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动画

动画对于创造出色的用户体验至关重要。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,很少会立即停止。动画允许你在界面中传达物理上可信的运动。

React Native 提供了两种互补的动画系统:Animated 用于对特定值进行精细和交互式控制,以及 LayoutAnimation 用于动画全局布局事务。

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 专注于输入和输出之间的声明性关系,中间有可配置的转换,以及控制基于时间的动画执行的 start/stop 方法。

Animated 导出了六种可动画的组件类型:ViewTextImageScrollViewFlatListSectionList,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看起来像这样

让我们来分解一下这里发生了什么。在 FadeInView 的 render 方法中,一个新的 Animated.Value,名为 fadeAnim,使用 useRef 初始化。View 上的 opacity 属性被映射到这个动画值。在底层,数字值被提取并用于设置不透明度。

当组件挂载时,不透明度设置为 0。然后,fadeAnim 动画值开始缓动动画,它将在值动画到最终值 1 的过程中,在每一帧更新其所有依赖的映射(在本例中,只有不透明度)。

这是以一种优化的方式完成的,比调用 setState 并重新渲染更快。因为整个配置是声明性的,我们将能够实现进一步的优化,将配置序列化并在高优先级线程上运行动画。

配置动画

动画是高度可配置的。自定义和预定义的缓动函数、延迟、持续时间、衰减因子、弹簧常数等都可以根据动画类型进行调整。

Animated 提供了几种动画类型,最常用的是 Animated.timing()。它支持使用各种预定义的缓动函数之一随时间对值进行动画处理,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,以传达物体的逐渐加速和减速。

默认情况下,timing 将使用 easeInOut 曲线,它传达了逐渐加速到全速并以逐渐减速停止。你可以通过传递 easing 参数来指定不同的缓动函数。还支持自定义 duration 或动画开始前的 delay

例如,如果我们想创建一个持续 2 秒的动画,使物体在移动到最终位置之前稍微后退

tsx
Animated.timing(this.state.xPosition, {
toValue: 100,
easing: Easing.back(),
duration: 2000,
useNativeDriver: true,
}).start();

请查看 Animated API 参考的配置动画部分,了解有关内置动画支持的所有配置参数的更多信息。

组合动画

动画可以组合并按顺序或并行播放。顺序动画可以在前一个动画完成后立即播放,或者它们可以在指定的延迟后开始。Animated API 提供了几种方法,例如 sequence()delay(),每个方法都接受一个要执行的动画数组,并根据需要自动调用 start()/stop()

例如,下面的动画平稳停止,然后同时旋转并弹回

tsx
Animated.sequence([
// decay, then spring to start and twirl
Animated.decay(position, {
// coast to a stop
velocity: {x: gestureState.vx, y: gestureState.vy}, // velocity from gesture release
deceleration: 0.997,
useNativeDriver: true,
}),
Animated.parallel([
// after decay, in parallel:
Animated.spring(position, {
toValue: {x: 0, y: 0}, // return to start
useNativeDriver: true,
}),
Animated.timing(twirl, {
// and twirl
toValue: 360,
useNativeDriver: true,
}),
]),
]).start(); // start the sequence group

如果一个动画停止或中断,则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 以禁用此功能。

你可以在 Animated API 参考的组合动画部分找到所有组合方法的完整列表。

组合动画值

你可以通过加、乘、除或模运算组合两个动画值来创建新的动画值。

在某些情况下,动画值需要反转另一个动画值进行计算。一个例子是反转比例(2x --> 0.5x)

tsx
const a = new Animated.Value(1);
const b = Animated.divide(1, a);

Animated.spring(a, {
toValue: 2,
useNativeDriver: true,
}).start();

插值

每个属性都可以首先通过插值运行。插值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,它将超出给定范围外推曲线,但你也可以让它限制输出值。

将 0-1 范围转换为 0-100 范围的基本映射是

tsx
value.interpolate({
inputRange: [0, 1],
outputRange: [0, 100],
});

例如,你可能希望将 Animated.Value 视为从 0 到 1,但将位置从 150px 动画到 0px,不透明度从 0 动画到 1。这可以通过修改上述示例中的 style 来完成,如下所示

tsx
  style={{
opacity: this.state.fadeAnim, // Binds directly
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非常方便。例如,要获得在 -300 处为负关系,在 -100 处变为 0,然后回到 0 处为 1,然后回到 100 处为 0,然后是一个死区,对所有超出此范围的值都保持为 0,你可以这样做

tsx
value.interpolate({
inputRange: [-300, -100, 0, 100, 101],
outputRange: [300, 0, 1, 0, 0],
});

这将像这样映射

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() 还支持映射到字符串,允许你动画颜色以及带单位的值。例如,如果你想动画旋转,你可以这样做

tsx
value.interpolate({
inputRange: [0, 360],
outputRange: ['0deg', '360deg'],
});

interpolate() 也支持任意缓动函数,其中许多已在 Easing 模块中实现。interpolate() 还具有可配置的 outputRange 外推行为。你可以通过设置 extrapolateextrapolateLeftextrapolateRight 选项来设置外推。默认值为 extend,但你可以使用 clamp 来防止输出值超出 outputRange

跟踪动态值

动画值还可以通过将动画的 toValue 设置为另一个动画值而不是纯数字来跟踪其他值。例如,像 Messenger 在 Android 上使用的“聊天头像”动画可以通过固定在另一个动画值上的 spring() 实现,或者通过 timing()duration 为 0 进行严格跟踪。它们也可以与插值组合使用

tsx
Animated.spring(follower, {toValue: leader}).start();
Animated.timing(opacity, {
toValue: pan.x.interpolate({
inputRange: [0, 300],
outputRange: [1, 0],
}),
useNativeDriver: true,
}).start();

leaderfollower 动画值将使用 Animated.ValueXY() 实现。ValueXY 是处理 2D 交互(例如平移或拖动)的便捷方式。它是一个基本包装器,包含两个 Animated.Value 实例和一些调用它们的辅助函数,使 ValueXY 在许多情况下可以替代 Value。它允许我们在上面的示例中跟踪 x 和 y 值。

跟踪手势

手势,如平移或滚动,以及其他事件可以通过 Animated.event 直接映射到动画值。这是通过结构化映射语法完成的,以便可以从复杂的事件对象中提取值。第一级是一个数组,允许跨多个参数进行映射,并且该数组包含嵌套对象。

例如,在处理水平滚动手势时,你需要执行以下操作才能将 event.nativeEvent.contentOffset.x 映射到 scrollX(一个 Animated.Value

tsx
 onScroll={Animated.event(
// scrollX = e.nativeEvent.contentOffset.x
[{nativeEvent: {
contentOffset: {
x: scrollX
}
}
}]
)}

以下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 中使用的 Animated.event 进行动画处理

ScrollView 与动画事件示例

使用 PanResponder 时,你可以使用以下代码从 gestureState.dxgestureState.dy 中提取 x 和 y 位置。我们在数组的第一个位置使用 null,因为我们只对传递给 PanResponder 处理程序的第二个参数 gestureState 感兴趣。

tsx
onPanResponderMove={Animated.event(
[null, // ignore the native event
// extract dx and dy from gestureState
// like 'pan.x = gestureState.dx, pan.y = gestureState.dy'
{dx: pan.x, dy: pan.y}
])}

PanResponder 与动画事件示例

响应当前动画值

你可能会注意到在动画时没有明确的方法来读取当前值。这是因为由于优化,该值可能只在原生运行时中已知。如果你需要响应当前值运行 JavaScript,有两种方法

  • spring.stopAnimation(callback) 将停止动画并使用最终值调用 callback。这在进行手势转换时很有用。
  • spring.addListener(callback) 将在动画运行时异步调用 callback,提供一个最近的值。这对于触发状态变化很有用,例如当用户将其拖到更近时将一个浮标捕捉到新选项,因为这些较大的状态变化对几帧的延迟不如连续手势(如平移)敏感,后者需要以 60 fps 运行。

Animated 旨在完全可序列化,以便动画可以以高性能方式运行,独立于正常的 JavaScript 事件循环。这确实影响了 API,因此当某些操作看起来比完全同步系统更复杂时,请记住这一点。查看 Animated.Value.addListener 作为解决其中一些限制的方法,但要谨慎使用,因为它将来可能会对性能产生影响。

使用原生驱动

Animated API 被设计为可序列化的。通过使用原生驱动,我们在动画开始前将所有动画信息发送到原生端,允许原生代码在 UI 线程上执行动画,而无需在每帧通过桥接。一旦动画开始,JS 线程可以被阻塞而不会影响动画。

通过在启动动画时在动画配置中设置 useNativeDriver: true,可以为普通动画使用原生驱动。出于历史原因,没有 useNativeDriver 属性的动画将默认为 false,但会发出警告(以及 TypeScript 中的类型检查错误)。

tsx
Animated.timing(this.state.animatedValue, {
toValue: 1,
duration: 500,
useNativeDriver: true, // <-- Set this to true
}).start();

动画值只与一个驱动程序兼容,因此如果您在某个值上启动动画时使用原生驱动程序,请确保该值上的每个动画也使用原生驱动程序。

原生驱动也适用于 Animated.event。这对于遵循滚动位置的动画特别有用,因为如果没有原生驱动,由于 React Native 的异步性质,动画总是会比手势慢一帧。

tsx
<Animated.ScrollView // <-- Use the Animated ScrollView wrapper
onScroll={Animated.event(
[
{
nativeEvent: {
contentOffset: {y: this.state.animatedValue},
},
},
],
{useNativeDriver: true}, // <-- Set this to true
)}>
{content}
</Animated.ScrollView>

你可以通过运行 RNTester 应用程序,然后加载 Native Animated Example 来查看原生驱动的实际效果。你还可以查看源代码,了解这些示例是如何生成的。

注意事项

并非所有可以使用 Animated 完成的操作当前都受原生驱动支持。主要限制是你只能动画非布局属性:像 transformopacity 这样的属性会起作用,但 Flexbox 和位置属性则不会。使用 Animated.event 时,它只适用于直接事件,而不适用于冒泡事件。这意味着它不适用于 PanResponder,但适用于 ScrollView#onScroll 等。

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长时间或循环动画,可以在动画的配置中使用 isInteraction: false 来防止此问题。

请注意

在使用 rotateYrotateX 等变换样式时,请确保已设置变换样式 perspective。目前,如果没有它,某些动画可能无法在 Android 上渲染。示例如下。

tsx
<Animated.View
style={{
transform: [
{scale: this.state.scale},
{rotateY: this.state.rotateY},
{perspective: 1000}, // without this line this Animation will not render on Android while working fine on iOS
],
}}
/>

其他示例

RNTester 应用程序中包含各种 Animated 使用示例

LayoutAnimation API

LayoutAnimation 允许您全局配置 createupdate 动画,这些动画将在下一个渲染/布局周期中用于所有视图。这对于进行 Flexbox 布局更新非常有用,无需测量或计算特定属性以直接对其进行动画处理,尤其适用于布局更改可能影响祖先的情况,例如“查看更多”展开,它还会增加父级的大小并向下推下面的行,否则需要组件之间明确协调才能同步动画它们。

请注意,尽管 LayoutAnimation 功能强大且非常有用,但它提供的控制比 Animated 和其他动画库少得多,因此如果你无法让 LayoutAnimation 实现你想要的效果,你可能需要使用其他方法。

请注意,为了使其在 Android 上工作,你需要通过 UIManager 设置以下标志

tsx
UIManager.setLayoutAnimationEnabledExperimental(true);

此示例使用预设值,你可以根据需要自定义动画,有关更多信息,请参阅 LayoutAnimation.js

附加说明

requestAnimationFrame

requestAnimationFrame 是一个你可能熟悉的浏览器 polyfill。它接受一个函数作为其唯一参数,并在下一次重绘之前调用该函数。它是动画的基本构建块,支撑着所有基于 JavaScript 的动画 API。通常,你不需要自己调用它——动画 API 将为你管理帧更新。

setNativeProps

正如在直接操作部分所提及的,setNativeProps 允许我们直接修改由原生支持的组件(实际上由原生视图支持的组件,与复合组件不同)的属性,而无需 setState 和重新渲染组件层次结构。

我们可以在 Rebound 示例中使用它来更新比例——如果我们要更新的组件嵌套很深并且没有通过 shouldComponentUpdate 进行优化,这可能会有所帮助。

如果你发现动画出现掉帧(每秒低于 60 帧),请考虑使用 setNativePropsshouldComponentUpdate 来优化它们。或者你可以使用 useNativeDriver 选项在 UI 线程而不是 JavaScript 线程上运行动画。你可能还希望使用 InteractionManager 将任何计算密集型工作推迟到动画完成后再进行。你可以使用应用程序内开发菜单中的“FPS Monitor”工具来监控帧率。