使用Flutter实现58同城中的加载动画
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在应用中执行耗时操作时,为了避免界面长时间等待造成假死的现象,往往会添加一个加载中的动画来提醒用户,在58同城中也不例外,而且我们并没有使用系统默认的加载动画,而是制作了一个具有58特色的加载动画。

在本篇文章中,给大家分享下笔者使用Flutter实现58同城中加载动画的过程。先看一下加载动画的效果:

动画效果乍看比较复杂,难以看出端倪,其实我们可以先调慢动画的速度,这样能够比较清晰地分析出动画的流程。

动画的流程

动画由两个圆弧的动效组成,两个圆弧的起始点角度和扫过的弧度随着时间规律变化。仔细观察会发现,两个圆弧的动效其实是一样的,只不过起始位置是不一样的。我们先看下外部大圆弧的运动规律。

大圆弧从x轴正方向开始运动,按照动画的运动规律,可以将动画分为三个阶段:

第一阶段:圆弧起点的在x轴正方向,终点的角度x轴正方向开始向下逐渐增大,直到终点到达y轴负方向位置,最终圆弧扫过的角度为180度。

第二阶段:圆弧扫过的角度保持在180度,起点和终点一起顺时针旋转,直到旋转180度后终点到达x轴正方向。

第三阶段:圆弧的终点保持在x轴正方向,起点顺时针旋转,直到起点也到达x轴正方向,此时完成一个完整的动画。接下来继续重复动画的第一阶段,组成一个连贯的动画。

分析完动画的流程,思路就很清晰了,我们按照动画流程把动画拆分成三部分,通过对圆弧的起点、终点和扫过角度的变换,组合成一个完整的动画,然后不断地重复,最后就变成了一个加载中的动画效果。

接下来开始写代码实现。

由于动画是由一个圆弧不断变化组成的,如果使用Android,我们很自然的想到可以使用Canvas来进行圆弧的绘制,然后根据时间的变化不停地重新绘制圆弧,从而实现动画效果。那么在Flutter中是否也存在Canvas呢,答案是肯定的,Flutter和Android一样,也存在Canvas。

Flutter中的Canvas

Flutter中使用 CustomPainter 类在Canvas上进行绘制,该类包含一个 paint() 方法,该方法提供了一个Canvas对象,可以用来绘制各种图形。

  1. abstract class CustomPainter extends Listenable {

  2. void paint(Canvas canvas, Size size);

  3. }

不过在Flutter中一切皆是Widget,而承载Canvas功能的Widget是 CustomPaint 类。 CustomPaint 包含一个painter属性,用来指定进行绘制的 CustomPainter,源码如下:

  1. class CustomPaint extends SingleChildRenderObjectWidget {

  2. const CustomPaint({

  3. Key key,

  4. this.painter,

  5. });

  6. final CustomPainter painter;

  7. }

Flutter中的Canvas和Android类似,提供了一系列的API用来绘制点、线、圆形、正方形等,而且API很类似,对比一下Flutter与Android中Canvas的常见API(具体的参数列表请参考文档和源码,篇幅有限不再一一列出):


AndroidFlutter

drawPoint()

drawPoints()

drawPoints()
线

drawLine()

drawLines()

drawLine()
drawCircle()drawCircle()
椭圆drawOval()drawOval()
圆弧drawArc()drawArc()
矩形drawRect()drawRect()
PathdrawPath()drawPath()
图片drawBitmap()drawImage()
文字drawText()drawParagraph()
变换

save()

restore()

save()

restore()

要绘制动画中的圆弧,应该使用 drawArc() 方法来实现,这里需要注意的是drawArc()方法的参数:startAngle和sweepAngle的单位是弧度(180度等于π弧度)

具体来看一下 Canvas.drawArc() 方法的参数列表:

  1. /// rect: 圆弧四周范围所形成的矩形,在本篇中圆弧为圆形,可以使用Rect.fromCircle()确定圆弧的范围

  2. /// startAngle: 圆弧起始点的角度,x轴正方向为0度,按顺时针递增,y轴负方向为90度,以此类推

  3. /// sweepAngle: 圆弧扫过的角度,即圆弧终点所在的角度为startAngle + sweepAngle

  4. /// useCenter: 如果为true,圆弧两端会与圆心相连,形成一个扇形,本篇中应为false

  5. /// paint: 画笔,下文中会进行简单介绍

  6. void drawArc(Rect rect, double startAngle, double sweepAngle, bool useCenter, Paint paint)

在Canvas的一系列方法中会发现一个熟悉的名称:Paint,与Android类似,Flutter中的Paint类也是用来描述画笔的。

Paint类

Paint类位于 dart.ui 库中,Paint类保存了画笔的颜色、粗细、是否抗锯齿、着色器等属性。

下面简单的介绍下几个常用的属性:

  1. Paint paint = Paint()

  2. ..color = Color(0xFFFF552E)

  3. ..strokeWidth = 2.0

  4. ..style = PaintingStyle.stroke

  5. ..isAntiAlias = true

  6. ..shader = LinearGradient(colors: []).createShader(rect)

  7. ..strokeCap = StrokeCap.round

  8. ..strokeJoin = StrokeJoin.bevel;

属性说明:

  • color:Color类型,设置画笔的颜色。

  • strokeWidth:double类型,设置画笔的粗细。

  • style:PaintingStyle枚举类型,设置画笔的样式, PaintingStyle.stroke 为描边, PaintingStyle.fill 为填充。

  • isAntiAlias:bool类型,设置是否抗锯齿,true为开启抗锯齿。

  • shader:Shader类型,着色器,一般用来绘制渐变效果,可以使用 LinearGradient、 RadialGradient、 SweepGradient 等。

  • strokeCap:StrokeCap枚举类型,设置线条两端点的样式, StrokeCap.butt 为无(默认值), StrokeCap.round 为圆形, StrokeCap.square 为方形。

  • strokeJoin:StrokeJoin枚举类型,设置线条交汇处的样式, StrokeJoin.miter 为锐角, StrokeJoin.round 为圆弧, StrokeJoin.bevel 为斜角,可以参考下图方便理解:

熟悉了Canvas和Paint的使用之后,就能够绘制出加载动画的圆弧了。当然,只是绘制出圆弧并没有什么用,主要是怎么让圆弧动起来。

Flutter中的动画

想要让圆弧动起来,我们需要使用到Flutter的动画。下面先来介绍下Flutter中动画的实现。

Flutter中的动画相关的类主要有以下几个:

  • Animation:动画的核心类,是一个抽象类。用来生成动画执行过程中的插值,输出的结果可以是线性或曲线的,Animation对象与UI渲染没有任何关系。

  1. abstract class Animation<T> extends Listenable implements ValueListenable<T> {

  2. /// 添加动画状态的监听

  3. void addStatusListener(AnimationStatusListener listener);


  4. /// 移除动画状态的监听

  5. void removeStatusListener(AnimationStatusListener listener);


  6. /// 获取当前动画的状态

  7. AnimationStatus get status;


  8. /// 获取当前动画的插值,执行动画时需要根据该值进行UI绘制等

  9. T get value;

  10. }

  • AnimationController:动画的管理类,继承自 Animation<double>默认情况下在给定的时间范围内线性生成从0.0到1.0的值。

    AnimationController对象需要传递一个vsync参数,它接收一个TickerProvider类型的对象,主要职责是创建Ticker。Flutter应用在启动时会绑定一个SchedulerBinding,可以给每一次屏幕刷新添加回调,Ticker就是通过SchedulerBinding来添加屏幕刷新的回调,当屏幕刷新时,会通知到绑定的Ticker回调。假如动画的UI不在当前屏幕,比如锁屏时,锁屏后屏幕停止刷新,不会通知SchedulerBinding,Ticker也就不会触发,这样就能够防止屏幕外的动画消耗不必要的资源。
  1. class AnimationController extends Animation<double>

  2. with AnimationEagerListenerMixin, AnimationLocalListenersMixin, AnimationLocalStatusListenersMixin {

  3. /// value:动画的初始值,默认是lowerBound

  4. /// duration:动画执行的时长

  5. /// lowerBound:动画的最小值,默认值为0.0

  6. /// upperBound:动画的最大值,默认值为1.0

  7. /// vsync:可以通过 `with SingleTickerProviderStateMixin` 传入StatefulWidget对象

  8. AnimationController({

  9. double value,

  10. this.duration,

  11. this.lowerBound = 0.0,

  12. this.upperBound = 1.0,

  13. @required TickerProvider vsync,

  14. }) {

  15. _ticker = vsync.createTicker(_tick);

  16. }


  17. Ticker _ticker;


  18. /// Ticker的回调,每次屏幕刷新都会回调

  19. void _tick(Duration elapsed) {

  20. notifyListeners();

  21. }


  22. /// 开始播放动画

  23. TickerFuture forward({ double from })


  24. /// 反向播放动画

  25. TickerFuture reverse({ double from })


  26. /// 设置动画重复执行

  27. TickerFuture repeat({ double min, double max, bool reverse = false, Duration period })


  28. /// 释放动画资源

  29. void dispose()

  30. }

  • CurvedAnimation:非线性动画类,继承自 Animation<double>CurvedAnimation可以使用curve属性指定曲线函数Curve,类似Android动画的插值器,Flutter中已经实现了许多常用的曲线,在Curves类中可以找到,比如Curves.linear、Curves.decelerate、Curves.ease。也可以继承Curve类重写 transform() 方法来实现自定义的曲线函数。

  1. class CurvedAnimation extends Animation<double>

  2. with AnimationWithParentMixin<double> {

  3. /// parent:指定AnimationController对象

  4. /// curve:指定动画的曲线函数

  5. CurvedAnimation({

  6. @required this.parent,

  7. @required this.curve,

  8. })

  9. }


  10. abstract class Curve {

  11. /// 计算动画执行中`t`点的插值,可以自定义曲线函数

  12. double transform(double t)

  13. }

  • Tween:补间值的生成类,继承自 Animatable<T>

    由于AnimationController的值范围默认为0.0到1.0,如果需要不同的范围或数据类型,可以使用Tween指定动画值的范围。Tween不仅能返回double类型的值,还有IntTween、ColorTween、SizeTween等各种返回不同数据类型的子类。

    使用Tween对象需要调用 animate() 方法,传入AnimationController对象,该方法会返回一个Animation,这样就可以获取到动画的插值了。
  1. class Tween<T extends dynamic> extends Animatable<T> {

  2. /// begin:动画的起始值

  3. /// end:动画的结束值

  4. Tween({ this.begin, this.end });


  5. /// 可以把double类型的动画插值转换成任何类型的值

  6. T transform(double t)


  7. /// parent:传入AnimationController对象

  8. /// 返回Animation对象,使用Animation.value获取动画当前的插值

  9. Animation<T> animate(Animation<double> parent)

  10. }

  • AnimatedBuilder:用于构建动画的Widget,将动画和要执行动画的Widget关联起来,继承关系为AnimatedBuilder → AnimatedWidget → StatefulWidget。

  1. class AnimatedBuilder extends AnimatedWidget {

  2. const AnimatedBuilder({

  3. @required Listenable animation,

  4. @required this.builder,

  5. });


  6. /// typedef TransitionBuilder = Widget Function(BuildContext context, Widget child);

  7. /// builder是一个函数,返回Widget对象

  8. final TransitionBuilder builder;


  9. @override

  10. Widget build(BuildContext context) {

  11. return builder(context, child);

  12. }

  13. }


  14. abstract class AnimatedWidget extends StatefulWidget {

  15. const AnimatedWidget({

  16. @required this.listenable,

  17. });


  18. @protected

  19. Widget build(BuildContext context);


  20. @override

  21. _AnimatedState createState() => _AnimatedState();

  22. }


  23. class _AnimatedState extends State<AnimatedWidget> {

  24. @override

  25. void initState() {

  26. super.initState();

  27. widget.listenable.addListener(_handleChange);

  28. }


  29. @override

  30. void dispose() {

  31. widget.listenable.removeListener(_handleChange);

  32. super.dispose();

  33. }


  34. void _handleChange() {

  35. setState(() { });

  36. }


  37. @override

  38. Widget build(BuildContext context) => widget.build(context);

  39. }

分析上面列出的源码,AnimatedWidget是一个StatefulWidget。当AnimatedWidget关联的_AnimatedState初始化时,会注册动画的监听函数_handleChange,_handleChange监听函数中又调用了setState()方法,即动画插值每次改变时都会调用build()方法。_AnimatedState.build()方法中又调用了AnimatedWidget.build()方法,在AnimatedBuilder中实现了AnimatedWidget.build()方法:调用属性builder生成Widget,最终实现了动画与Widget的绑定

加载动画的实现

了解了Flutter的动画后,再结合之前对加载动画流程的分析,加载动画可分成三个阶段,我们可以依赖Tween类,指定值的范围从0.0到3.0变化,当然也可以只使用AnimationController,指定lowerBound和upperBound的值分别为0.0和3.0。这里之所以不使用CurvedAnimation,是因为加载动画的圆弧是线性变化的,不存在加速减速,没有必要使用。

大圆弧能够实现了,我们再来看内部的小圆弧,仔细观察会发现小圆弧的变化规律与大圆弧完全一致,只不过小圆弧的起始位置在x轴负方向,与大圆弧正好相差180度,也就是π弧度。在绘制大圆弧的同时,可以很轻松的计算出小圆弧的起点的角度(即大圆弧起点的角度+π弧度)。

至此整个动画的实现思路就清晰了:

  1. 自定义加载动画的Widget,继承自CustomPaint类。

  2. 使用AnimationController、Tween创建动画,动画的值范围从0.0到3.0线性变化,并且设置动画重复执行。动画插值每递增1.0代表动画执行的一个阶段。

  3. 继承CustomPainter类,实现paint()方法绘制圆弧。根据动画的插值判断当前属于动画的哪个阶段,再计算出圆弧的起点、扫过的角度,绘制出两个圆弧。

下面是实现加载动画的关键代码:

  1. import 'dart:math';

  2. import 'package:flutter/material.dart';


  3. class WubaLoadingWidget extends StatefulWidget {

  4. @override

  5. _WubaLoadingWidgetState createState() => _WubaLoadingWidgetState();

  6. }


  7. class _WubaLoadingWidgetState extends State<WubaLoadingWidget>

  8. with SingleTickerProviderStateMixin {

  9. AnimationController _animationController;

  10. Animation<double> _animation;


  11. @override

  12. void initState() {

  13. super.initState();

  14. _animationController = new AnimationController(

  15. // 可以指定lowerBound、upperBound,使用AnimationController对象

  16. // lowerBound: 0.0,

  17. // upperBound: 3.0,

  18. vsync: this,

  19. duration: const Duration(milliseconds: 1500),

  20. );

  21. _animation = Tween(begin: 0.0, end: 3.0)

  22. .animate(_animationController);

  23. _animationController.forward(); // 执行动画

  24. _animationController.repeat(); // 设置动画循环执行

  25. }


  26. @override

  27. void dispose() {

  28. // 调用dispose()方法释放动画资源

  29. _animationController.dispose();

  30. super.dispose();

  31. }


  32. @override

  33. Widget build(BuildContext context) {

  34. return AnimatedBuilder(

  35. animation: _animationController,

  36. builder: (BuildContext context, Widget child) {

  37. return Container(

  38. child: CustomPaint(

  39. painter: _LoadingPaint(

  40. value: _animation.value,

  41. ),

  42. ),

  43. );

  44. },

  45. );

  46. }

  47. }


  48. class _LoadingPaint extends CustomPainter {

  49. final double value;

  50. final Paint _outerPaint; // 大圆弧的Paint

  51. final Paint _innerPaint; // 小圆弧的Paint


  52. _LoadingPaint({

  53. this.value,

  54. });


  55. @override

  56. void paint(Canvas canvas, Size size) {

  57. double startAngle = 0;

  58. double sweepAngle = 0;

  59. // 动画的第一阶段:圆弧起点为0度,终点的角度递增

  60. if (value <= 1.0) {

  61. startAngle = 0;

  62. sweepAngle = value * pi;

  63. }

  64. // 动画的第二阶段:圆弧扫过的弧度为π弧度(180度),起点、终点一起顺时针旋转,一共旋转π弧度

  65. else if (value <= 2.0) {

  66. startAngle = (value - 1) * pi;

  67. sweepAngle = pi;

  68. }

  69. // 动画的第三阶段:圆弧的终点不变,起点从x轴负方向开始顺时针旋转,直到起点也到达x轴正方向

  70. else {

  71. startAngle = pi + (value - 2) * pi;

  72. sweepAngle = (3 - value) * pi;

  73. }

  74. // 绘制外圈的大圆弧

  75. canvas.drawArc(outerRect, startAngle, sweepAngle, false, _outerPaint);

  76. // 绘制内圈的小圆弧

  77. canvas.drawArc(innerRect, startAngle + pi, sweepAngle, false, _innerPaint);

  78. }


  79. @override

  80. bool shouldRepaint(CustomPainter oldDelegate) {

  81. return true;

  82. }

  83. }

总结

Flutter的Canvas、Paint与Android的API非常类似,基本的思路也一致,对于Android同学比较容易掌握。

Flutter中动画的实现相较于Android逻辑更加清晰简单,方便易用。AnimatedBuilder类巧妙的将UI与动画整合在一起,把UI和动画职责分离,这种思路值得学习。Flutter中的动画还有路由过渡动画、Hero动画、切换动画组件AnimatedSwitcher等,有需要的同学可以查找相关资料。

如果大家需要定制一些个性化的加载动画,推荐一个GitHub的开源项目:flutter_spinkit,这个插件提供了很多种常用的加载动画效果。