动画
动画对于打造良好的用户体验非常重要。静止的物体在开始移动时必须克服惯性。运动中的物体具有动量,并且很少会立即停下来。动画可以让你在界面中传达出符合物理直觉的运动效果。
React Native 提供了两套互补的动画系统:Animated 用于对特定数值进行细粒度和交互式控制,LayoutAnimation 用于整体布局变更的动画处理。
Animated API
Animated API 旨在以高性能的方式,简洁地表达各种有趣的动画和交互模式。Animated 重点关注输入与输出之间的声明式关系,中间的转换可配置,并提供 start/stop 方法来控制基于时间的动画执行。
Animated 导出了六种可设置动画的组件类型:View、Text、Image、ScrollView、FlatList 和 SectionList,但你也可以使用 Animated.createAnimatedComponent() 创建自己的组件。
例如,一个在挂载时淡入的容器视图可能如下所示:
- TypeScript
- JavaScript
让我们来拆解一下这里发生了什么。在 FadeInView 的渲染方法中,使用 useRef 初始化了一个名为 fadeAnim 的新 Animated.Value。View 上的 opacity 属性被映射到这个动画值。底层会提取数值,并用它来设置透明度。
当组件挂载时,不透明度会被设置为 0。然后会在 fadeAnim 动画值上启动一个缓动动画,它会在每一帧随着数值动画到最终值 1,而更新其所有依赖映射(在这个例子中只有不透明度)。
这样做的优化方式比调用 setState 并重新渲染更快。由于整个配置是声明式的,我们将能够实现更多优化,把配置序列化,并在高优先级线程上运行动画。
配置动画
动画具有很强的可配置性。自定义和预定义的缓动函数、延迟、时长、衰减系数、弹簧常量等,都可以根据动画类型进行调整。
Animated 提供了多种动画类型,其中最常用的是 Animated.timing()。它支持使用多种预定义缓动函数之一,按时间对一个值进行动画处理,或者你也可以使用自己的缓动函数。缓动函数通常用于动画中,以传达物体逐渐加速和减速的效果。
默认情况下,timing 会使用 easeInOut 曲线,表现为逐渐加速到全速,并在结束时逐渐减速直至停止。你可以通过传入 easing 参数来指定不同的缓动函数。也支持自定义 duration,甚至在动画开始前加入 delay。
例如,如果我们想创建一个持续 2 秒的动画,让某个对象先稍微后退一点,然后再移动到最终位置:
Animated.timing(this.state.xPosition, {
toValue: 100,
easing: Easing.back(),
duration: 2000,
useNativeDriver: true,
}).start();
请查看 Animated API 参考中的 配置动画 部分,了解内置动画支持的所有配置参数。
组合动画
动画可以组合起来按顺序播放或并行播放。顺序动画可以在前一个动画结束后立即播放,也可以在指定延迟后开始。Animated API 提供了多个方法,例如 sequence() 和 delay(),它们都会接受一个要执行的动画数组,并在需要时自动调用 start()/stop()。
例如,下面的动画会先减速到停止,然后并行地弹回,同时旋转:
Animated.sequence([
// 先衰减,再弹回起点并旋转
Animated.decay(position, {
// 滑行至停止
velocity: {x: gestureState.vx, y: gestureState.vy}, // 来自手势释放的速度
deceleration: 0.997,
useNativeDriver: true,
}),
Animated.parallel([
// 衰减后,并行执行:
Animated.spring(position, {
toValue: {x: 0, y: 0}, // 返回起点
useNativeDriver: true,
}),
Animated.timing(twirl, {
// 以及旋转
toValue: 360,
useNativeDriver: true,
}),
]),
]).start(); // 启动这个序列组
如果其中一个动画停止或被中断,则该组中的所有其他动画也会停止。Animated.parallel 有一个 stopTogether 选项,可以设置为 false 来禁用这一行为。
你可以在 Animated API 参考中的 组合动画 部分找到完整的方法列表。
组合动画值
你可以通过加法、乘法、除法或取模来 组合两个动画值,以创建一个新的动画值。
在某些情况下,动画值需要在计算时对另一个动画值取反。一个例子是反转缩放比例(2x --> 0.5x):
const a = new Animated.Value(1);
const b = Animated.divide(1, a);
Animated.spring(a, {
toValue: 2,
useNativeDriver: true,
}).start();
插值
每个属性都可以先经过插值处理。插值会将输入范围映射到输出范围,通常使用线性插值,但也支持缓动函数。默认情况下,它会在给定范围之外外推曲线,不过你也可以让它将输出值限制在边界内。
一个将 0-1 范围转换为 0-100 范围的基本映射如下:
value.interpolate({
inputRange: [0, 1],
outputRange: [0, 100],
});
例如,你可能会认为 Animated.Value 从 0 到 1 变化,但实际上希望位置从 150px 动画到 0px,同时不透明度从 0 到 1。可以通过像下面这样修改上面的 style 来实现:
style={{
opacity: this.state.fadeAnim, // 直接绑定
transform: [{
translateY: this.state.fadeAnim.interpolate({
inputRange: [0, 1],
outputRange: [150, 0] // 0 : 150, 0.5 : 75, 1 : 0
}),
}],
}}
interpolate() 也支持多个范围段,这对于定义死区和其他实用技巧很有帮助。例如,要得到这样一种关系:在 -300 时为 300,到 -100 时为 0,然后回升到 0 时为 1,再下降到 100 时为 0,之后进入一个保持为 0 的死区,你可以这样做:
value.interpolate({
inputRange: [-300, -100, 0, 100, 101],
outputRange: [300, 0, 1, 0, 0],
});
其映射结果如下:
Input | Output
------|-------
-400| 450
-300| 300
-200| 150
-100| 0
-50| 0.5
0| 1
50| 0.5
100| 0
101| 0
200| 0
interpolate() 也支持映射为字符串,这样你既可以为数值,也可以为带单位的值制作动画。例如,如果你想让旋转动画动起来,可以这样做:
value.interpolate({
inputRange: [0, 360],
outputRange: ['0deg', '360deg'],
});
interpolate() 也支持任意缓动函数,其中许多已经在 Easing 模块中实现。interpolate() 还可以对 outputRange 的外推行为进行配置。你可以通过设置 extrapolate、extrapolateLeft 或 extrapolateRight 选项来指定外推方式。默认值是 extend,但你也可以使用 clamp 来防止输出值超过 outputRange。
跟踪动态值
通过将动画的 toValue 设置为另一个动画值而不是普通数字,动画值也可以跟踪其他值。例如,类似 Messenger 在 Android 上使用的 “Chat Heads” 动画,可以通过将 spring() 绑定到另一个动画值上来实现,或者使用 duration 为 0 的 timing() 来实现刚性跟踪。它们也可以与插值组合使用:
Animated.spring(follower, {toValue: leader}).start();
Animated.timing(opacity, {
toValue: pan.x.interpolate({
inputRange: [0, 300],
outputRange: [1, 0],
}),
useNativeDriver: true,
}).start();
leader 和 follower 这两个动画值会使用 Animated.ValueXY() 来实现。ValueXY 是处理二维交互的便捷方式,例如平移或拖拽。它是一个基础包装器,内部包含两个 Animated.Value 实例以及一些调用这些实例的辅助函数,在很多情况下可以直接替代 Value。它让我们能够在上面的示例中同时跟踪 x 和 y 值。
跟踪手势
平移或滚动等手势,以及其他事件,都可以通过 Animated.event 直接映射到动画值。它使用结构化的映射语法,因此可以从复杂的事件对象中提取值。第一层是一个数组,用于支持跨多个参数的映射,而该数组包含嵌套对象。
例如,在处理水平滚动手势时,你可以按如下方式将 event.nativeEvent.contentOffset.x 映射到 scrollX(一个 Animated.Value):
onScroll={Animated.event(
// scrollX = e.nativeEvent.contentOffset.x
[{nativeEvent: {
contentOffset: {
x: scrollX
}
}
}]
)}
下面的示例实现了一个水平滚动轮播,其中滚动位置指示器使用 ScrollView 中的 Animated.event 进行动画处理。
带 Animated Event 的 ScrollView 示例
在使用 PanResponder 时,你可以使用以下代码从 gestureState.dx 和 gestureState.dy 中提取 x 和 y 位置。我们在数组的第一个位置使用 null,因为我们只关心传给 PanResponder 处理函数的第二个参数,也就是 gestureState。
onPanResponderMove={Animated.event(
[null, // 忽略 native event
// 从 gestureState 中提取 dx 和 dy
// 类似于 'pan.x = gestureState.dx, pan.y = gestureState.dy'
{dx: pan.x, dy: pan.y}
])}
带 Animated Event 的 PanResponder 示例
响应当前动画值
你可能会注意到,在动画进行时,并没有明显的方法来读取当前值。这是因为经过优化后,该值可能只会在原生运行时中可知。如果你需要根据当前值运行 JavaScript,有两种方法:
spring.stopAnimation(callback)会停止动画,并用最终值调用callback。这在处理手势过渡时很有用。spring.addListener(callback)会在动画运行期间异步调用callback,提供一个最近的值。这适合触发状态变化,例如当用户拖动一个 bobble 更接近某个选项时,将其吸附到新选项,因为这类较大的状态变化对几帧延迟没那么敏感,而像平移这类连续手势则需要以 60 fps 运行。
Animated 旨在完全可序列化,因此动画可以以高性能方式运行,而不依赖于普通的 JavaScript 事件循环。这确实会影响 API,所以当某些操作看起来比完全同步系统更难实现时,请记住这一点。你可以查看 Animated.Value.addListener 作为绕过这些限制的一种方式,但请谨慎使用,因为它将来可能会带来性能影响。
使用原生驱动
Animated API 的设计目标是可序列化。通过使用 原生驱动,我们会在动画开始前把与动画有关的所有内容发送到原生端,让原生代码在 UI 线程上执行动画,而无需在每一帧都经过桥接。动画开始后,即使 JS 线程被阻塞,也不会影响动画。
对于普通动画,使用原生驱动可以在启动动画时将 useNativeDriver: true 设置到动画配置中来实现。未提供 useNativeDriver 属性的动画出于历史原因会默认使用 false,但会发出警告(在 TypeScript 中也会有类型检查错误)。
Animated.timing(this.state.animatedValue, {
toValue: 1,
duration: 500,
useNativeDriver: true, // <-- 将这里设为 true
}).start();
动画值只能兼容一种驱动,因此如果你在某个值上启动动画时使用了原生驱动,请确保该值上的每个动画也都使用原生驱动。
原生驱动也可以与 Animated.event 一起使用。这对于跟随滚动位置的动画尤其有用,因为如果不使用原生驱动,由于 React Native 的异步特性,动画总会比手势慢一帧。
<Animated.ScrollView // <-- 使用 Animated ScrollView 包装器
onScroll={Animated.event(
[
{
nativeEvent: {
contentOffset: {y: this.state.animatedValue},
},
},
],
{useNativeDriver: true}, // <-- 将这里设为 true
)}>
{content}
</Animated.ScrollView>
你可以通过运行 RNTester 应用,然后加载 Native Animated Example 来查看原生驱动的实际效果。你也可以查看 源代码 了解这些示例是如何实现的。
注意事项
并非你使用 Animated 能做的所有事情都当前被原生驱动支持。主要限制是你只能为非布局属性设置动画:像 transform 和 opacity 这样的属性可以工作,但 Flexbox 和位置属性则不行。使用 Animated.event 时,它只适用于直接事件,不适用于冒泡事件。这意味着它不能与 PanResponder 配合使用,但可以用于 ScrollView#onScroll 之类的场景。
当动画运行时,它可能会阻止 VirtualizedList 组件渲染更多行。如果你需要在用户滚动列表时运行一个较长或循环的动画,可以在动画配置中使用 isInteraction: false 来避免这个问题。
请注意
在使用诸如 rotateY、rotateX 等 transform 样式时,请确保 transform 样式 perspective 已设置到位。目前某些动画在 Android 上如果没有它可能无法渲染。示例如下。
<Animated.View
style={{
transform: [
{scale: this.state.scale},
{rotateY: this.state.rotateY},
{perspective: 1000}, // 如果没有这一行,这个动画在 Android 上将无法渲染,但在 iOS 上可以正常工作
],
}}
/>
更多示例
RNTester 应用中有 Animated 的各种使用示例:
LayoutAnimation API
LayoutAnimation 允许你全局配置 create 和 update 动画,这些动画会在下一次渲染/布局周期中应用于所有视图。这对于在不需要测量或计算特定属性来直接执行动画的情况下进行 Flexbox 布局更新非常有用;当布局变化可能影响祖先节点时尤其有用,例如“查看更多”的展开会同时增加父组件的尺寸并推动下面的行下移,而这种情况通常需要组件之间显式协调,才能让它们同步动画。
请注意,虽然 LayoutAnimation 非常强大且很有用,但它提供的控制远少于 Animated 和其他动画库,因此如果 LayoutAnimation 无法满足你的需求,你可能需要采用其他方案。
请注意,为了让它在 Android 上正常工作,你需要通过 UIManager 设置以下标志:
UIManager.setLayoutAnimationEnabledExperimental(true);
这个示例使用了一个预设值,你可以根据需要自定义动画,更多信息请参阅 LayoutAnimation.js。
额外说明
requestAnimationFrame
requestAnimationFrame 是一个你可能很熟悉的浏览器 polyfill。它接受一个函数作为唯一参数,并在下一次重绘之前调用该函数。它是动画的基础构建块,支撑着所有基于 JavaScript 的动画 API。一般来说,你不需要自己调用它——动画 API 会为你管理帧更新。
setNativeProps
如 直接操作部分 所述,setNativeProps 允许我们直接修改原生支持组件的属性(这些组件实际上由原生视图支撑,而不是复合组件),而不必 setState 并重新渲染组件层级。
我们可以在 Rebound 示例中使用它来更新缩放——如果我们正在更新的组件嵌套很深,并且没有通过 shouldComponentUpdate 做过优化,这可能会很有帮助。
如果你发现动画出现掉帧(性能低于每秒 60 帧),可以考虑使用 setNativeProps 或 shouldComponentUpdate 来优化它们。或者,你也可以使用 useNativeDriver 选项 将动画运行在 UI 线程而不是 JavaScript 线程上。你还可以使用 InteractionManager 将任何计算密集型工作延后到动画完成之后。你可以通过 In-App Dev Menu 中的 “FPS Monitor” 工具来监控帧率。