作者：哈哈將 -個推 Android 高級開發工程師
前言
APP開發市場已經告別“野蠻生長”時代，人們不再滿足於APP外形創新，而將目光轉向全方面的用戶體驗上。在這過程中，動效化作爲移動互聯網產品的新趨勢，如何實現酷炫絲滑的動畫效果已然成爲開發者們的新課題。實現方式其實很簡單。本文將爲你剖析理論基礎以及具體應用。看完這篇文章，你的App也可以達到酷炫吊炸天的動畫效果。
先看兩個例子：
1. 手機 QQ 未讀消息紅點拖拽效果。
2. 小說閱讀 APP 的翻頁效果。
簡介
在開始實戰之前，我們還是先了解下理論基礎。動畫的終極武器就是貝塞爾曲線了。它是一條光滑的曲線，依據四個位置任意的點座標繪製而成。1962年，法國工程師皮埃爾·貝塞爾（Pierre Bézier）率先研究出這種矢量繪製曲線的方法並給出了詳細的計算公式，應用於汽車的主體設計。因此，人們將按照此種公式繪製的曲線命名爲貝塞爾曲線。
核心思想
貝塞爾曲線是計算機圖形學中運用得最多的參數曲線之一。它通過控制曲線上的四個點（起始點、終止點以及兩個相互分離的中間點）來創造、編輯圖形。其中起重要作用的是位於曲線中央的控制線。這條線是虛擬的，中間與貝塞爾曲線交叉，兩端是控制端點。移動兩端的端點時貝塞爾曲線可以改變曲線的曲率（彎曲的程度）；移動中間點（也就是移動虛擬的控制線）時，貝塞爾曲線在起始點和終止點鎖定的情況下做均勻移動。注意：貝塞爾曲線上的所有控制點、節點均可編輯。
原理
這裏面有個通用公式，這個公式已經有前輩幫我們總結好了。
其中 P0 爲起點，Pn 爲中點，Pi 爲控制點。
一階貝塞爾曲線
一階這個比較簡單，因爲沒有在網上找到可以直接輸入數學公式的工具，就手工推導了下。一階這個比較簡單，因爲沒有在網上找到可以直接輸入數學公式的工具，就手工推導了下。
最後的公式爲 B(t)=(1-t)Po+tP1,t->[0,1]
二階貝塞爾曲線
先看動畫效果。
關注紅線部分，這條線就是我們單位時間內運行的貝塞爾曲線效果圖。這條紅線實際上是由無數個點組成，隨着 t 的不斷變化，紅線的轉換過程非常的順滑。
最後得到的公式如下：
貝塞爾曲線的繪製，無論多少階（一階除外），均需要逐級降階，最終降至一階。在 “二階貝塞爾曲線解析” 這段文字中，從 第一步 到 第二步 的過程就是在降階。貝塞爾曲線最終的路徑是由 一階基線 上游走的紅色小點形成的。
三階貝塞爾曲線
有了二階的推導過程，三階的推導就容易多啦。由於篇幅限制，推導過程這裏不再展開，大家有興趣的話可以自行推導下。
最後的紅色曲線是由藍色一階曲線獲得的，而藍色一階曲線又是由綠色一階曲線獲得，最後的綠色一階曲線則是最外的 P0,P1,P2,P3構成的。動畫效果爲：
四階貝塞爾曲線
五階貝塞爾曲線
結論 我們發現原來貝塞爾曲線上的點與高數中二項式展開一樣，對於每個線段上的點經過控制點進行切面操作，而連續的兩點之間是無限接近的，所以在繪製的過程中會出現非常絲滑地過度。
貝塞爾曲線在 Android 上的使用
在Android 中使用貝塞爾曲線比較簡單，Android 已經內置了貝塞爾曲線的 API，開發者可以直接予以調用。主要有兩個 API 。
quadTo
其中 （startX，startY） 爲起點，（endX，endY）爲終點，而 （eventX，eventY）即爲控制點了。
cubicTo
調用此方法即可畫出一條三階貝塞爾曲線。（startX，startY）爲起點，（endX，endY）爲終點，而（leftX，leftY）與(rightX，rightY) 爲兩個控制點了。
多階貝塞爾曲線： Android 系統最高只能畫出三階的貝塞爾曲線，那麼想畫出更高階的怎麼辦呢？其實也很簡單。如果真的需要使用高階的曲線，可以進行人工降階，降階到 3 級即可。
實戰
終於到實戰環節了，該環節共有兩個demo。一個是貝塞爾曲線擬圓效果，另一個是仿網易雲音樂裏面的鯨雲效果。
效果實現1：以貝塞爾曲線畫圓爲例
前文總結了貝塞爾曲線的通用公式。在網上瀏覽資料的過程中我們發現有這麼一個公式：(4/3)tan(π/(2n))，其意義是由n段三階貝塞爾曲線擬合圓形時，曲線端點到該端點最近的控制點的最佳距離是(4/3)tan(π/(2n))。大家感興趣的話可以自行推導。推導過程並不複雜，因爲貝塞爾曲線有個重要的性質，即曲線方程中t=0.5時的點一定落在圓弧上。只需要把座標系帶入到三階方程式即可。
最後得知當 t=0.5，根據圓形方程式 X^2+Y^2=R^2 ，得到h=(4/3)(sqrt(2)-1) ≈ 0.552284749831 。有了上述的理論基礎，再去畫圓就非常的輕鬆，我們先在草稿紙中得到這麼一個模型。
根據上圖，這個圓是由 4 段三階貝塞爾曲線構成的，分別是 P0->P3，P3->P6，P6->P9，P9->P11。三階貝塞爾曲線的構圖是 Android 內置的，我們直接調用API 即可，核心代碼如下：
publicHeartView(Context context, @Nullable AttributeSet attrs,intdefStyleAttr){ super(context, attrs, defStyleAttr); init(context) }@Overrideprotectedvoidinit(Context context){mPaint =newPaint();mPaint.setAntiAlias(true); mPaint.setColor(Color.RED); mPaint.setStyle(Paint.Style.FILL);mPath =newPath();//繪製 12 個點。mCurPointList =newArrayList<>();mCurPointList.add(newPointF(0, dpToPx(-89)));mCurPointList.add(newPointF(dpToPx(50), dpToPx(-89)));mCurPointList.add(newPointF(dpToPx(90), dpToPx(-49)));mCurPointList.add(newPointF(dpToPx(90),0));mCurPointList.add(newPointF(dpToPx(90), dpToPx(50)));mCurPointList.add(newPointF(dpToPx(50), dpToPx(90)));mCurPointList.add(newPointF(0, dpToPx(90)));mCurPointList.add(newPointF(dpToPx(-49), dpToPx(90)));mCurPointList.add(newPointF(dpToPx(-89), dpToPx(50)));mCurPointList.add(newPointF(dpToPx(-89),0));mCurPointList.add(newPointF(dpToPx(-89), dpToPx(-49)));mCurPointList.add(newPointF(dpToPx(-49), dpToPx(-89))); }@OverrideprotectedvoidonDraw(Canvas canvas){ drawCoordinate(canvas);canvas.translate(mWidth /2, mHeight /2); mPath.reset();for(inti =0; i <4; i++) {if(i ==0) {mPath.moveTo(mCurPointList.get(i *3).x, mCurPointList.get(i *3).y);}else{mPath.lineTo(mCurPointList.get(i *3).x, mCurPointList.get(i *3).y); }intendPointIndex;if(i ==3) {endPointIndex =0;}else{endPointIndex = i *3+3; }mPath.cubicTo(mCurPointList.get(i *3+1).x, mCurPointList.get(i *3+1).y,mCurPointList.get(i *3+2).x, mCurPointList.get(i *3+2).y,mCurPointList.get(endPointIndex).x, mCurPointList.get(endPointIndex).y); } canvas.drawPath(mPath, mPaint); }}
成果展示
效果實現2：以網易雲音樂鯨雲效果爲例
轉換成 GIF，圖片可能會有點失真，但並不妨礙具體實現思路。根據這個 GIF，我們發現有三點功能需要去完成：
1.背景色與歌曲圖片相搭配，隨圖片的變化而變化；
2.歌曲中間圖片是一張圓形圖片並且可以自動旋轉；
3.圖形外圈有動感 3D環繞效果。
第一點實現比較簡單。
第二點也不難。我們可以把一張圖片裁剪成圓形，也可以使用 GitHub 上現有的開源庫，再加上一個屬性動畫代碼。
publicvoidhandleRotate(){ObjectAnimator objectAnimator = ObjectAnimator.ofFloat(ivShowPic,"rotation",0f,360f);objectAnimator.setDuration(20*1000); objectAnimator.setRepeatMode(ValueAnimator.RESTART);objectAnimator.setInterpolator(newLinearInterpolator());objectAnimator.setRepeatCount(-1); objectAnimator.start(); }
看下動感3D環繞效果即轉圈圈。
第三點 如何做跳動旋律特效？！！先不考慮前面兩點需求，我們逐步分析下跳動旋律特效。動態圖在文章開始部分已經看到了，我們建議先從靜態圖着手。
我們猜測可能的實現思路（不代表官方實現思路）：該動效外層一圈有 4 條線段在不規則地跳動，每條線的背後是一個圓，每個圓由 4 條貝塞爾曲線組成。
第一步 先畫個圓。我們只需要把畫筆的屬性設置成如下屬性，即可畫出一個空心圓。
爲達到更順滑的環繞效果，我們需要不斷調試各條貝塞爾曲線的對應的兩個控制點。具體參數可根據業務場景來定。文中demo僅作參考。
第二步 上文我們分析過這個圓其實是由貝塞爾曲線組成的擬圓。在Android系統中是以每秒60幀爲滿幀的，那麼只要將1秒÷60幀，就能得出16毫秒（ms）/幀是滿幀的界限，即每幀快於16ms則爲流暢。所以我們這邊的刷新頻率設定爲每 80 毫秒刷新一次：
得到的效果如下：
第三步 雛形已經完成，後續我們的做法是再往上添加 2 個圓，看下 3 個圓是怎麼樣的效果。
第四步 最後一步當然是把前面兩點合在一起啦，合一起後就可以看下最終效果了：
實際效果與預期效果會存在一定的差異，主要原因在於函數座標以及畫筆的一些屬性問題。以上就是具體的實現思路，供大家參考。
總結
酷炫動畫的實現過程並沒有我們想象的那麼複雜。其實，很多複雜特效都是由不同的動畫組合而成的，而絲滑般的動態效果則離不開貝塞爾曲線的應用。希望這篇文章可以幫助到想要做出酷炫絲滑的動態效果的你。
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