Android UI 篇- 手势月亮动画

一、应用场景

1.1、先上效果图

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一个有创意的亮度动画，通过手势上下滑动控制手机屏幕亮度，动画从太阳(天亮了)变成月亮(夜黑了)，非常漂亮屏幕亮度动画！

二、流程分析

2.1、先上渐变图分析：

渐变图1

首先需要画一个圆

需要画出 A,B 两点之间的向圆心弯曲的弧度，和 A,B 本身的圆弧，然后用 PorterDuff.Mode.DST_OUT，去掉和圆重叠的部分，可以得出月亮。那么向圆心弯曲弧度需要用贝塞尔曲线画出，把 A,B 两点作为贝塞尔曲线的定点，并取A，B两点形成的线段的中垂线上的点C 作为控制点，画出月亮的缺角的弧度，如草图下 ：

1588491589781.jpg

变量之间的关系：OC ⊥ AB，A,B两点是贝塞尔曲线定点，C点是贝塞尔曲线的控制点。OC = K * AB ，K 是一个经验值目前可以设置为0.43f(那么C点可以被解出来)，这样的塞尔曲线的弧度比较美观，拟合圆的弧度。

问题分解为要求出 A,B两点的位置，和 C点的位置，A，B两点一直在变化，A点跑得比较快，B点跑得比较慢，需要模拟出两点的位置(在progress ∈[0,1]的条件下的位置)。A,B两点的运动轨迹范围如草图下：

1588493267013.jpg

A,B 两点同时出发，A->A',B->B'.(逆时针)

A,B 两点可使用 PathMeasure.getPosTan(float distance, float pos[], float tan[]) 函数接口得出两点的位置，distance 代表的是 A 或者 B 点距离起点的距离(这个距离可以通过progress算出)，pos[] 代表传入一个非空数组，函数执行完毕后，A或者B 点的坐标会复赋值到 pos[]中。tan[] 代表 A或者B 点的当前的导数，也就当前点切线的斜率(目前本动画无需用上)。分析完毕，代码撸起来。

备注：另外一种思路实现通过两个圆去 DST_OUT，得出第一个圆剩余的部分也是月亮，但是第二个圆的圆心轨迹函数，和半径变化轨迹函数，想要画出漂亮的月亮，两个运动轨迹没有规律可言，也很难被求出，只能适用于画静态的月亮，画不了动态的月亮。

三、代码实现

3.1、画圆形

通过复写 onSizeChanged ，画出圆。

@Override

protected void onSizeChanged(int w, int h, int oldw, int oldh) {

super.onSizeChanged(w, h, oldw, oldh);

// 太阳/月亮 到光晕的间隔是两倍光晕的宽度

int margin = mHaloHeight + mHaloWidth * 2;

* //实际上太阳/月亮 具体宽高

mLayer.set(margin, margin, w - margin, h - margin);

mCirclePath.reset();

//取宽高中 最短的最为太阳的半径

circleR = w > h ? (h - 2 * margin) / 2.0f : (w - 2 * margin) / 2.0f;

//顺时钟画圆，圆的起始位置在右侧中间

mCirclePath.addCircle(mLayer.centerX(), mLayer.centerY(), circleR, Path.Direction.CW);

//把画好圆的 path 添加到 PathMeasure，待会可以被 getPosTan 使用

mMeasure.setPath(mCirclePath, false);

}

3.2、求通过progress求A、B定点

这里画个图先讲解一下 getPosTan 的用法，因为下面开始要求 A,B 定点坐标。如下图，圆的起始位置在右侧中间，通过 getPosTan 接口 传入 0.25 * len，可以得到下图中 B 点的位置，len = mMeasure.getLength()；

1588496794943.jpg

A,B定点如何求得，我们要做到通过输入 progress ，求出 distance ，然后通过 distance 求出定点。(distance 就是A/B点距离原点的距离)

首先我们通过上面getPosTan 的用法，知道如何求指定点的坐标，那么A，B两点可以通过progress求出，我们通过下面草图规定一下名词称呼：

1588498848037.jpg

先看 A 点运动轨迹，progress 进度 0->1 变化时。A->A' (第四象限->第一象限)，也就是位置从 0.1 -> 0 (0 和 1 重叠)，1 -> 0.9. 嗯。。如何用公式把这个映射给表达出来，输入 progress ，输出 distance 位置 。只能通过分段函数去表示，progress 0->0.5，输出distance 0.1 ->0；progress 0.5->1 ，输出distance 1->0.9. 见下图，通过两点公式可以求得：

1588500041091.jpg

/**

* 分段函数

*

* @param progress

* @param point

*/

private void getBeginPoint(float progress, float[] point) {

if (progress <= 0.5) {

//A 定点 在0.5 progress 之前都是在第四

mMeasure.getPosTan(mMeasure.getLength() * (-0.2f * progress + 0.1f), point, null);

} else {

mMeasure.getPosTan(mMeasure.getLength() * (-0.2f * progress + 1.1f), point, null);

}

}

依样画葫芦，我们来就 B 点运动轨迹的坐标，progress 进度 0->1变化时。B->B' (第四象限->第三象限)，也就是位置从 0.1 -> 0 (0 和 1 重叠)，1 -> 0.3. 通过分段函数去表示，progress 0->0.1 (B点速度较快)，输出distance 0.1 ->0；当 progress 0.1->1 ，输出distance 1->0.3. 差不多这样子，通过两点公式可以求得：

1588591051538.jpg

/**

* 分段函数

*

* @param progress

* @param point

*/

private void getSecondPoint(float progress, float[] point) {

if (progress <= 0.1) {

mMeasure.getPosTan(mMeasure.getLength() * (-1.0f * progress + 0.1f), point, null);

} else {

mMeasure.getPosTan(mMeasure.getLength() * (-7.0f / 9.0f * progress + 9.7f / 9f), point, null);

}

}

3.2、求控制点 C

1588606424855.jpg

根据上图分析，控制点C 是AB 线段的中垂线上的一点；

CO = 0.43 *AB ( O为垂足)；

O点横坐标，减去OD 就是C点横坐标 OD = cos α * OC ；

OC = 0.43 *AB；

cosα = 1 / Math.sqrt(1 + tanα * tanα)(三角函数)；

tanα = 中垂线 l 的斜率 K；

定理：l1垂直l2,那么k1*k2 = -1；那么中垂线的斜率可以通过AB 斜率得出；

所有的获取变量搞定，上面只分析了B在第四象限，A在第一象限的情况。(还有B 在 四，A在 四；B 在四，A在二；B在四，A在三的情况)但是基本思路差不多(实际上是不想画了，号称灵魂画手的我，都画得快扛不住 ahhhhh。。。)；

直接上代码：

private float[] getContrlPoint(float[] point1, float[] point2) {

float centerX = mLayer.centerX();

float centerY = mLayer.centerY();

float diffDis = (float) Math.sqrt((point1[0] - point2[0]) * (point1[0] - point2[0]) + (point1[1] - point2[1]) * (point1[1] - point2[1]));

//中垂线函数 y = kx+b 中的 k

float k = (point1[0] - point2[0]) / (point2[1] - point1[1]);

//中垂线函数 y = kx+b 中的 b

float b = (point1[1] + point2[1]) / 2.0f - (point1[0] * point1[0] - point2[0] * point2[0]) / 2.0f / (point2[1] - point1[1]);

float[] point = {0f, 0f};

// cosα 的值

float cosDegrees = (float) (1 / Math.sqrt(1 + k * k));

if (k < 0) {

//magicNum 为0.43

point[0] = (point1[0] + point2[0]) / 2.0f - (cosDegrees * diffDis * magicNum);

} else if (k > 0) {

if (point1[0] > centerX && point1[1] > centerY && point2[0] > centerX) {

point[0] = (point1[0] + point2[0]) / 2.0f - (cosDegrees * diffDis * magicNum);

} else {

point[0] = (point1[0] + point2[0]) / 2.0f + (cosDegrees * diffDis * magicNum);

}

} else {

point[0] = (point1[0] + point2[0]) / 2.0f;

}

point[1] = k * point[0] + b;

return point;

}

3.3、画 AB 向圆心弯曲的贝塞尔曲线

这个就很简单了，两个定点和一个控制点求出来了，就直接画。

//找到第一个定点

getBeginPoint(progress, mBeginPoint);

//找到第二个定点

getSecondPoint(progress, mSecondPoint);

mQuadPath.reset();

mQuadPath.moveTo(mBeginPoint[0], mBeginPoint[1]);

float[] begin = {mBeginPoint[0], mBeginPoint[1]};

//找到拟合圆的贝赛尔曲线控制点

float[] contrlPoint = getContrlPoint(begin, mSecondPoint);

//画贝赛尔曲线

mQuadPath.quadTo(contrlPoint[0], contrlPoint[1], mSecondPoint[0], mSecondPoint[1]);

3.4、画 AB 本身的圆弧

画圆弧函数 public void arcTo(RectF oval, float startAngle, float sweepAngle)；现在我们知道 AB两点坐标，能否求出 startAngle 和 sweepAngle ，答案肯定是可以的。还是先上草图：

1588606677198.jpg

上图给出的条件是 A 点在第一象限，B点在第三象限，圆弧的起始位置如草图所示，在圆的右侧中间，即startAngle为0°。那么很明显AB本身圆弧(上方的圆弧)

startAngle=180°-∠BOH

sweepAngle=∠BOH+180°-∠AOH'

∠BOH = Math.toDegrees(Math.asin(BH / circleR))

BH = B 点 Y 坐标 - centerY(圆心 Y 坐标)

∠AOH'= Math.toDegrees(Math.asin(AH'/ circleR))

AH'= centerY(圆心 Y 坐标)- A 点 Y 坐标

所有的获取变量搞定，上面只分析了A 点在第一象限，B点在第三象限的情况。(还有B 在 四，A在 四；B 在四，A在二；B在四，A在三的情况)，基本套路一样

下面直接给出代码：

private Pair getAngle(float[] point1, float[] point2) {

float centerX = mLayer.centerX();

float centerY = mLayer.centerY();

float diffY;

float degrees1 = 0;

float degrees2;

float startAngle;

float sweepAngle;

if (point2[0] > centerX && point2[1] > centerY) {

degrees1 = (float) Math.toDegrees(Math.asin((point2[1] - centerY) / circleR));

degrees2 = (float) Math.toDegrees(Math.asin((point1[1] - centerY) / circleR));

startAngle = degrees1;

sweepAngle = degrees2 - degrees1;

} else {

if (point2[0] > centerX) { //一 象限

if (point2[1] < centerY) {

diffY = centerY - point2[1];

degrees1 = (float) Math.toDegrees(Math.asin(diffY / circleR));

}

} else { // 2 3 象限

if (point2[1] < centerY) {

diffY = centerY - point2[1];

degrees1 = 180 - (float) Math.toDegrees(Math.asin(diffY / circleR));

} else {

diffY = point2[1] - centerY;

degrees1 = (float) Math.toDegrees(Math.asin(diffY / circleR)) + 180;

}

}

degrees2 = (float) Math.toDegrees(Math.asin((centerY - point1[1]) / circleR));

startAngle = 360 - degrees1;

sweepAngle = degrees1 - degrees2;

}

return new Pair<>(startAngle, sweepAngle);

}

3.5、画光晕

最后是画光晕，这个就比较简单，直接上代码

//画光晕

canvas.save();

//画布平移到中间，为了等下旋转使用

canvas.translate(mLayer.centerX(), mLayer.centerY());

//计算出当前进度需要画多少个光晕

int count = mNumOfHalo - (int) (progress / mOneOFHaleProgress);

float mHalfHaloWidth = mHaloWidth / 2;

//开始画光晕

for (int i = 0; i < count; i++) {

canvas.drawRoundRect(new RectF(-mHalfHaloWidth,-mLayer.centerY(),mHalfHaloWidth,mHaloHeight - mLayer.centerY()), mHalfHaloWidth, mHalfHaloWidth, mPaint);

canvas.rotate(mOneOFHaleDegrees);

}

canvas.restore();

彩蛋：到这基本就大功告成，虽然动画的细节非常多，但是我们还是把它给画出来了。给出了亮度的动画，这不还得要一个音量调节的动画？左边上下滑动调节亮度，右边上下滑动调节音量。(号称视频播放双动画)好的，这就给你献上，直接拿走不谢！

2020-05-05 18_09_07.gif

下面给出这个两个动画的开源代码，以及使用教程。github传送门。记得给个 Star (点个赞) 哦。