# 动画原理

动画的本质是，动画对象随着时间，从初始值到最终值的连续变化。所以，定义一个动画有三个要素，动画时间即 duration，动画初始和最终值。最基础原始的关系是动画时间和动画值成正比例（线性插值）。

$\frac{t}{duration} = \frac{AnimateValue}{end - start} \tag{1}$

# KeyFrame 扩展

在 Android 内部实现上，会将初始值到最终值切分成诸多在动画时间轴均匀分布的关键帧 KeyFrame，这个类有两个重要成员变量：

mFraction：当前关键帧对应动画时间与 duration 的比值。
mValue：在当前动画时间比时，动画对象的状态值。

抽象来看，公式 $1$ 中，start & end 对应起始关键帧：KF (0, start) 和结束关键帧: KF (1, end)。但如果只有这两个关键帧，物体就只能介于这两个关键帧的动画值之间线性变化，为了支持动画值可以挣脱这个局限，动画框架提供了关键帧的 API，指定某关键帧（mFraction, mValue），其中 mValue 可以在 [start, end] 之外。也可以提供关键帧计算函数，实现曲线运动轨迹而非线段。为此动画时间轴上 t 时，对应的动画值 V 计算方法扩展为：

$\frac{\frac{t}{duration} - preKF.mFraction}{nextKF.mFraction - prevKF.mFraction} = \frac{AnimateValue}{nextKF.value - prevKF.value} \tag{2}$

它根据 $\frac{t}{duration}$ 和 KeyFrame.mFraction 相比较大小，计算位于哪两个 KeyFrame 区间，应用公式 $1$ 。随着动画时间流逝，就可以在所有的 KeyFrame 应用公式 $1$ 了。

KeyFrame.mFraction & mValue 均匀线性分布	KeyFrame.mFraction 线性，mValue 曲线分布

注：右侧第四个红点挪到 end 右侧，动画轨迹就可以越出 end 的范围了。

# 变速扩展

为支持非匀速动画，使用 Interpolator 将 t 篡改， $\frac{Interpolator(t)}{duration}$ ，转换成别的比例。

$\frac{\frac{Interpolator(t)}{duration} - preKF.mFraction}{nextKF.mFraction - prevKF.mFraction} = \frac{AnimateValue}{nextKF.value - prevKF.value} \tag{3}$

$Interpolator(t)\text{ where } t\in[0, 1]$ 其实就是一个函数，输入原始时间 t，输出篡改后的时间，约束是 Interpolator (0) = 0 && Interpolator (1) = 1。由于 AnimateValue 是 t 的函数，变速动画成为可能，且容易实现。比如未引入 Interpolator 概念的公式，AnimateValue 和 t 是等比关系，只能是匀速动画，是 Interpolator (t) = t 这一特例，但它可以做的更多，比如匀加速，匀减速…… 具体是怎么变速，AnimateValue 对 t 一阶求导可以得到速度，二阶求导可以得到加速度，这样描述应该可以更容易理解。

匀速运动 $Interpolator(t) = t$	匀加速 $Interpolator(t) = t^2$	匀减速 $Interpolator(t) = 1 - ( t - 1 ) ^ 2$

# 向量扩展

对于有些动画值，并非标量，不能简单的如： $kf2.value - kf1.value$ 直接相减，因此引入 Evaluator，从其方法签名 evaluate(float fraction, Object startValue, Object endValue) ，fraction 参数值为 $3$ 的左值，可以看出其职责为，计算出 startValue 和 endValue 之间，fraction 所对应的动画值。

$AnimateValue = evaluate(fraction, \ prevKF.value, \ nextKF.value) \tag{4}$

以颜色值为例

	public Object evaluate(float fraction, Object startValue, Object endValue) {
	int startInt = (Integer) startValue;
	int startA = (startInt >> 24) & 0xff;
	int startR = (startInt >> 16) & 0xff;
	int startG = (startInt >> 8) & 0xff;
	int startB = startInt & 0xff;

	int endInt = (Integer) endValue;
	int endA = (endInt >> 24) & 0xff;
	int endR = (endInt >> 16) & 0xff;
	int endG = (endInt >> 8) & 0xff;
	int endB = endInt & 0xff;

	return (int)((startA + (int)(fraction * (endA - startA))) << 24) \|
	(int)((startR + (int)(fraction * (endR - startR))) << 16) \|
	(int)((startG + (int)(fraction * (endG - startG))) << 8) \|
	(int)((startB + (int)(fraction * (endB - startB))));
	}

# 多属性动画

诸多关键帧只能描述单一对象的动画轨迹，将属性和其对应的关键帧封装为 PropertyValuesHolder，使得能够支持多个动画对象的多个属性同时动画。

# 动画引擎

动画的内部实现使用 Choreographer 提供定时引擎，周期性回调执行上述动画值的计算，实现动画对象从上一个关键帧到下一个关键帧的动画渐变效果。

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