通过源码，手把手带你学属性动画（四） - 理解插值器（附神器）

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这已经是系列文章第四篇了，算是基础知识的最后一篇了，讲完这篇就开始分析源码、写动效了，我感觉我能写到十，哈哈！感兴趣的可以看一下前几篇文章：

《通过源码，手把手带你学属性动画（一） - 相关类总览》

《通过源码，手把手带你学属性动画（二） - ValueAnimator基础》

《通过源码，手把手带你学属性动画（三） - ValueAnimator进阶》

说起插值器你可能会陌生，因为在之前的几篇文章中我们都没有提及过，不过没关系，本文将一步一步带你全面了解插值器。

细心地读者会发现，在系列文章第一篇的“监听动画每一帧的值”部分，我们打印了动画的值，发现其变化速率并不是匀速变化的，而是呈现“先加速、后减速”的状态。这就是插值器的作用！

下面，跟着源码及官方文档，我们一起探究插值器。

1. 插值器介绍

插值器只是一个概念，系统中与之相关的类叫做 TimeInterpolator ，其只是一个接口，准确来说叫做“时间插值器”。该接口的注释为：

A time interpolator defines the rate of change of an animation. This allows animations to have non-linear motion, such as acceleration and deceleration.

意思是：该时间插值器定义了动画的变化率，允许动画做非线性的运动，比如加速、减速。

这样，插值器的主要作用我们就明白了。接下来，看看这个接口的代码，该接口只有一个接口方法：

/**
* @param input A value between 0 and 1.0 indicating our current point
*        in the animation where 0 represents the start and 1.0 represents
*        the end
* @return The interpolation value. This value can be more than 1.0 for
*         interpolators which overshoot their targets, or less than 0 for
*         interpolators that undershoot their targets.
*/
float getInterpolation(float input);

不管是系统内置的插值器，还是我们自定义插值器，只需要实现接口并重写该方法，就可以起到插值器的作用。

该方法的作用是什么呢？上图保留了源码中对方法的注释，我就不直译了，说下大概的意思：

方法参数 input 接收 0 和 1.0 之间的值表示动画的当前进度，是线性变化的，其中0表示开始，1.0表示结束；

返回值表示对 input 进行插值之后的值，我们就是在这儿做“手脚”，让返回值不再是线性的，就完成自己定义动画的变化率了。

2. 插值器原理分析

系统会根据动画当前时间和动画总时长，计算时间进度fraction，fraction为float类型，值范围为0f~1f，该值是随着时间流逝匀速变化的。我们将 fraction 作为参数input传入getInterpolation(float input)方法：

直接 return fraction，则实际的值依然呈现匀速变化。

这次 return (float)(Math.cos((input 1) * Math.PI) / 2.0f) 0.5f，则实际的值将呈现“先加速、后减速”的变化过程。（具体如何实现先加速后减速，后面再介绍。）

上述总结可能不太好理解，下面举个例子。在40ms内，距离 x 从0过渡到40，结合上述总结，则匀速变化和变速变化的过程分别如下图，很直观：





图片来自官方网站

上面第二张图的效果（先加速后减速），就体现了插值器的作用，其是系统内置的AccelerateDecelerateInterpolator插值器。下面，带你着重分析一下系统内置插值器：AccelerateDecelerateInterpolator，看其是如何实现动画“先加速、后减速”变化的。

3.AccelerateDecelerateInterpolator

系统内置了许多实现了TimeInterpolator接口的插值器，让我们看官方文档：



这么多插值器，数都数不过来，就不一一介绍了，具体效果大家可以自行看一下，就只看关键的getInterpolation()方法就好了。

下面着重分析插值器 AccelerateDecelerateInterpolator，其是属性动画默认采用的插值器，我们看一下其内部 getInterpolation() 方法的实现：

public float getInterpolation(float input) {
return (float)(Math.cos((input+1) * Math.PI) / 2.0f) + 0.5f;
}

就一行代码，这个表达式有没有觉得似曾相识呢？对，就是在上面举例子用的表达式，那么其如何实现先加速后减速的效果呢？我们分析一下：

输入：input，值即为fraction，从0~1

计算：cos((input+1) * Math.PI) 即表示cos(π)到cos(2π)，该区间函数值范围为-1~1，再除以2，则为-0.5~0.5，最后再加上0.5

输出：范围0~1。

我们对比一下直接输出input和对input进行变换后输出的效果图：



很明显，绿色线条表示直接输出，其表示随时间推移的匀速变化，而红色的曲线，是对input经过三角变换后的输出，分析其切线，能明显跟决出其先加速，在 input 为 0.5 处速度达到最大，而后减速的过程。

其他插值器的原理类似，大家可以根据上述分析思路，查看其他插值器的getInterpolation()方法。下面，我们来看看如何自定义插值器！

4. 自定义插值器

只知道用是不够的，还要会自定义！

系统内置插值器已经能满足我们的大多数需求，但有时候难免会需要根据特殊业务自定义。出于演示，来一个系统没有的效果 – “先减速后加速”。

自定义一个类叫 MyDecelerateAccelerateInterpolator，然后重写getInterpolation()方法即可，我直接上代码：

public class MyDecelerateAccelerateInterpolator implements TimeInterpolator {
@Override
public float getInterpolation(float input) {
if (input <= 0.5) {
return (float) (Math.sin(Math.PI * input)) / 2;
} else {
return (float) (2 - Math.sin(Math.PI * input)) / 2;
}
}
}

根据上面分析AccelerateDecelerateInterpolator的逻辑，分析MyDecelerateAccelerateInterpolator 对你来说不是问题，我就不再分析了，下面直接看变换前后的对比效果：



上图的效果不难理解吧。

经过前面的讲解，相信你已经掌握了有关插值器的原理，以及如何自定义插值器。自定义这块，一般都会用到函数的知识，像上面的三角函数就是。如果不会，你应该找高中体育老师去嘿嘿！

5. 使用插值器

说了这么多，对插值器应该理解了吧，下面说说使用。我们可以通过setInterpolator()方法使用插值器，这个真没啥要强调的，你可以把其他插值器都试试：

valueAnimator.setInterpolator(new MyDecelerateAccelerateInterpolator());

具体的效果可自行打印查看，在后面介绍 ObjectAnimator 并对 view 进行动画时，再演示效果。

6. 补充

还记得在上节介绍 TypeEvaluator 时，阐明其作用是：告诉属性动画系统如何从开始值过渡到结束值。并且，本质可以用如下表达式概括：

返回值 = 开始值 + (终点值-开始值) * 进度

如果你认为此处的“进度”就是动画运行的时间进度，那就错了，这样的话要插值器还怎么派上用场？

实际上，该“进度”指的是时间进度经过插值器计算后得到的动画进度。用 fraction 表示动画运行时间占总的动画时间比例，即时间进度，那么上述表达式应该扩展为：

返回值 = 开始值 + (终点值-开始值) * getInterpolation(fraction)

记住这一点就好了，在下节分析源码时我们会证明这一点。

7. 福利

文章的最后，送给大家一个理解插值器的神器，效果如下，自己使用感受一下！



本文就到这儿了，文中若有任何不妥之处，还望留言指正；若对你有帮助，还望点个赞！

下篇分析源码，看 ValueAnimator 动画实现的机制及流程，敬请期待！不想错过了可以关注我的公众号哈！

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