如何用 Flutter 实现一个拍手动画特效？

这是 JsonChao 的第 310 期分享

文章地址：http://mrw.so/4VPxov 译者：依然范特稀西

在本文中，我们将通过在Flutter中创建一个拍手动画的模型，来学习一些有关动画的核心概念。

就像标题中所说的那样，本文将更多地关注动画，而不会关注Flutter的基础知识。

正文开始

我们将从创建一个新的Flutter项目生成的代码开始，创建一个新的Flutter项目，你就会得到下面的代码：

import 'package:flutter/material.dart';

void main() => runApp(new MyApp());

class MyApp extends StatelessWidget {
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return new MaterialApp(
      title: 'Flutter Demo',
      theme: new ThemeData(
        primarySwatch: Colors.blue,
      ),
      home: new MyHomePage(title: 'Flutter Demo Home Page'),
    );
  }
}

class MyHomePage extends StatefulWidget {
  MyHomePage({Key key, this.title}) : super(key: key);
  final String title;

  @override
  _MyHomePageState createState() => new _MyHomePageState();
}

class _MyHomePageState extends State<MyHomePage> {
  int _counter = 0;

  void _incrementCounter() {
    setState(() {
      _counter++;
    });
  }

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return new Scaffold(
      appBar: new AppBar(
        title: new Text(widget.title),
      ),
      body: new Center(
        child: new Column(
          mainAxisAlignment: MainAxisAlignment.center,
          children: <Widget>[
            new Text(
              'You have pushed the button this many times:',
            ),
            new Text(
              '$_counter',
              style: Theme.of(context).textTheme.display1,
            ),
          ],
        ),
      ),
      floatingActionButton: new FloatingActionButton(
        onPressed: _incrementCounter,
        tooltip: 'Increment',
        child: new Icon(Icons.add),
      ),
    );
  }
}

Flutter为我们提供了一些免费的入门代码，它为我们创建了一个浮动操作按钮，并且自动帮我们管理计数的状态。

下图是我们最终要实现的效果：

在添加动画之前，让我们快速解决一些简单的问题:

• 更改按钮图标和背景。

• 按住按钮时，按钮应继续增加计数。

让我们快速解决上面2个问题，然后开始实现动画：

class _MyHomePageState extends State<MyHomePage> {
  int _counter = 0;
  final duration = new Duration(milliseconds: 300);
  Timer timer;


  initState() {
    super.initState();
  }

  dispose() {
   super.dispose();
  }

  void increment(Timer t) {
    setState(() {
      _counter++;
    });
  }

  void onTapDown(TapDownDetails tap) {
    // User pressed the button. This can be a tap or a hold.
    increment(null); // Take care of tap
    timer = new Timer.periodic(duration, increment); // Takes care of hold
  }

  void onTapUp(TapUpDetails tap) {
    // User removed his finger from button.
    timer.cancel();
  }

  Widget getScoreButton() {

    return new Positioned(
        child: new Opacity(opacity: 1.0, child: new Container(
            height: 50.0 ,
            width: 50.0 ,
            decoration: new ShapeDecoration(
              shape: new CircleBorder(
                  side: BorderSide.none
              ),
              color: Colors.pink,
            ),
            child: new Center(child:
            new Text("+" + _counter.toString(),
              style: new TextStyle(color: Colors.white,
                  fontWeight: FontWeight.bold,
                  fontSize: 15.0),))
        )),
        bottom: 100.0
    );
  }

  Widget getClapButton() {
    // Using custom gesture detector because we want to keep increasing the claps
    // when user holds the button.
    return new GestureDetector(
        onTapUp: onTapUp,
        onTapDown: onTapDown,
        child: new Container(
          height: 60.0 ,
          width: 60.0 ,
          padding: new EdgeInsets.all(10.0),
          decoration: new BoxDecoration(
              border: new Border.all(color: Colors.pink, width: 1.0),
              borderRadius: new BorderRadius.circular(50.0),
              color: Colors.white,
              boxShadow: [
                new BoxShadow(color: Colors.pink, blurRadius: 8.0)
              ]
          ),
          child: new ImageIcon(
              new AssetImage("images/clap.png"), color: Colors.pink,
              size: 40.0),
        )
    );
  }

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return new Scaffold(
      appBar: new AppBar(
        title: new Text(widget.title),
      ),
      body: new Center(
        child: new Column(
          mainAxisAlignment: MainAxisAlignment.center,
          children: <Widget>[
            new Text(
              'You have pushed the button this many times:',
            ),
            new Text(
              '$_counter',
              style: Theme
                  .of(context)
                  .textTheme
                  .display1,
            ),
          ],
        ),
      ),
      floatingActionButton: new Padding(
          padding: new EdgeInsets.only(right: 20.0),
          child: new Stack(
            alignment: FractionalOffset.center,
            overflow: Overflow.visible,
            children: <Widget>[
              getScoreButton(),
              getClapButton(),
            ],
          )
      ),
    );
  }
}

看了上面最终的效果图，我们需要做2件事：

• 更改widgets的大小。

• 按下按钮时显示分数widget，释放按钮时将其隐藏。

• 添加这些小巧的火花widget并为其设置动画。

让我们一个接一个地慢慢增加学习曲线。首先，我们需要了解有关Flutter动画的一些基本知识。

了解Flutter中基本动画的组件

动画不过是随着时间变化的一些值，例如，当我们点击按钮时，我们希望用动画来让显示分数widget 从底部升起，而当手指离开按钮时，继续上升然后隐藏。

如果仅看分数Widget，我们需要在一段时间内更改Widget的位置和不透明度值。

new Positioned(
        child: new Opacity(opacity: 1.0,
          child: new Container(
            ...
          )),
        bottom: 100.0
    );

假设我们希望分数widget需要150毫秒才能从底部显示出来。在以下时间轴上考虑一下:

这是一个简单的2D图形。position将随着时间而改变。请注意，对角线是直线。如果你喜欢，它也可以是曲线。

你可以使position随时间缓慢增加，然后变得越来越快。或者，你也可以让它以超高速进入，然后在最后放慢速度。

下面是我们介绍的第一个组件：Animation Controller。

scoreInAnimationController = new AnimationController(duration: new Duration(milliseconds: 150), vsync: this);

在这里，我们为动画创建了一个简单的控制器(Controller)。我们已经指定希望动画运行150ms。但是，vsync是什么东西？

移动设备每隔几毫秒刷新一次屏幕。这就是我们将一组图像视为连续流或电影的方式。

屏幕刷新的速率因设备而异。假设移动设备每秒刷新屏幕60次（每秒60帧）。那就是每16.67毫秒之后，我们就会向大脑提供新的图像。有时，图像就会错位（在屏幕刷新时发出不同的图像），并且看到屏幕撕裂。VSync就是解决这个问题的。

我们给控制器设置一个监听器，然后开始动画：

scoreInAnimationController.addListener(() {
      print(scoreInAnimationController.value);
    });
scoreInAnimationController.forward(from: 0.0);
/* OUTPUT
I/flutter ( 1913): 0.0
I/flutter ( 1913): 0.0
I/flutter ( 1913): 0.22297333333333333
I/flutter ( 1913): 0.3344533333333333
I/flutter ( 1913): 0.4459333333333334
I/flutter ( 1913): 0.5574133333333334
I/flutter ( 1913): 0.6688933333333335
I/flutter ( 1913): 0.7803666666666668
I/flutter ( 1913): 0.8918466666666668
I/flutter ( 1913): 1.0
*/

控制器在150ms内生成了0.0到1.0的数字。请注意，生成的值几乎是线性的。0.2、0.3、0.4…我们如何改变这种行为？这将在第二部分完成：曲线动画。

曲线动画

bounceInAnimation = new CurvedAnimation(parent: scoreInAnimationController, curve: Curves.bounceIn);
    bounceInAnimation.addListener(() {
      print(bounceInAnimation.value);
    });

/*OUTPUT
I/flutter ( 5221): 0.0
I/flutter ( 5221): 0.0
I/flutter ( 5221): 0.24945376519722218
I/flutter ( 5221): 0.16975716286388898
I/flutter ( 5221): 0.17177866222222238
I/flutter ( 5221): 0.6359024059750003
I/flutter ( 5221): 0.9119433941222221
I/flutter ( 5221): 1.0
*/

通过将parent属性设置为我们的控制器，并提供动画遵循曲线，就可以创建一个CurvedAnimation，Flutter曲线文档页面上提供了多种曲线供我们选择：https://api.flutter.dev/flutter/animation/Curves-class.html

控制器在150ms的时间内为曲线动画Widget提供从0.0到1.0的值。曲线动画Widget根据我们设置的曲线对这些值进行插值。

尽管我们得到了0.0到1.0之间的一系列值，但是我们希望显示分数的Widget显示的值为0-100，我们可以简单地乘以100来得到结果，或者我们可以使用第三个组件：Tween类。

tweenAnimation = new Tween(begin: 0.0, end: 100.0).animate(scoreInAnimationController);
    tweenAnimation.addListener(() {
      print(tweenAnimation.value);
    });

/* Output
I/flutter ( 2639): 0.0
I/flutter ( 2639): 0.0
I/flutter ( 2639): 33.452000000000005
I/flutter ( 2639): 44.602000000000004
I/flutter ( 2639): 55.75133333333334
I/flutter ( 2639): 66.90133333333334
I/flutter ( 2639): 78.05133333333333
I/flutter ( 2639): 89.20066666666668
I/flutter ( 2639): 100.0
*/

Tween类生成begin到end之间的值，前面我们已经使用过线性的scoreInAnimationController，与之相反，我们也可以使用反弹曲线来获得不同的值。Tween的优点远不止这些，你还可以补间其他东西，比如你可以补间color（颜色）、offset（偏移量）、position（位置）、和其他Widget属性，从而进一步扩展了基础补间类。

Score Widget 位置动画

至此，我们已经掌握了足够的知识，现在可以使我们的得分Widget在按下按钮时从底部弹出，而在离开时隐藏。

initState() {
    super.initState();
    scoreInAnimationController = new AnimationController(duration: new Duration(milliseconds: 150), vsync: this);
    scoreInAnimationController.addListener((){
      setState(() {}); // Calls render function
    });
  }

void onTapDown(TapDownDetails tap) {
    scoreInAnimationController.forward(from: 0.0);
    ...
}
Widget getScoreButton() {
    var scorePosition = scoreInAnimationController.value * 100;
    var scoreOpacity = scoreInAnimationController.value;
    return new Positioned(
        child: new Opacity(opacity: scoreOpacity,
                           child: new Container(...)
                          ),
        bottom: scorePosition
    );
  }

如上图所示，点击按钮，Score Widget 从底部弹出了，但是这儿还有一个小问题：当多次点击按钮的时候，score widget 一次又一次的弹出，这是由于上述代码中的一个小错误。每次点击按钮时，我们都告诉控制器从0开始，即forward(from: 0.0)。

score widget 退出动画

现在，我们为score Widget 添加退出动画，首先，我们添加一个枚举来更轻松地管理score Widget的状态。

enum ScoreWidgetStatus {
  HIDDEN,
  BECOMING_VISIBLE,
  BECOMING_INVISIBLE
}

然后，创建一个退出动画的控制器，动画控制器将使score widget的位置从100非线性变化到150。我们还为动画添加了状态监听器。动画结束后，我们将得分组件的状态设置为隐藏。

scoreOutAnimationController = new AnimationController(vsync: this, duration: duration);
    scoreOutPositionAnimation = new Tween(begin: 100.0, end: 150.0).animate(
      new CurvedAnimation(parent: scoreOutAnimationController, curve: Curves.easeOut)
    );
    scoreOutPositionAnimation.addListener((){
      setState(() {});
    });
    scoreOutAnimationController.addStatusListener((status) {
      if (status == AnimationStatus.completed) {
        _scoreWidgetStatus = ScoreWidgetStatus.HIDDEN;
      }
    });

当用户手指离开组件的时候，我们将相应地设置状态，并启动300毫秒的计时器。300毫秒后，我们将为得分组件添加位置和不透明度动画。

void onTapUp(TapUpDetails tap) {
    // User removed his finger from button.
    scoreOutETA = new Timer(duration, () {
      scoreOutAnimationController.forward(from: 0.0);
      _scoreWidgetStatus = ScoreWidgetStatus.BECOMING_INVISIBLE;
    });
    holdTimer.cancel();
  }

我们还修改了onTapDown事件以处理某些边角情况。

void onTapDown(TapDownDetails tap) {
    // User pressed the button. This can be a tap or a hold.
    if (scoreOutETA != null) scoreOutETA.cancel(); // We do not want the score to vanish!
    if (_scoreWidgetStatus == ScoreWidgetStatus.HIDDEN) {
      scoreInAnimationController.forward(from: 0.0);
      _scoreWidgetStatus = ScoreWidgetStatus.BECOMING_VISIBLE;
    }
    increment(null); // Take care of tap
    holdTimer = new Timer.periodic(duration, increment); // Takes care of hold
  }

最后，我们需要选择用于score widget的位置和不透明度的控制器值。一个简单的开关就完成了。

Widget getScoreButton() {
    var scorePosition = 0.0;
    var scoreOpacity = 0.0;
    switch(_scoreWidgetStatus) {
      case ScoreWidgetStatus.HIDDEN:
        break;
      case ScoreWidgetStatus.BECOMING_VISIBLE :
        scorePosition = scoreInAnimationController.value * 100;
        scoreOpacity = scoreInAnimationController.value;
        break;
      case ScoreWidgetStatus.BECOMING_INVISIBLE:
        scorePosition = scoreOutPositionAnimation.value;
        scoreOpacity = 1.0 - scoreOutAnimationController.value;
    }
  return ...
}

score widget的运行效果很棒，先弹出然后逐渐消失。

Score Widget 尺寸动画

到这一步，我们几乎知道如何在分数增加时也改变大小。让我们快速添加大小动画，然后继续搞火花闪烁效果。

我已经更新了ScoreWidgetStatus枚举来保留一个额外的VISIBLE值。现在，我们为size属性添加一个新的控制器。

    scoreSizeAnimationController = new AnimationController(vsync: this, duration: new Duration(milliseconds: 150));
    scoreSizeAnimationController.addStatusListener((status) {
      if(status == AnimationStatus.completed) {
        scoreSizeAnimationController.reverse();
      }
    });
    scoreSizeAnimationController.addListener((){
      setState(() {});
    });

控制器在150ms的时间内生成从0到1的值，完成之后（(status == AnimationStatus.completed），又会生成从1到0的值。这会产生很好的增长和收缩效果。

void increment(Timer t) {
    scoreSizeAnimationController.forward(from: 0.0);
    setState(() {
      _counter++;
    });

我们需要注意处理枚举的visible属性情况。为此，我们需要在 Touch down事件中添加一些基本条件。

void onTapDown(TapDownDetails tap) {
    // User pressed the button. This can be a tap or a hold.
    if (scoreOutETA != null) {
      scoreOutETA.cancel(); // We do not want the score to vanish!
    }
    if(_scoreWidgetStatus == ScoreWidgetStatus.BECOMING_INVISIBLE) {
      // We tapped down while the widget was flying up. Need to cancel that animation.
      scoreOutAnimationController.stop(canceled: true);
      _scoreWidgetStatus = ScoreWidgetStatus.VISIBLE;
    }
    else if (_scoreWidgetStatus == ScoreWidgetStatus.HIDDEN ) {
        _scoreWidgetStatus = ScoreWidgetStatus.BECOMING_VISIBLE;
        scoreInAnimationController.forward(from: 0.0);
    }
    increment(null); // Take care of tap
    holdTimer = new Timer.periodic(duration, increment); // Takes care of hold
  }

最后，我们使用Widget中控制器的值

extraSize = scoreSizeAnimationController.value * 10;
...
height: 50.0 + extraSize,
width: 50.0  + extraSize,
...

完整的代码，可以在github（https://gist.github.com/Kartik1607/52c882194e3119e0d176fb15e6c6b913） 中找到。我们同时使用大小和位置动画。大小动画需要一些调整，我们最后会介绍。

最后，火花闪烁动画

在进行火花闪烁动画之前，我们需要对尺寸动画进行一些调整。目前，该按钮已增长太多。解决方法很简单，我们将额外的乘数从10更改为一个较小的数字。

现在来看看火花闪烁动画，我们可以看到到火花其实就是位置在变化的5张图片

我在MS Paint中制作了一个三角形和一个圆形的图片，并将其保存为flutter资源。然后，我们就可以将该图片用作Image asset。

在实现动画之前，让我们考虑一下定位以及需要完成的一些任务：

• 1、我们需要定位5个图片，每张图片以不同的角度形成一个完整的圆。

• 2、我们需要根据角度旋转图片

• 3、随着时间增加圆的半径

• 4、需要根据角度和半径找到坐标。

简单的三角函数给了我们根据角度的正弦和余弦来获得x和y坐标的公式。

var sparklesWidget =
        new Positioned(child: new Transform.rotate(
            angle: currentAngle - pi/2,
            child: new Opacity(opacity: sparklesOpacity,
                child : new Image.asset("images/sparkles.png", width: 14.0, height: 14.0, ))
          ),
          left:(sparkleRadius*cos(currentAngle)) + 20,
          top: (sparkleRadius* sin(currentAngle)) + 20 ,
      );

现在，我们需要创建5个widget。每个widget具有不同的角度。一个简单的for循环就ok了。

for(int i = 0;i < 5; ++i) {
      var currentAngle = (firstAngle + ((2*pi)/5)*(i));
      var sparklesWidget = ...
      stackChildren.add(sparklesWidget);
    }

将2 * pi（360度）分成5个部分，并相应地创建一个widget。然后，我们将widget添加到stackChildren数组中。

好了，到这一步，大多数的准备工作都做完了，我们只需要设置sparkleRadius的动画并生成一个新的firstAngle即可。

sparklesAnimationController = new AnimationController(vsync: this, duration: duration);
    sparklesAnimation = new CurvedAnimation(parent: sparklesAnimationController, curve: Curves.easeIn);
    sparklesAnimation.addListener((){
      setState(() { });
    });

 void increment(Timer t) {
    sparklesAnimationController.forward(from: 0.0);
     ...
    setState(() {
    ...
      _sparklesAngle = random.nextDouble() * (2*pi);
    });
     
Widget getScoreButton() {
    ...
    var firstAngle = _sparklesAngle;
    var sparkleRadius = (sparklesAnimationController.value * 50) ;
    var sparklesOpacity = (1 - sparklesAnimation.value);
    ...
}

这就是我们对flutter中的基本动画介绍。我将继续探索flutter，学习创建高级UI。

完整代码访问：https://github.com/Kartik1607/FlutterUI/tree/master/MediumClapAnimation/medium_clap

END

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