ViewPager动画的实现原理

泡在网上的日子 / 文 发表于2015-01-15 16:28 次阅读 ViewPager

前言

前两天看到鲍永章分享的Great animations with PageTransformer以及农民伯伯分享的Create ViewPager transitions 文章,都是通过ViewPager来实现酷炫的动画,而现在的App中ViewPager的动画使用也非常的广泛。正好最近一直研究动画,那么就趁热打铁,分析一下相关的开源库吧。

本篇文章介绍的ViewPager动画,可以分为两类,第一类是针对于ViewPager的界面滑动动画(这个是PageTransformer的 真正用途),分析并比较了AndroidImageSlider和JazzyViewPager两种实现,第二类是对ViewPager中的内容进行动画 处理,这个是这个是PageTransformer的巧妙应用,处理好了可以达到很棒的交互效果,示例是Yahoo天气的视差效果。

ViewPager动画的实现原理

从3.0开始,ViewPager开始支持自定义切换动画,暴露的接口为PageTransformer,因此只要实现PageTransformer接口和其唯一的方法transformPage(View view, float position)即可。

/**
* A PageTransformer is invoked whenever a visible/attached page is scrolled.
* This offers an opportunity for the application to apply a custom transformation
* to the page views using animation properties.
*
* <p>As property animation is only supported as of Android 3.0 and forward,
* setting a PageTransformer on a ViewPager on earlier platform versions will
* be ignored.</p>
*/
public interface PageTransformer {
/**
* Apply a property transformation to the given page.
*
* @param page Apply the transformation to this page
* @param position Position of page relative to the current front-and-center
* position of the pager. 0 is front and center. 1 is one full
* page position to the right, and -1 is one page position to the left.
*/
public void transformPage(View page, float position);
}
  • 参数position
    给定界面的位置相对于屏幕中心的偏移量。在用户滑动界面的时候,是动态变化的。那么我们可以将position的值应用于setAlpha(), setTranslationX(), or setScaleY()方法,从而实现自定义的动画效果。
    另 外在ViewPager滑动时,内存中存活的Page都会执行transformPage方法,在滑动过程中涉及到两个Page,当前页和下一页,而它们 的position值是相反的(因为是相对运动,一个滑入一个滑出),比如,页面A向右滑动到屏幕一半,页面B也正好处于一半的位置,那么A和B的 position为:0.5 和 -0.5
    position ==  0 :当前界面位于屏幕中心的时候
    position ==  1 :当前Page刚好滑出屏幕右侧
    position == -1 :当前Page刚好滑出屏幕左侧

AndroidImageSlider动画库解析

要说到动画库,肯定会想到代码家,没错,代码家也开源了一个ViewPager效果的库:AndroidImageSlider ,我们就来分析下这个库的实现。AndroidImageSlider除了基本的page动画外,也支持用户为Page内容添加自定义的动画,比如下面描述框的动画。

AndroidImageSlider兼容性的实现原理:
因为API 11才开始支持PagerTransformer. 这里面修改了Android系统的ViewPager,名为ViewPagerEx,ViewPager里面有一段if逻辑判断是否在3.0以上使用 PagerTransformer。因为PagerTransformer动画效果的实现依赖了PropertyViewAnim。但代码家的这个库使用 NineOldAndroids实现了向3.0之前的兼容。因此就把这个if条件去掉了,其它部分都没变。

/**
* @author daimajia : I just remove the if condition in setPageTransformer() to make it compatiable with Android 2.0+
* of course, with the help of the NineOldDroid.
* Thanks to JakeWharton.
* http://github.com/JakeWharton/NineOldAndroids
*/

AndroidImageSlider的总体设计

  • BaseTransformer
    所有Transformer的基类,实现了 ViewPagerEx.PageTransformer接口以及transformPage方法,并提供了onPreTransform(View view, float position)、onPostTransform(View view, float position)、onTransform(View view, float position);
    分别在transformPage前后调用,用来处理为每一次的执行动画前的准备和结束动作,比如还原所有的动画状态。

  • BaseAnimationInterface:
    ViewPagerEx执行Transformer动画的时候注入一些自己的动画。你需要实现该接口,然后实现以下4个方法,获取SlideView中的View,实现自己的动画。比如底部的DescriptionText动画DescriptionAnimation 出现时的动画就是onNextItemAppear中添加的,你可以点入,看下源码
    onPrepareCurrentItemLeaveScreen(View current)
    onPrepareNextItemShowInScreen(View next)
    onCurrentItemDisappear(View view)
    onNextItemAppear(View view)

而这4个方法的调用是在BaseTransformer中。BaseTransformer统一管理了Page滑动时的所有动画。为了获取这4个方法的调用时机,也是煞费苦心啊,先说下思路:
因为ViewPager滑动的时候transformPage方法是实时调用的,这里获取最初两次调用时传入的position进行比较。通过一个HashMap>来维护不同pageView的多个position。但这里为了优化,只取前两个position做比较。
先判断起始滑动的方向,然后再判断下一次滑动的方向,两次结果作差来判断到底哪个page要离开界面还是进入界面。

确定2个界面的4种临界状态:

if(mCustomAnimationInterface != null){
    if(h.containsKey(view) == false || h.get(view).size() == 1){
        if(position > -1 && position < 1){
            if(h.get(view) == null){
                h.put(view,new ArrayList<Float>());//为每个View创建一个List,来存储偏移分数position
            }
            h.get(view).add(position);//向指定的View中添加偏移分数
            if(h.get(view).size() == 2){
                float zero = h.get(view).get(0);
                float cha = h.get(view).get(1) - h.get(view).get(0);//当前滑动的位移偏移量分数差: newfraction - oldfraction
                if(zero > 0){//起始时,向左滑动,当前Page中心位于屏幕中心左侧
                    //判断滑动趋势,如果继续向左侧滑动,position从0到1越来越大 newfraction > oldfraction
                    if(cha > -1 && cha < 0){//向右侧滑动
                        //in
                        mCustomAnimationInterface.onPrepareNextItemShowInScreen(view);//下一个Page将要进入屏幕
                    }else{//cha > 0 继续向左侧滑动
                        //out
                        mCustomAnimationInterface.onPrepareCurrentItemLeaveScreen(view);//当前Page将要离开屏幕
                    }
                }else{//起始时,向右滑动,当前Page中心位于屏幕中心右侧
                    //判断滑动趋势,如果继续向右侧滑动,position从0到-1越来越小 newfraction < oldfraction
                    if(cha > -1 && cha < 0){//负值,继续向右滑动,因此当前page将要滑出屏幕
                        //out
                        mCustomAnimationInterface.onPrepareCurrentItemLeaveScreen(view);//当前Page将要离开屏幕
                    }else{//向左滑动
                        //in
                        mCustomAnimationInterface.onPrepareNextItemShowInScreen(view);//下一个Page将要离开屏幕
                    }
                }
            }
        }
    }
}
boolean isApp,isDis;
/**
* Called each {@link #transformPage(View, float)} call after {@link #onTransform(View, float)} is finished.
*
* @param view
* @param position
*/
protected void onPostTransform(View view, float position) {
    if(mCustomAnimationInterface != null){
        if(position == -1 || position == 1){//当前界面刚好完全移除界面
            mCustomAnimationInterface.onCurrentItemDisappear(view);
            isApp = true;
        }else if(position == 0){
            mCustomAnimationInterface.onNextItemAppear(view);//下一个Page刚好完全显示
            isDis = true;
        }
        if(isApp && isDis){
            h.clear();
            isApp = false;
            isDis = false;
        }
    }
}
  • BaseSliderView:
    该类就是SlideView的基类,持有SlideView的一些公共方法,比如设置 SliderView的image资源的方法image(File file),图片加载异常和失败的处理,empty(URL)用于展示,errorDisappear(boolean disappear)。这种思想和一个EmptyView有些类似,在我公司的项目也是使用了这种方式,比如通常一个ListView的界面,会有一个包 装后的progressbar(包含各种情况的处理)来显示进度,当加载失败的时候,或者无数据的时候,可以调用该progressbar身上的方法,去 决定显示何种布局。使用起来很方便。当然如果你的SliderView更复杂,你可以通过实现BaseSliderView,然后实现自己的 SliderView。

下面两个类就是切换的View:
DefaultSliderView:实现了BaseSliderView,该View默认就是一张图片
TextSliderView:带有图片和描述性文字的View

  • Sliderlayout:
     一个控制中心,将InfiniteViewPager,PageIndicator,粘合在一起,控制动画的样式,ViewPager轮循的播放。

addSlider:向ViewPager中添加一个SlideView
startAutoCycle:启动轮播
pauseAutoCycle:停止轮播
setDuration: 轮播间隔
setPagerTransformer 为ViewPager设置自定义的PageTransformer
onInterceptTouchEvent 在用户手势按下的时候,就停止轮循

Note:
这里在onInterceptTouchEvent中处理而不能再onTouchEvent中处理。因为SlideView会消费掉点击事件,事件被消费了,没法返回给SlideLayout的onTouchEvent中。

OK,总体设计弄清楚后,剩下来就是动画中最核心的部分了,就是动画效果的实现,这里只简单的介绍Accordion动画的实现,其它的大家可以自己分析。关于PropertyView动画的使用,可以参考我的另一篇文章:PropertyAnim实际应用

Accordion

public class AccordionTransformer extends BaseTransformer {
    @Override
    protected void onTransform(View view, float position) {
        ViewHelper.setPivotX(view,position < 0 ? 0 : view.getWidth());
        ViewHelper.setScaleX(view,position < 0 ? 1f + position : 1f - position);
    }
}

代码家在README中注明了Thanks JazzyViewPager,开始没注意,后来看JazzyViewPager的源码时候偶然发现AndroidImageSlider的一些实现的灵 感是来自JazzyViewPager项目。不过JazzyViewPager的实现方式略显复杂,没有使用PageTransformer接口,而是使 用了OnPageChangeListener接口的onPageScrolled方法。
下面简单的看下JazzyViewPager库的动画实现,它将positionOffset作为参数控制。由于positionOffset的值为[0,1),所以就需要分别处理正负的情况。另外JazzyViewPager是通过维护一个LinkedHashMap来 持有Page的引用。在Adapter添加界面的时候,会调用JazzyViewPager的 setObjectForPosition(Object obj, int position) 方法存入到集合中去。然后在onPageScrolled方法中再根据position获取当前Page的前一个mLeft和后一个mRight界面,分 别对前后两个界面添加动画。

两种方式的关键参数区别

onPageScrolled(int position, float positionOffset, int positionOffsetPixels)方法的参数:

/**
* This method will be invoked when the current page is scrolled, either as part
* of a programmatically initiated smooth scroll or a user initiated touch scroll.
*
* @param position Position index of the first page currently being displayed.
* Page position+1 will be visible if positionOffset is nonzero.
* @param positionOffset Value from [0, 1) indicating the offset from the page at position.
* @param positionOffsetPixels Value in pixels indicating the offset from position.
*/
public void onPageScrolled(int position, float positionOffset, int positionOffsetPixels);

下面是打印的PageTransformer接口的transformPage时position的值:相邻两界面的绝对值的和为1.而正负则表示了滑入和滑出状态

12-15 21:03:13.025 I/System.out﹕ transformPage---------------------- -0.43611112
12-15 21:03:13.025 I/System.out﹕ transformPage---------------------- 0.5638889
12-15 21:03:13.045 I/System.out﹕ transformPage---------------------- -0.38055557
12-15 21:03:13.045 I/System.out﹕ transformPage---------------------- 0.61944443
12-15 21:03:13.045 I/System.out﹕ transformPage---------------------- -0.37777779
12-15 21:03:13.045 I/System.out﹕ transformPage---------------------- 0.62222224
12-15 21:03:13.055 I/System.out﹕ transformPage---------------------- -0.32916668
12-15 21:03:13.055 I/System.out﹕ transformPage---------------------- 0.67083335
12-15 21:03:13.065 I/System.out﹕ transformPage---------------------- -0.32222223
12-15 21:03:13.065 I/System.out﹕ transformPage---------------------- 0.67777777
12-15 21:03:13.075 I/System.out﹕ transformPage---------------------- -0.27916667
12-15 21:03:13.075 I/System.out﹕ transformPage---------------------- 0.72083336

onPageScrolled方法的positionOffset的值为 [0, 1) ,而PageTransformer接口的transformPage(View page, float position) 已经标好了正负值(滑入和滑出),如果你的动画正好是相对的,那么用transfromPage就简单的多。

我们取同一种动画效果Cube来比较一下JazzyViewPager和AndroidImageSlider两者的实现:

JazzyViewPager部分源码

@Override
public void onPageScrolled(int position, float positionOffset, int positionOffsetPixels) {
    ...
    float effectOffset = isSmall(positionOffset) ? 0 : positionOffset;
    mLeft = findViewFromObject(position);
    mRight = findViewFromObject(position+1);
    switch (mEffect) {
        case Standard:
        break;
        ...
        case animateCube:
        animateCube(mLeft, mRight, effectOffset);
        break;
    }
}
...
private void animateCube(View left, View right, float positionOffset, boolean in) {
    if (mState != State.IDLE) {
        if (left != null) {
            manageLayer(left, true);
            mRot = (in ? 90.0f : -90.0f) * positionOffset;
            ViewHelper.setPivotX(left, left.getMeasuredWidth());
            ViewHelper.setPivotY(left, left.getMeasuredHeight()*0.5f);
            ViewHelper.setRotationY(left, mRot);
        }
        if (right != null) {
            manageLayer(right, true);
            mRot = -(in ? 90.0f : -90.0f) * (1-positionOffset);
            ViewHelper.setPivotX(right, 0);
            ViewHelper.setPivotY(right, right.getMeasuredHeight()*0.5f);
            ViewHelper.setRotationY(right, mRot);
        }
    }
}
public void setObjectForPosition(Object obj, int position) {//每次Adapter实例化View的时候,调用该方法,将实例化的View存入集合
    mObjs.put(Integer.valueOf(position), obj);
}
public View findViewFromObject(int position) {//根据position从集合中获取到对应的View
    Object o = mObjs.get(Integer.valueOf(position));
    if (o == null) {
        return null;
    }
    PagerAdapter a = getAdapter();
    View v;
    for (int i = 0; i < getChildCount(); i++) {
        v = getChildAt(i);
        if (a.isViewFromObject(v, o))
        return v;
    }
    return null;
}
....
}

AndroidIamgeSlider中的CubeIn:

public class CubeInTransformer extends BaseTransformer {
    @Override
    protected void onTransform(View view, float position) {
        // Rotate the fragment on the left or right edge
        ViewHelper.setPivotX(view,position > 0 ? 0 : view.getWidth());
        ViewHelper.setPivotY(view,0);
        ViewHelper.setRotation(view,-90f * position);
    }
}

JazzyViewPager:CubeIn上面代码中已经贴出:

if (left != null) {
    ...
    mRot = (in ? 90.0f : -90.0f) * positionOffset;
    ...
}
if (right != null) {
    mRot = -(in ? 90.0f : -90.0f) * (1-positionOffset);
}

可以精简为:

positionOffset * value
-(1-positionOffset) * value

与从上面的transformPage打印的position的值再比较下

12-15 21:03:13.075 I/System.out﹕ transformPage---------------------- -0.27916667
12-15 21:03:13.075 I/System.out﹕ transformPage---------------------- 0.72083336

结论:
发现transformPage已经帮我们处理好了一切,直接用。我们可以根据正负符号来判断滑 入和滑出的View(不用像JazzyViewPager那样去维护一个集合了),从而针对滑入滑出做出不同或相对的的动画。最简单的,两个界面如果是简 单的相对动画(滑入对滑出),则什么都不用处理,直接用就行了,就像下面介绍的Yahoo视差的实现一样,具体可以看下面的讲解。

大家仔细看下相同的动画效果的处理方式,CubeInTransformer不用单独处理上一个和下一个界面,而只管根据position的正负判断当前Page和下一个Page去自定义不同的动画即可。
所以可以把AndroidImageSlider中的一些动画效果看做是JazzyViewPager的精简版本。

对于ViewPager如何帮我们处理View的呢?可以看下源码:

 protected void onPageScrolled(int position, float offset, int offsetPixels) {
    ...
    if (mPageTransformer != null) {
        final int scrollX = getScrollX();
        final int childCount = getChildCount();
        for (int i = 0; i < childCount; i++) {
            final View child = getChildAt(i);
            final LayoutParams lp = (LayoutParams) child.getLayoutParams();
            if (lp.isDecor) continue;
            final float transformPos = (float) (child.getLeft() - scrollX) / getClientWidth();
            mPageTransformer.transformPage(child, transformPos);
        }
    }
    ...
}

小结

上面主要介绍了ViewPager的Page的滑动动画,两种实现方式:
PageTransformer.transformPage方式:在执行onPageScrolled方法的时候,会遍历ViewPager的所有View,并执行其transformPage方法。position是已经处理好的(方向和值)
onPageScrolled 方式:略显复杂,因为没法拿到View,还要自己去维护一个View集合,并且positionOffset的限制,需要自己去处理不同View的 position :  PageA:position , PageB:-(1-position)。

为ViewPager的Page内容添加动画,实现炫酷的交互效果

Tholotis

实现原理:

为Page内部的View处理不同的平移速度,达到视差的效果,作者的代码:

public void transformPage(View view, float position) {
    int pageWidth = view.getWidth();
    if (position < -1) { // [-Infinity,-1)
        // This page is way off-screen to the left.
        view.setAlpha(0);
    } else if (position <= 1) { // [-1,1]
        mBlur.setTranslationX((float) (-(1 - position) * 0.5 * pageWidth));
        mBlurLabel.setTranslationX((float) (-(1 - position) * 0.5 * pageWidth));
        mDim.setTranslationX((float) (-(1 - position) * pageWidth));
        mDimLabel.setTranslationX((float) (-(1 - position) * pageWidth));
        mCheck.setTranslationX((float) (-(1 - position) * 1.5 * pageWidth));
        mDoneButton.setTranslationX((float) (-(1 - position) * 1.7 * pageWidth));
        // The 0.5, 1.5, 1.7 values you see here are what makes the view move in a different speed.
        // The bigger the number, the faster the view will translate.
        // The result float is preceded by a minus because the views travel in the opposite direction of the movement.
        mFirstColor.setTranslationX((position) * (pageWidth / 4));
        mSecondColor.setTranslationX((position) * (pageWidth / 1));
        mTint.setTranslationX((position) * (pageWidth / 2));
        mDesaturate.setTranslationX((position) * (pageWidth / 1));
        // This is another way to do it
    } else { // (1,+Infinity]
        // This page is way off-screen to the right.
        view.setAlpha(0);
    }
}

GitHub上类似的效果还有:
https://github.com/prolificinteractive/ParallaxPager

https://github.com/flavienlaurent/discrollview


这两个项目都封装成了库,使用的时候也简单,但一般我们可以通过ViewPager.PageTransformer来实现这样的效果,从上面 AndroidImageSlider与JazzyViewPager的对比中也能看到,PageTransformer的实现方式更简单。而且 ViewPager的动画库也很多,比如上面的JazzyViewPager。你只需把某一个动画效果的transformPage方法的逻辑拿来就可 用,当然如果你的需求更复杂,或者ViewPager实现起来较麻烦,你可以考虑上面的两个项目,扩展自己的思维。

JazzyViewPager:
https://github.com/jfeinstein10/JazzyViewPager/blob/master/lib/src/com/jfeinstein/jazzyviewpager/JazzyViewPager.java
https://github.com/prolificinteractive/ParallaxPager
https://github.com/flavienlaurent/discrollview

Yahoo天气

原理很简单,只是这次处理的动画对象是背景图片,减慢其平移的速度,而ViewPager的内容正常移动,从而达到视差的效果。

public class ParallaxPageTransformer implements ViewPager.PageTransformer {
    public void transformPage(View view, float position) {
        int pageWidth = view.getWidth();
        if (position < -1) { // [-Infinity,-1)
            // This page is way off-screen to the left.
            view.setAlpha(1);
        } else if (position <= 1) { // [-1,1]
            dummyImageView.setTranslationX(-position * (pageWidth / 2)); //Half the normal speed
        } else { // (1,+Infinity]
            // This page is way off-screen to the right.
            view.setAlpha(1);
        }
    }
}

OK,本来想自己写,但刚巧在GitHub上发现了一个:ParallaxPagerTransformer ,并提供了APK ,实现了Yahoo天气的效果,但多了一些缩放的效果,将缩放的代码注释掉就和Yahoo天气的效果完全一样了。另外想clone到本地的朋友注意了,由于作者的AndroidStudio版本太老,导入的时候你需要做一些处理。
作者把该Transformer抽取出来,做为了一个lib,就一个类,核心代码很简单,说明ViewPager.PageTransformer接口很强大啊:

@Override
public void transformPage(View view, float position) {
    View parallaxView = view.findViewById(id);
    if (parallaxView != null) {
        if (position > -1 && position < 1) {
            float width = parallaxView.getWidth();
            parallaxView.setTranslationX(-(position * width * speed));
            float sc = ((float)view.getWidth() - border)/ view.getWidth();
            if (position == 0) {//这里处理了缩放的效果,去掉即和Yahoo天气的效果一样
                view.setScaleX(1);
                view.setScaleY(1);
            } else {
                view.setScaleX(sc);
                view.setScaleY(sc);
            }
        }
    }
}

看了上面的实现,大家应该知道如何去实现类似的交互动画了,而且现在的App导航页中,也越来越多的使用到了这样的交互,作者在文章还列举了News Digest的导航页,有了思路,实现起来应该就不难了,第一、三页的动画上面已经介绍过,对于第二页,其实就是一个旋转动画。实时的旋转可以通过实时变 化的position来处理。

类似的项目:
https://github.com/andraskindler/parallaxviewpager


总结:

整篇文章介绍的东西其实很简单,只是以前没有研究过ViewPager.PageTransformer,使用简单,但功能强大,position 参数在动画处理中相当重要,因为是实时的百分比,所以省去了自己不少计算,如果你需要为ViewPager自定义动画,那么选择 PageTransformer,对于本文的第二类巧妙动画效果的介绍,看具体情况决定是否使用PageTransformer,如果position能 很方便帮助动画的计算,那是最好的,如果不是那么你完全可以使用onPageScrolled来处理,源码中也可看到,PageTransformer就 是在onPageScroll中调用的。
使用时要注意,它只支持3.0以上的系统。如果要兼容,可以参考上面 AndroidImageSlider的兼容实现。在文章中也插入了不少ViewPager动画项目的链接,也许不是使用 PageTransformer,但也是一种思路的扩展,供大家参考。下一篇文章,我会介绍Fragment的动画,大家敬请期待。

参考文献:
官方文档
Great animations with PageTransformer
Create ViewPager transitions

GitHub上相关的ViewPager动画的项目

https://github.com/daimajia/AndroidImageSlider
https://github.com/inovex/ViewPager3D

轮循的ViewPager
https://github.com/antonyt/InfiniteViewPager
https://github.com/JakeWharton/salvage
https://github.com/Trinea/android-auto-scroll-view-pager

VerticalViewPager
https://github.com/JakeWharton/Android-DirectionalViewPager
https://github.com/LambergaR/VerticalViewPager
https://github.com/VenomVendor/AutoNotifyViewPager

https://github.com/Dreddik/AndroidTouchGallery

特效的ViewPager
https://github.com/kmshack/Android-ParallaxHeaderViewPager
https://github.com/andraskindler/parallaxviewpager
https://github.com/MoshDev/BackgroundViewPager

与ViewPager一起使用的导航:
https://github.com/astuetz/PagerSlidingTabStrip (不支持TextView颜色的变化)
https://github.com/jpardogo/PagerSlidingTabStrip (支持TextView颜色变化)
https://github.com/DSofter/SmoothTabIndicator

FragmentAnim
https://github.com/DesarrolloAntonio/FragmentTransactionExtended


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这篇文章是对n Android 5.0 中Activity Fragment transition API的一个总体回顾,这是关于transition系列文章的第一篇。 Part 1: Getting Started with Activity Fragment Transitions Part 2: Content Transitions In-Depth Part 3a: Shared Element Transi
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在阅读本文之前需要对transitioning view这个概念有一定认识,他专指content transition中会发生变换的view - 译者注 本文将对content transition以及其在Activity和Fragment Transition API中扮演的角色做一个深入分析。这是此话题系列的第二章节: 第一章: