final View img = findViewById(R.id.imageView);
final SpringAnimation anim = new SpringAnimation(img, DynamicAnimation.TRANSLATION_Y);
…
// Setting the spring with a low stiffness.
anim.getSpring().setStiffness(SpringForce.STIFFNESS_LOW);
…

创建自定义弹簧力

您可以创建一个自定义弹簧力作为使用默认弹簧力的替代方案。自定义弹簧力允许您在多个弹簧动画之间共享同一个弹簧力实例。创建弹簧力后，您可以设置阻尼比和刚度等属性。

创建一个 SpringForce 对象。
SpringForce force = new SpringForce();
通过调用相应的方法分配属性。您还可以创建一个方法链。
force.setDampingRatio(DAMPING_RATIO_LOW_BOUNCY).setStiffness(STIFFNESS_LOW);
调用 setSpring() 方法将弹簧设置为动画。
setSpring(force);

启动动画

您可以通过两种方式启动弹簧动画：调用 start() 或调用 animateToFinalPosition() 方法。这两种方法都需要在主线程上调用。

animateToFinalPosition() 方法执行两项任务

设置弹簧的最终位置。
如果尚未启动，则启动动画。

由于该方法更新了弹簧的最终位置并在需要时启动动画，因此您可以随时调用此方法来更改动画的进程。例如，在链式弹簧动画中，一个视图的动画依赖于另一个视图。对于此类动画，使用 animateToFinalPosition() 方法更为方便。通过在链式弹簧动画中使用此方法，您无需担心要更新的下一个动画当前是否正在运行。

图 10 说明了一个链式弹簧动画，其中一个视图的动画依赖于另一个视图。

要使用 animateToFinalPosition() 方法，请调用 animateToFinalPosition() 方法并传递弹簧的静止位置。您还可以通过调用 setFinalPosition() 方法来设置弹簧的静止位置。

start() 方法不会立即将属性值设置为起始值。属性值在每次动画脉冲时发生变化，这发生在绘制传递之前。因此，更改会在下一帧中反映出来，就像值立即设置一样。

Kotlin

findViewById<View>(R.id.imageView).also { img ->
    SpringAnimation(img, DynamicAnimation.TRANSLATION_Y).apply {
        …
        // Starting the animation
        start()
        …
    }
}

Java

final View img = findViewById(R.id.imageView);
final SpringAnimation anim = new SpringAnimation(img, DynamicAnimation.TRANSLATION_Y);
…
// Starting the animation
anim.start();
…

取消动画

您可以取消或跳到动画的末尾。需要取消或跳到动画末尾的理想情况是用户交互要求立即终止动画。这主要发生在用户突然退出应用程序或视图变得不可见时。

您可以使用两种方法终止动画。 cancel() 方法在动画所在的值处终止动画。 skipToEnd() 方法将动画跳到最终值，然后终止它。

在终止动画之前，务必首先检查弹簧的状态。如果状态为无阻尼，则动画永远无法到达静止位置。要检查弹簧的状态，请调用 canSkipToEnd() 方法。如果弹簧已阻尼，则该方法返回 true，否则返回 false。

一旦知道弹簧的状态，就可以使用 skipToEnd() 方法或 cancel() 方法终止动画。 cancel() 方法**必须**仅在主线程上调用。

注意：通常， skipToEnd() 方法会导致视觉跳跃。