Android上如何做出高效率的波浪动画

Android上做动画常用的有属性动画,位移动画缩放等那些,但是这些是基于SDK提供的,使用方法简单,但是效率一般,主要都是在主线程上直接调用。这种方式无法做一些比较复杂精致的动画。

随着语音技术的发展,现在手机上基本都有类似iOS中是siri语音助手,然后唤醒语音助手中都会有一些声纹动画,在这里我讲介绍一下如何高效的实现这些声纹。当然不是用上面的方法,我们将使用自定义draw
只有在自定义draw才可以实现各种声浪波纹的动画,包含波浪曲线,多层波浪曲线叠加计算,波浪面的颜色渲染,这里支持渐变效果。

首先绘制波浪需要先计算波浪曲线,最常用的就是正弦曲线,最多叠加一些钟形曲线,这里面曲线参数可以根据UI定义的效果进行调试
这里我只献上两条曲线函数


正弦曲线表达式是y=sin(ωx+φ)+k
钟形曲线

表达式

正态分布表达式中有两个参数,即期望(均数)μ和标准差σ,σ2为方差。
正态分布具有两个参数μ和σ2的连续型随机变量的分布,第一参数μ是服从正态分布的随机变量的均值,第二个参数σ2是此随机变量的方差,所以正态分布记作N(μ,σ2)。
μ是正态分布的位置参数,描述正态分布的集中趋势位置。概率规律为取与μ邻近的值的概率大,而取离μ越远的值的概率越小。正态分布以X=μ为对称轴,左右完全对称。正态分布的期望、均数、中位数、众数相同,均等于μ。
σ描述正态分布资料数据分布的离散程度,σ越大,数据分布越分散,σ越小,数据分布越集中。也称为是正态分布的形状参数,σ越大,曲线越扁平,反之,σ越小,曲线越瘦高。

根号曲线

根号曲线的特点就是最高点会无限的趋近某个值,一段趋近0,这样用来控制中间最高点,两端逐步压低

通过使用上面三个曲线,基本上可以绘制出一条曲线,然后绘制多条曲线叠加计算,就可以得到一段波浪面了。
大概可以是这样的效果


颜色叠加波浪

数学知识讲完,在讲讲代码技术实现。
Android中的渲染机制,为了使得动画看上去平稳点,经过测试,需要在1s 保持有20帧的情况下才会有比较平滑。那么一帧就大概是50ms要完成计算和渲染
一开始计算和渲染我都是放在主线程进行,但是发现,如果单独运行这个还没问题,但是配合其他应用就卡得一逼,于是就开启了优化之旅

计算和渲染
为了更快的计算和渲染,采用了多线程处理方式,波浪的计算和渲染分开,当计算好结果之后就存放计算队列,渲染线程负责从计算队列获取数据并且渲染,每一帧就是50ms,当获取到队列数据,直接绘制,然后绘制时间小于50ms,那么就等待一段时间凑够50ms,如果超过了50ms,那么下一帧就直接绘制。有可能发现计算比较缓慢,或者没有数据,那么就每次等待10ms,这些数据都可以根据实际情况进行调试,得到这里感觉中的最优解。

主要采用多线程解决计算和渲染的问题,那么问题来了,子线程渲染,绘制在主线程绘制,如果主线程很忙碌,那么就会很卡,因为语音交互,支持音频拾音和解析是特别占cpu资源的,所以要考虑把绘制移植到子线程中进行。一开始很懵逼,这哪里有,结果还真有,Android中有个SurfaceView就是提供可以在子线程绘制的方式,那么咔嚓咔嚓代码一改,跑起来了,哇塞,即使主线程的其他动画都卡得一逼,我这边surfaceview的动画还是很顺畅,真特么牛逼啊。这就是技术点用surfaceview去做画布实现动画绘制,但是距离想要的效果还是很长,紧接着通过数据打点测试,继续查找优化点,发现如果计算好的路劲去绘制,也就大概10ms左右,这里已经基本没有压缩空间了。所以空间出现在计算上,计算确实很好耗时,100ms,七八十,各种不稳定,由于涉及到很多浮点数运算,机器的cpu在这方面的效率很差,为了简化这方面,可以通过提前把一些三角函数或者根号计算提前计算出来,通过数据对比,确实这方面可以节省很多时间,正弦和根号都可以提前计算,唯一不行但就是钟形曲线,最后竟然优化到50ms以内,整体效果是杠杠的。

由于项目原因,后续有叠加的好几个波浪动画版本,但是已经有了个前面这个基础,后续的迭代优化可以通过上面的技术优化变化出各种各样的波浪效果。
总结一下技术优化点

1.使用SurfaceView绘制,实现子线程绘制
2.提前计算好一些曲线值,避免重复浮点数运算,简化运算量
3.增加重要数据埋点,完成demo参数测试版本,方便得出最佳效果参数
4.山穷水路疑无路,只要坚持下去,就可以柳暗花明又一村

最后附上demo效果图


波浪效果图.gif

这里就不贴上代码了,主要分析技术优化和实现方法。有需要交流的请下方交流,谢谢

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
禁止转载,如需转载请通过简信或评论联系作者。
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 217,734评论 6 505
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 92,931评论 3 394
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 164,133评论 0 354
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 58,532评论 1 293
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 67,585评论 6 392
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 51,462评论 1 302
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 40,262评论 3 418
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 39,153评论 0 276
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 45,587评论 1 314
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 37,792评论 3 336
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 39,919评论 1 348
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 35,635评论 5 345
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 41,237评论 3 329
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 31,855评论 0 22
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,983评论 1 269
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 48,048评论 3 370
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 44,864评论 2 354

推荐阅读更多精彩内容