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这样做动画交互,一点都不费力!

程序员文章站 2022-06-30 18:19:14
本文由云+社区发表 作者:paulzeng 导语: Lottie是Airbnb开源的一个面向 iOS、Android、React Native 的动画库,可实现非常复杂的动画,使用也及其简单,极大释放人力,值得一试。 一、简介 Lottie 是Airbnb开源的一个面向 iOS、Android、Re ......

本文由云+社区发表

作者:paulzeng

导语:lottie是airbnb开源的一个面向 ios、android、react native 的动画库,可实现非常复杂的动画,使用也及其简单,极大释放人力,值得一试。

一、简介

lottie 是airbnb开源的一个面向 ios、android、react native 的动画库,能分析 adobe after effects 导出的动画,并且能让原生 app 像使用静态素材一样使用这些动画,完美实现动画效果。

现在使用各平台的 native 代码实现一套复杂的动画是一件很困难并且耗时的事,我们需要为不同尺寸的屏幕加载不同的素材资源,还需要写大量难维护的代码,而lottie可以做到同一个动画文件在不同平台上实现相同的效果,极大减少开发时间,实现不同的动画,只需要设置不同的动画文件即可,极大减少开发和维护成本。

官方效果图:

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二、如何使用

lottie支持多平台,使用同一个json动画文件,可在不同平台实现相同的效果。

android 通过airbnb的开源项目实现,最低支持 api 16;

ios 通过airbnb的开源项目实现,最低支持 ios 7;

react native,通过airbnb的开源项目实现;

这样做动画交互,一点都不费力!

这是react logo的动画,以下以android平台为例如何使用lottie

1.下载lottie

在项目的 build.gradle 文件添加依赖

dependencies {  
  compile 'com.airbnb.android:lottie:2.1.0'
}

2.添加 adobe after effects 导出的动画文件

lottie默认读取assets中的文件,我们需要把动画文件react.json 保存在app/src/main/assets文件里。(文件比较大,只展示了部分内容,文件链接

{
    "v": "4.6.0", 
    "fr": 29.9700012207031, 
    "ip": 0, 
    "op": 141.000005743048, 
    "w": 800, 
    "h": 800, 
    "ddd": 0, 
    "assets": [ ], 
    "layers": [
        {
            "ddd": 0, 
            "ind": 0, 
            "ty": 4, 
            "nm": "center_circle", 
            "ks": {...}, 
            "ao": 0, 
            "shapes": [...], 
            "ip": 0, 
            "op": 900.000036657751, 
            "st": 0, 
            "bm": 0, 
            "sr": 1
        }, 
        {...}, 
        {...}, 
        {...}
    ]
}

3.使用lottie

在布局文件中直接添加lottie的lottieanimationview控件,即可在界面显示react logo动画效果

<com.airbnb.lottie.lottieanimationview
        android:id="@+id/animation_view"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        app:lottie_filename="react.json"
        app:lottie_loop="true"
        app:lottie_autoplay="true" />

4.引入lottie影响

(1)兼容性

lottie 最低支持版本api 16,低版本系统需要做降级动画或者不展示动画

(2)安装包

影响项 使用前 使用后 结论
方法数 144807 145891 增加1084个方法
安装包大小 41969kb 42037kb 增大68kb

这是用全民k歌release包的测试数据,lottie本身方法数不小,有方法数超标和安装包过大的风险,业务可自行评估

注:lottieanimationview继承于v7的appcompatimageview,需要引入v7兼容包,根据业务需要,可以源码引入lottie,让lottieanimationview继承与imageview,就不用引入v7兼容包,可减小安装大小。

三、使用小技巧

1.加载sdcard动画文件

stringbuilder stringbuilder = new stringbuilder();
bufferedreader bufferedreader = new bufferedreader(new filereader(new file(json_path + "react.json")));
string content = null;
while ((content = bufferedreader.readline()) != null){
    stringbuilder.append(content);
}
jsonobject jsonobject = new jsonobject(stringbuilder.tostring());
animationview.setanimation(jsonobject);
animationview.loop(true);
animationview.playanimation();

2.加载sdcard图片

animationview.setimageassetdelegate(new imageassetdelegate() {
    @override
    public bitmap fetchbitmap(lottieimageasset asset) {
        try {
            fileinputstream fileinputstream = new fileinputstream(image_path + asset.getfilename());
            return bitmapfactory.decodestream(fileinputstream);  ///把流转化为bitmap图片
        } catch (exception e) {
            log.e(tag, "", e);
        }
        return null;
    }
});

3.加载sdcard字体

animationview.setfontassetdelegate(new fontassetdelegate(){
    public typeface fetchfont(string fontfamily) {
        typeface customfont = typeface.createfromfile(font_path + fontfamily);
        return customfont;
    }
});

4.缓存动画

/*
* lottie内部有两个缓存map(强引用缓存,弱引用缓存),在动画文件加载完成后会根据设置的缓存策略缓存动画,方便下次使用。
*/
animationview.setanimation(animation, lottieanimationview.cachestrategy.strong);    //强缓存

animationview.setanimation(animation, lottieanimationview.cachestrategy.weak);      //弱缓存

四、lottie实现原理

这样做动画交互,一点都不费力!

设计师把一张复杂的图片使用多个图层来表示,每个图层展示一部分内容,图层中的内容也可以拆分为多个元素。拆分元素之后,根据动画需求,可以单独对图层或者图层中的元素做平移、旋转、收缩等动画。

lottie的使用的资源是需要先通过( bodymovin 插件本身是用于网页上呈现各种ae效果的一个开源库)将 adobe after effects (ae)生成的aep动画工程文件转换为通用的json格式描述文件。lottie则负责解析动画的数据,计算每个动画在某个时间点的状态,准确地绘制到屏幕上。

导出的json动画描述文件:

{
    "v": "4.6.0", 
    "fr": 29.9700012207031, 
    "ip": 0, 
    "op": 141.000005743048, 
    "w": 800, 
    "h": 800, 
    "ddd": 0, 
    "assets": [ ], 
    "layers": [
        {...}, 
    ]
}

lottie主要类图:

这样做动画交互,一点都不费力!

图:lottie_class

lottie对外通过控件lottieanimationview暴露接口,控制动画。

lottieanimationview继承自imageview,通过当前时间绘制canvas显示到界面上。这里有两个关键类:lottiecomposition 负责解析json描述文件,把json内容转成java数据对象;lottiedrawable负责绘制,把lottiecomposition转成的数据对象绘制成drawable显示到view上。顺序如下:

这样做动画交互,一点都不费力!

1.json文件解析

lottiecomposition负责解析json文件,建立数据到java对象的映射关系。

(1)解析json外部结构

lottiecomposition封装整个动画的信息,包括动画大小,动画时长,帧率,用到的图片,字体,图层等等。

json外部结构

{
    "v": "4.6.0",               //bodymovin的版本
    "fr": 29.9700012207031,     //帧率
    "ip": 0,                    //起始关键帧
    "op": 141.000005743048,     //结束关键帧
    "w": 800,                   //动画宽度
    "h": 800,                   //动画高度
    "ddd": 0, 
    "assets": [...]             //资源信息
    "layers": [...]             //图层信息
}
//解析json的源码
static lottiecomposition fromjsonsync(resources res, jsonobject json) {
      rect bounds = null;
      float scale = res.getdisplaymetrics().density;
      int width = json.optint("w", -1);
      int height = json.optint("h", -1);

      if (width != -1 && height != -1) {
        int scaledwidth = (int) (width * scale);
        int scaledheight = (int) (height * scale);
        bounds = new rect(0, 0, scaledwidth, scaledheight);
      }

      long startframe = json.optlong("ip", 0);
      long endframe = json.optlong("op", 0);
      float framerate = (float) json.optdouble("fr", 0);
      string version = json.optstring("v");
      string[] versions = version.split("[.]");
      int major = integer.parseint(versions[0]);
      int minor = integer.parseint(versions[1]);
      int patch = integer.parseint(versions[2]);
      lottiecomposition composition = new lottiecomposition(
          bounds, startframe, endframe, framerate, scale, major, minor, patch);
      jsonarray assetsjson = json.optjsonarray("assets");
      parseimages(assetsjson, composition); //解析图片
      parseprecomps(assetsjson, composition);
      parsefonts(json.optjsonobject("fonts"), composition); //解析字体
      parsechars(json.optjsonarray("chars"), composition);  //解析字符
      parselayers(json, composition);   //解析图层
      return composition;
    }

(2)解析图片资源

lottieimageasset类封装图片信息

"assets": [                 //资源信息
    {                       //第一张图片
        "id": "image_0",    //图片id
        "w": 58,            //图片宽度
        "h": 31,            //图片高度
        "u": "images/",     //图片路径
        "p": "img_0.png"    //图片名称
    },
    {...}                   //第n张图片
]
static lottieimageasset newinstance(jsonobject imagejson) {
    return new lottieimageasset(imagejson.optint("w"), imagejson.optint("h"), imagejson.optstring("id"),
          imagejson.optstring("p"));
}

(3)解析图层

layer封装图层信息,现在lottie只支持precomp,solid,image,null,shape,text这6中图层。

"layers": [                 //图层信息
    {                       //第一层动画
        "ddd": 0, 
        "ind": 0,           //layer id 图层 id
        "ty": 4,            //图层类型
        "nm": "center_circle", 
        "ks": {...},        //动画
        "ao": 0, 
        "shapes": [...], 
        "ip": 0,            //inframe 该图层起始关键帧
        "op": 90,           //outframe 该图层结束关键帧
        "st": 0,            //startframe 开始
        "bm": 0, 
        "sr": 1
    }, 
    {...}                   //第n层动画
]

2.如何动起来

lottie时序图:

这样做动画交互,一点都不费力!

利用属性动画控制进度,每次进度改变通知到每一层,触发lottieanimationview重绘。

(1)利用属性动画计算进度

这里用到了属性动画来产生一个0~1的插值,根据不同的插值来设置当前动画进度。

代码如下:

public lottiedrawable() {
    animator.setrepeatcount(0);
    animator.setinterpolator(new linearinterpolator());
    animator.addupdatelistener(new valueanimator.animatorupdatelistener() {
        @override
        public void onanimationupdate(valueanimator animation) {
            if (systemanimationsaredisabled) {
                animator.cancel();
                setprogress(1f);
            } else {
                setprogress((float) animation.getanimatedvalue());
            }
        }
    });
}

(2)通过compositionlayer把进度传递到各个图层

@override
public void setprogress(@floatrange(from = 0f, to = 1f) float progress) {
    super.setprogress(progress);
    if (timeremapping != null) {
        long duration = lottiedrawable.getcomposition().getduration();
        long remappedtime = (long) (timeremapping.getvalue() * 1000);
        progress = remappedtime / (float) duration;
    }
    if (layermodel.gettimestretch() != 0) {
        progress /= layermodel.gettimestretch();
    }
    progress -= layermodel.getstartprogress();
    for (int i = layers.size() - 1; i >= 0; i--) {
        layers.get(i).setprogress(progress);
    }
}

(3)通知进度改变

  void setprogress(@floatrange(from = 0f, to = 1f) float progress) {
    if (progress < getstartdelayprogress()) {
      progress = 0f;
    } else if (progress > getendprogress()) {
      progress = 1f;
    }

    if (progress == this.progress) {
      return;
    }
    this.progress = progress;

    for (int i = 0; i < listeners.size(); i++) {
      listeners.get(i).onvaluechanged();
    }
  }

(4)最终回调到lottieanimationview的invalidatedrawable

@override
public void invalidatedrawable(@nonnull drawable dr) {
    if (getdrawable() == lottiedrawable) {
      // we always want to invalidate the root drawable so it redraws the whole drawable.
      // eventually it would be great to be able to invalidate just the changed region.
        super.invalidatedrawable(lottiedrawable);
    } else {
      // otherwise work as regular imageview
        super.invalidatedrawable(dr);
    }
}

(5)最后触发lottiedrawable重绘

@override
public void draw(@nonnull canvas canvas) {
    ...
    matrix.reset();
    matrix.prescale(scale, scale);
    compositionlayer.draw(canvas, matrix, alpha);   //这里会调用所有layer的绘制方法
    if (hasextrascale) {
        canvas.restore();
    }
}

五、性能

1.官方说明

如果没有mask和mattes,那么性能和内存非常好,没有bitmap创建,大部分操作都是简单的cavas绘制。

如果存在mattes,将会创建2~3个bitmap。bitmap在动画加载到window时被创建,被window删除时回收。所以不宜在recyclerview中使用包涵mattes或者mask的动画,否则会引起bitmap抖动。除了内存抖动,mattes和mask中必要的bitmap.erasecolor()和canvas.drawbitmap()也会降低动画性能。对于简单的动画,在实际使用时性能不太明显。

如果在列表中使用动画,推荐使用缓存lottieanimationview.setanimation(string, cachestrategy) 。

2.属性动画和lottie动画对比

以下性能对比是以k歌内单个礼物动画效果

属性动画 lottie使用硬件加速 lottie未使用硬件加速
帧率 这样做动画交互,一点都不费力! 这样做动画交互,一点都不费力! 这样做动画交互,一点都不费力!
内容 这样做动画交互,一点都不费力! 这样做动画交互,一点都不费力! 这样做动画交互,一点都不费力!
cpu 这样做动画交互,一点都不费力! 这样做动画交互,一点都不费力! 这样做动画交互,一点都不费力!

lottie动画在未开启硬件加速的情况下,帧率、内存,cpu都比属性动画差,开启硬件加速后,性能差不多。

3、未开启硬件加速,lottie动画大小帧率对比

0.12倍 1倍
这样做动画交互,一点都不费力! 这样做动画交互,一点都不费力!

主要耗时在draw方法,绘制区域越小,耗时越小

六、k歌可用的场景

1.特性引导视频

全民k歌每个大版本的首次启动都会有视频引导动画,每次都会在清晰度和文件大小平衡,最终导出一个大概有3-4m的引导视频,使用lottie可提高动画清晰度和减小安装包大小

2.loading动画

这样做动画交互,一点都不费力!

这样做动画交互,一点都不费力!

3.礼物动画

这样做动画交互,一点都不费力!

这是全民k歌的礼物面板,内部有大量礼物动画,每个礼物动画都不相同,动画过程中有大量的旋转,透明度,大小的变化,需要用属性动画实现,非常麻烦,代码可维护性也比较差。对比使用lottie后,有几大优势:

1、100%实现设计效果

2、客户端代码量极少,易维护

3、每个动画可动态配置动画样式(加载不同的json)

4、所有动画都可动态配置,动画配置文件,素材都可从网上加载

4.说唱

这样做动画交互,一点都不费力!

k歌的说唱功能需要歌词按照特定的动画展示出来,这里就涉及歌词放大,缩小,旋转等等特效。实现时,根据当前时间,在canvas上歌词绘制出来,最终再和声音融合在一起生成一个mv视频,这里就导致动画不能特别复杂,并且有一定的规律。

如果使用lottie后,可以把效果导出到json动画文件里,客户端加载动画文件,循环设置进度,读取每帧画面,再和声音融合生成mv。

优势:

1.动画丰富

2.代码量少

3.可使用设计导出的字体

代码

animationview.setprogress(progress);        //设置当前进度
animationview.builddrawingcache();          //强制缓存绘制数据
bitmap image = animationview.getdrawingcache(); //获取当前绘制数据

七、总结

1.劣势

(1)性能不够好—某些动画特效,内存和性能不够好;相对于属性动画,在展示大动画时,帧率较低

2.优势

(1)开发效率高—代码实现简单,更换动画方便,易于调试和维护。

(2)数据源多样性—可从assets,sdcard,网络加载动画资源,能做到不发版本,动态更新

(3)跨平台—设计稿导出一份动画描述文件,android,ios,react native通用

lottie使用简单,易于上手,非常值得尝试。

八、参考资料

1.github - airbnb/lottie-android: render after effects animations natively on android and ios

2.lottie的使用及原理浅析 - 彩笔学长 - csdn博客

3.从json文件到炫酷动画-lottie实现思路和源码分析 - 简书

4.most popular - lottiefiles

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