【译】Flutter中的花式背景动画

程序员文章站 2022-04-13 12:05:30

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原文链接：https://medium.com/@felixblaschke/fancy-background-animations-in-flutter-4163d50f5c37

本文主要介绍如何使用 simple_animations 实现漂亮的动画效果。Demo 可见：gsy_flutter_demo

这篇文章将会介绍一个很有意思的动画效果，它能让 Flutter 的页面显得更加友好，同时本文也将展示如何使用 simple_animations 库，在 Flutter 上轻松地实现如下图所示的动画效果。

【译】Flutter中的花式背景动画

动画所需要展示的效果是：由平滑过渡的渐变背景组成，并且在文字下面会有多个波从右向左滑动。

接下来首先从背景渐变开始介绍，在 Flutter 中内置的 BoxDecoration 就支持使用 LinearGradient 来实现渐变效果，代码如下所示：

return Container(
  decoration: BoxDecoration(
      gradient: LinearGradient(
          begin: Alignment.topCenter,
          end: Alignment.bottomCenter,
          colors: [color1, color2])),
);

所以我们只需要在这个基础上去设置动画即可，这里直接使用 simple_animations 来实现效果，
在 simple_animations 中我们可以使用这两个对象来实现效果：

MultiTrackTween （动画处理对象，一次安排多个补间动画的属性）
ControlledAnimation（一个非常简单的基于补间动画的控件对象）

关于波形的实现在后面的文章中会介绍，这里先背景渐变的代码：

class AnimatedBackground extends StatelessWidget {
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    final tween = MultiTrackTween([
      Track("color1").add(Duration(seconds: 3),
          ColorTween(begin: Color(0xffD38312), end: Colors.lightBlue.shade900)),
      Track("color2").add(Duration(seconds: 3),
          ColorTween(begin: Color(0xffA83279), end: Colors.blue.shade600))
    ]);

    return ControlledAnimation(
      playback: Playback.MIRROR,
      tween: tween,
      duration: tween.duration,
      builder: (context, animation) {
        return Container(
          decoration: BoxDecoration(
              gradient: LinearGradient(
                  begin: Alignment.topCenter,
                  end: Alignment.bottomCenter,
                  colors: [animation["color1"], animation["color2"]])),
        );
      },
    );
  }
}

如上代码所示，在这里这里我们仅仅定义两个的 Track 的颜色 color1 和 color2，并将它设置到 ControlledAnimation 中，最后在 LinearGradient 使用这两个颜色。

是不是看起来很简单，这里甚至都没有看到任何 StatefulWidget 或 AnimationController，你可以将这段代码作为模板，并使用更复杂的颜色过渡对其进行扩展。

【译】Flutter中的花式背景动画

现在我们有了一个渐变背景的动画，接着可以添加一些新的动画效果来完善效果，如下图所示是我们想要实现的最终效果：

【译】Flutter中的花式背景动画

实际上，这是三个波型相互重叠的效果，这里我们需要确保它们彼此独立，以便于最终可以产生波纹的叠加效果。

因此，我们需要定义一个 WaveAnimation 具备以下属性的小控件：

speed：控制波浪动画的持续时间；
height：设置波浪作用的区域；
offset：x轴的偏移，以给出不同的波形“起始位置”；

接下来我们先要讨论一个数学的问题，要如何实现一个周期性的循环弧形动画效果呢？答案只有一个：三角函数。

首先我们需要为动画设置一个 0.0 到 2 * pi 之间的值，并将该值放入到正弦函数中，接着我们在三个位置上采样 y 的数值大小：左侧、中间和末端。这样从左到右就覆盖了一个 pi 大小的间隔，因此我们始终可以看到一个完整的正弦波的一半。

我们为什么要采样三个位置？因为我们会根据这三个位置画一段 Path，如下图所示提供了这个可视化效果：

【译】Flutter中的花式背景动画

我们从左上角开始（紫色），并在右上角（红色）添加一个二次贝塞尔函数连接过去，然后我们可以通过指定一个“控制点”（绿色）来实现这个变化，最后利用了 Flutter 的 Canvas 路径绘制的方法绘制出一个 Path。

然后我们让红色的点往橙色移动，之后让紫色的点往黄色点以后，最后我们只需要把这个 Path 路径给连接起来就可以了。

当你只仅关注紫色、绿色和红色点的时候，就可以看到我们的采样后的路径是一个正弦波的效果。

这个二次贝塞尔函数乍一看似乎有些诡异，但是它只是想画一条从紫色到红色的直线（蓝色）。它和绿点之间的距离越长，线条就会受到某种类似重力因素的影响得到灰色的形状，最终的结果是线逐渐弯曲。

class AnimatedWave extends StatelessWidget {
  final double height;
  final double speed;
  final double offset;

  AnimatedWave({this.height, this.speed, this.offset = 0.0});

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return LayoutBuilder(builder: (context, constraints) {
      return Container(
        height: height,
        width: constraints.biggest.width,
        child: ControlledAnimation(
            playback: Playback.LOOP,
            duration: Duration(milliseconds: (5000 / speed).round()),
            tween: Tween(begin: 0.0, end: 2 * pi),
            builder: (context, value) {
              return CustomPaint(
                foregroundPainter: CurvePainter(value + offset),
              );
            }),
      );
    });
  }
}

class CurvePainter extends CustomPainter {
  final double value;

  CurvePainter(this.value);

  @override
  void paint(Canvas canvas, Size size) {
    final white = Paint()..color = Colors.white.withAlpha(60);
    final path = Path();

    final y1 = sin(value);
    final y2 = sin(value + pi / 2);
    final y3 = sin(value + pi);

    final startPointY = size.height * (0.5 + 0.4 * y1);
    final controlPointY = size.height * (0.5 + 0.4 * y2);
    final endPointY = size.height * (0.5 + 0.4 * y3);

    path.moveTo(size.width * 0, startPointY);
    path.quadraticBezierTo(
        size.width * 0.5, controlPointY, size.width, endPointY);
    path.lineTo(size.width, size.height);
    path.lineTo(0, size.height);
    path.close();
    canvas.drawPath(path, white);
  }

  @override
  bool shouldRepaint(CustomPainter oldDelegate) {
    return true;
  }
}

对于这个控件，我们使用了一个 LayoutBuilder 来检查可用的宽度再进行绘制，然后使用 ControlledAnimation 和 Playback.LOOP 实现从 0.0 到 2 * pi 的简单补间数据，之后可以将当前动画值传递到 CustomPainter的 Canvas 进行动画绘制。

最终这个 CustomPainter 可以实现我们想要的波形路径，但需要注意的是，我们使用的波形与不透明度需要一层层减小，这样多个波始重叠才能始终可见。

是不是用相当少的代码就实现了很炫酷的动画？

最后如下代码所示，我们使用 Stack 将控件堆叠在一起。

class FancyBackgroundApp extends StatelessWidget {
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return Stack(
      children: <Widget>[
        Positioned.fill(child: AnimatedBackground()),
        onBottom(AnimatedWave(
          height: 180,
          speed: 1.0,
        )),
        onBottom(AnimatedWave(
          height: 120,
          speed: 0.9,
          offset: pi,
        )),
        onBottom(AnimatedWave(
          height: 220,
          speed: 1.2,
          offset: pi / 2,
        )),
        Positioned.fill(child: CenteredText()),
      ],
    );
  }

  onBottom(Widget child) => Positioned.fill(
        child: Align(
          alignment: Alignment.bottomCenter,
          child: child,
        ),
      );
}

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本文 Demo 可见：gsy_flutter_demo/anim_bg_demo_page.dart
Github ： https://github.com/CarGuo
开源 Flutter 完整项目：https://github.com/CarGuo/GSYGithubAppFlutter
开源 Flutter 多案例学习型项目: https://github.com/CarGuo/GSYFlutterDemo
开源 Fluttre 实战电子书项目：https://github.com/CarGuo/GSYFlutterBook
开源 React Native 项目：https://github.com/CarGuo/GSYGithubApp

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