Android Material Design Animation（二）

1 View transitions（View转换效果）

1.1 什么是 `Transition` ？

Transition 的中文翻译是 “过渡”、“转换”、“转变”，这里对于 View Transition 个人粗浅的理解是：View 的场景切换，即 View 的入场和出场。

那么 View transition Aniamtion 就很好理解了，就是当 view 入场或出场时触发的动画。

1.2 如何实现 `View Transition` 动画

不管是自己实现，还是 Android 系统已经帮我们实现了的机制，大概都能总结为 3 步：

捕获view在开始场景和结束场景中的状态
基于view从一个场景到另一个场景的状态改变，创建动画
执行动画

1.3 Android Transition 框架是如何实现动画的呢？

beginDelayedTransition(), 传入 view 和 Fade，调用captureStartValues() 记录场景中各个 view 的可见性
设置 view 为不可见
在下一帧的时候，Framework 调用 captureEndValues()，记录场景中每个 view 的可见性
Framework 根据可见性发生变化的 view 的前后值，创建并返回 AnimatorSet
Framework 运行 Animator，触发 view 逐渐进入或退出场景
其中 Android 已经预定义了 Fade, Slide, Explode
如果需要自定义动画的话，需要派生自 Visibility, 并重载 onAppear 和 onDisappear，分别返回 View 入场和出场的动画 Animator

示例代码如下：

TransitionManager.beginDelayedTransition(mRootView, new Fade());
toggleVisibility(mRedBox, mGreenBox, mBlueBox, mPurpleBox, mOrangeBox);

private static void toggleVisibility(View... views) {
    for (View view : views) {
        boolean isVisible = view.getVisibility() == View.VISIBLE;
        view.setVisibility(isVisible ? View.INVISIBLE : View.VISIBLE);
    }
}

说明：这里通过设置 view 的 visibility 来触发 view 的出场和入场

效果如下：

image

说明：红色点击对应 Fade, 绿色点击对应 Slide, 蓝色点击对应 Explode，黄色点击对应自定义的圆形消失动画

1.4 基于 Transition Framework 创建动画的优点

简单查看如下：

抽象了 Animator 的概念，使用者并不需要知道底层是通过 Animator 实现的
减少了代码量，仅需要指定view的前后不同状态，Transition会自动创建动画
有利于代码复用，自定义的 View Transition Visibility 可以直接给其他模块复用，且能使代码结构清晰

2 Activity Transitions（Activity 转换效果）

2.1 版本区别

Android 5.0 之前

可以通过 Activity.overridePendingTransition(); 和 FragmentTransaction#setCustomAnimation(); 来实现 Activity 之间的切换效果。

示例代码如下：
```
activity.finish();
overridePendingTransition(R.anim.anim_fade_in, R.anim.anim_fade_out);
```
缺点：只能对一个 Activity 和 Fragment 的整个 view 做动画
Android 5.0
- 允许对Activity/Fragment的单个view做动画
- 允许定义共享view并创建动画

2.2 分类

按触发时间划分
1. Exit transition (A启动B, A发生exit)
2. Enter transition (A启动B, B发生enter)
3. Return transition (B返回A, B发生return)
4. Reenter transition (B返回A, A发生reenter)
按内容划分
1. Content Transition (内容切换)
2. Shared Element Transition (共享元素切换)

2.3 创建 Activity Transition 的步骤

在调用和被调用的 Activity 中，通过设定 Window.FEATURE_ACTIVITY_TRANSITIONS 和Window.FEATURE_CONTENT_TRANSITIONS 来启动 transition api。

具体代码如下：

java 代码中设置
```
getWindow().requestFeature(Window.FEATURE_CONTENT_TRANSITION);
```
style.xml 文件中设置
```
<item name=“android:windowContentTransitions”>true</item>
```
注：使用 Material Design 主题的 app 默认已启动
分别在调用与被调用的 Activity 中设置 exit 和 enter transition。
- Material 主题默认会将 exit 的 transition 设置为 null, 而 enter 的 transition 设置成 Fade
- 如果 reenter 或 return transition 没有明确设置，则将用 exit 和 enter 的 transition 替代
分别在调用与被调用的 Activity 中设置 exit 和 enter 共享元素的 transition。
- Material 主题会默认将 exit 的共享元素 transition 设置成 null，而 enter 的共享元素 transition 设置成 @android:transition/move
- 如果 reenter 或 return transition 没有明确设置，则将用 exit 和 enter 的共享元素 transition 替代
调用 startActivity(Context, Bundle) 启动 Activity
- 第二个参数 ActivityOptions.makeSceneTransitionAnimation(activity, pairs).toBundle();
- 其中 pairs 参数是一个数组：Pair<View, String>，该数组列出了 activity 中共享的 view 和 view 的名称
调用 finishAfterTransition() 触发返回动画，而不是 finish()
默认情况下，Material 主题的 app 中 enter / return 的 content transition 会在 exit / reenter 的 content transitions 结束之前开始播放（只是稍微早于）
- 可调用 setWindowAllowEnterTransitionOverlap() 和 setWindowAllowReturnTransitionOverlap() 方法屏蔽

2.4 创建 Fragment Transition 的步骤

页面的 exit, enter, reenter, 和 return transition 需要调用 fragment 的相应方法来设置，或者通过fragment 的 xml 属性来设置。
共享元素的 enter 和 return transition 也需要调用 fragment 的相应方法来设置，或者通过 fragment 的 xml 属性来设置。
虽然在 Activity 中 transition 是被 startActivity() 和 finishAfterTransition() 触发的，但是 fragment 的 transition 却是在其被 FragmentTransaction 执行下列动作的时候自动发生的。added, removed, attached, detached, shown, hidden
在 fragment commit 之前，共享元素需要通过调用 addSharedElement(View, String) 方法来成为 FragmentTransaction 的一部分

3 Acvitivity - Content Transitions

Content Transition 的概念：Activity 或 Fragment 切换的时候，定义非共享 view 进入或离开场景的方式（动画）

相关的 api 有：setExitTransition(), setEnterTransition(), setReturnTransition(), setReenterTransition()

3.1 Content transition 如何触发

假设从 Activity A 启动 B，则过程如下：

当 Activity A 调用 startActivity
1. Framework 遍历 A 的场景树，并判断哪些 view 会离开场景
2. A 的 exit transition 捕获 transition view 的初始状态
3. Framework 设置全部的 transition view 为 INVISIBLE
4. 在下一帧的时候，A 的 exit transition 捕获 transition view 的终止状态
5. A 的 exit transition 根据前后的状态改变，创建 Animator 后并运行
当 Activity B 启动
1. Framework 遍历 B 的场景树，并判断哪些 view 会进入，将这些 view 初始化为 INVISIBLE
2. B 的 enter transition 捕获 transition view 的初始状态
3. Framework 设置全部的 transition view 为 VISIBLE
4. 在下一帧的时候，B 的 enter transition 捕获 transition view 的终止状态
5. B 的 enter transition 根据前后的状态改变，创建 Animator 后并运行

3.2 演示效果 1

image

3.3 Content Transition 的对象

看到这里，相信大家已经对 Activity Content Transition 已经有了比较清晰的理解了。不过如果仔细查看演示效果，发现还是有问题，那就是页面中的 WebView 并没有做动画。那么问题来了：

什么样的对象可以当做 Transition Objects
能否把 ViewGroup 和它的 children 当做一个整体做动画

查看源码:

/** @hide */
@Override
public void captureTransitioningViews(List<View> transitioningViews) {
    if (getVisibility() != View.VISIBLE) {
        return;
    }
    if (isTransitionGroup()) {
        transitioningViews.add(this);
    } else {
        int count = getChildCount();
        for (int i = 0; i < count; i++) {
            View child = getChildAt(i);
            child.captureTransitioningViews(transitioningViews);
        }
    }
}

我们会发现如果接口 isTransitionGroup() 返回 true 的话，那这个 View 或 ViewGroup 就可以当做一个整体来对待。然后再查看下 WebView.isTransitionGroup() 的原始返回值，发现是 false。到这里，我们就发现前面页面中的 WebView 并没有做动画的原因了，由于 Framework 捕获 WebView 的时候，isTransitionGroup() 返回 false, 由此开始遍历 WebView 的子控件，然后 getChildCount() 返回 0，那这里可以理解为 WebView 被忽略过去了，导致我们设置的 Content Transition 动画无法在 WebView 上生效。我们只需调用 WebView.setTransitionGroup(true) 就能让系统捕获住 WebView。

3.4 演示效果 2

image

说明：当点击最下面中间的按钮之后，调用了 setTransitionGroup 之后，WebView 也开始跟着做动画了

4 Acvitivity - Shared Element Transition

4.1 概念及 api

Shared Element Transition 的概念：定义的共享 view，在场景切换的时候，触发从场景1运动到场景2的对应的位置的动画

4.2 Shared Element Transition 触发过程

当 Activity A 启动 B，B 被创建，并且 B 的场景树被 measured 和 laid out 在一个透明的窗口
Framework 将 B 中的 shared element 放置在 A 对应的位置上（ resize和reposition ）
B enter transition 捕获 shared element 在 B 上的终止状态
B enter transition 比较 shared element 的初始和终止状态，创建 Animator
Framework 隐藏 A 上的 shared element，并运行 Animator
当 Animator 结束或者将要结束的时候，B 的窗口背景色逐渐转为不透明，并触发 B 的 enter content transition

注：默认情况下，在 transition 运行过程中 shared element 在整个场景树的顶层绘制。可以通过调用 Window#setSharedElementsUseOverlay(false) 来禁用默认效果

4.3 Shared Element Transition 对象

和 Content Transition 不同的是，Shared Element 需要主动设置。

为了将上面的演示结果中悬浮按钮指定为一个 Shared Element，程序猿需要写如下代码：

Transition1Activity.java

ActivityOptions transitionActivityOptions = ActivityOptions.makeSceneTransitionAnimation(
        Transition1Activity.this,
        Pair.create(mFabButton, "fab"));

Transition1Activity.xml

<Button
    android:id="@+id/fab_button"
    android:layout_width="@dimen/fab_big_size"
    android:layout_height="@dimen/fab_big_size"
    android:transitionName="fab" />

Transition2Activity.xml

<Button
    android:id="@+id/fab_button"
    android:layout_width="@dimen/fab_size"
    android:layout_height="@dimen/fab_big_size"
    android:transitionName="fab" />

说明：对于 mFabButton 来说，需要在当前 Activity 的 xml 文件中指定 transitionName，和后面跳转的 Activity 的 xml 文件中也指定相同的 transitionName。在 java 代码中，明确指定控件对象和设定的 transitionName。

4.4 Shared Element Transition 延迟启动

为什么需要延迟启动
1. 当 shared element 在 Fragment 中，FragmentTransactions 不会被立马执行
2. 当 shared element 是大尺寸高分辨率的图片时，会触发一次额外的排版
3. 当 shared element 依赖于异步加载的数据时，导致排版不及时

如何延迟启动

Android 给我们提供了 2 个接口 postponeEnterTransition() 和 startPostponedEnterTransition()

具体使用代码如下：

postponeEnterTransition();
mSharedElement.getViewTreeObserver().addOnPreDrawListener(new ViewTreeObserver.OnPreDrawListener() {
    @Override
    public boolean onPreDraw() {
        mSharedElement.getViewTreeObserver().removeOnPreDrawListener(this);
        mSharedElement.requestLayout();
        startPostponedEnterTransition();
        return true;
    }
});

4.5 演示效果

image

4.6 注意点

在调用 postponeEnterTransition 之后，别忘记调用 startPostponeEnterTransition，忘记调用将导致 app 进入一种死锁状态，无法进入下一个 activity/Fragment
延迟时间最好不要超过1秒钟

Android Material Design Animation（二）