如何构造酷炫的物理效果和过场动画效果
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不论是iOS开发,还是Android开发,现在的动画库差不多都需要手动去编写动画代码。这样的话,iOS 和 Android 开发者就需要分别去编写适合自己系统的代码。而且,手动编写动画的代码也非常复杂,不容易维护,很多动画细节的调整还需要和动画设计师不断沟通打磨,尤其是千行以上的动画代码编写、维护、沟通的成本巨大。
手动编写动画代码,除了会影响到开发者外,动画设计师也难以幸免。一款产品适配的平台越多,动画设计师设计走查的周期就越长,相应的动画成本就越高。同时,动画设计师很兴奋地设计出一套炫酷地动画效果后,在要通过开发者实现出来时,却因为工时评估过长而一再被简化,甚至被直接取消。试想一下,以后他还会动力十足地去设计酷炫的动画效果吗?
所以,你会发现现在有酷炫的动画效果的 App 非常少,而且多是出自个人开发者之手。那么,这就提高了对个人开发者的要求,不但要求他代码写得好,还要能够设计出好的动画效果。但是,这样的人才也是不可多得。
那,到底有没有什么办法能够把动画制作和App开发隔离开,专人做专事,而且还能使得多个平台的动画效果保持一致呢?
办法总比困难多。接下来,我们就一起看看如何实现的问题吧。
Lottie 框架就很好地解决了动画制作与开发隔离,以及多平台统一的问题。
Lottie 是 Airbnb 开源的一个动画框架。Lottie 这个名字来自于一名德国导演洛特·赖尼格尔(Lotte Reiniger),她最著名的电影叫作“阿赫迈德王子历险记(The Adventures of Prince Achmed)”。这个框架和其他的动画框架不太一样,动画的编写和维护将由动画设计师完成,完全无需开发者操心。
动画设计师做好动画以后,可以使用After Effects将动画导出成JSON文件,然后由Lottie 加载和渲染这个JSON文件,并转换成对应的动画代码。由于是JSON格式,文件也会很小,可以减少 App 包大小。运行时还可以通过代码控制更改动画,比如更改颜色、位置以及任何关键值。另外,Lottie 还支持页面切换的过场动画(UIViewController Transitions)。
下面的两张动画,就是使用Lottie 做出来的效果。
上面这些动画,就是由动画设计师使用 After Effects 创作,然后使用 Bodymovin进行导出的,开发者完全不用做什么额外的代码工作,就能够使用原生方式将其渲染出来。
Bodymovin 是 Hernan Torrisi 做的一个 After Effects 的插件,起初导出的JSON文件只是通过 JavaScript 在网页中进行动画的播放,后来才将JSON文件的解析渲染应用到了其他平台上。
那么,如何使用 Bodymovin 呢?
你需要先到Adobe官网下载Bodymovin插件,并在 After Effects 中安装。使用 After Effects 制作完动画后,选择 Windows 菜单,找到 Extensions 的 Bodymovin 项,在菜单中选择 Render 按钮就可以输出JSON文件了。
LottieFiles网站还是一个动画设计师分享作品的平台,每个动画效果的JSON文件都可下载使用。所以,如果你现在没有动画设计师配合的话,可以到这个网站去查找并下载一个 Bodymovin 生成的JSON文件,然后运用到工程中去试试效果。
在iOS开发中使用Lottie也很简单,只要集成 Lottie 框架,然后在程序中通过 Lottie 的接口控制 After Effects 生成的动画 JSON 就行了。
首先,你可以通过 CocoaPods 集成 Lottie 框架到你工程中。Lottie iOS 框架的 GitHub 地址是https://github.com/airbnb/lottie-ios/,官方也提供了可供学习的示例。
然后,快速读取一个由Bodymovin 生成的JSON文件进行播放。具体代码如下所示:
利用 Lottie 的动画进度控制能力,还可以完成手势与动效同步的问题。动画进度控制是 LOTAnimationView 的 animationProgress 属性,设置属性的示例代码如下:
Lottie 还带有一个 UIViewController animation-controller,可以自定义页面切换的过场动画,示例代码如下:
Lottie 在运行期间提供接口和协议来更改动画,有动画数据搜索接口 LOTKeyPath,以及设置动画数据的协议 LOTValueDelegate。详细的说明和使用示例代码,你可以参看官方 iOS 教程。
Lottie 支持多平台,除了 支持iOS,还支持 Android 、React Native和Flutter。除了官方维护的这些平台外,Lottie还支持Windows、Qt、Skia 。陈卿还实现了 React、Vue和Angular对 Lottie的支持,并已将代码放到了GitHub上。
有了这么多平台的支持,对于动画设计师来说,可以安心做动画,只要简单地转换就可以完美展现动画效果,再也不用担心到开发者那里动画效果被大打折扣了。而对于开发者来说,再也不用写那些难以维护的大量动效代码了,而且App安装包的体积还变小了。
那么,这么神奇的框架,在 iOS 里到底是怎么实现的呢?接下来,我们就看下Lottie的实现原理吧。
通过原理的学习,你会掌握通过 JSON 来控制代码逻辑的能力。比如,你可以把运营活动流程的代码逻辑设计为一种规范,再设计一个拖拽工具用来创建运营活动流程,最后生成一份表示运营活动逻辑的 JSON,下发到 App 内来开启新的运营活动。
实际上,Lottie iOS在 iOS 内做的事情就是将 After Effects 编辑的动画内容,通过JSON文件这个中间媒介,一一映射到 iOS 的 LayerModel、Keyframe、ShapeItem、DashElement、Marker、Mask、Transform 这些类的属性中并保存了下来,接下来再通过 CoreAnimation 进行渲染。这就和你手动写动画代码的实现是一样的,只不过这个过程的精准描述,全部由动画设计师通过 JSON文件输入进来了。
Lottie iOS 使用系统自带的 Codable协议来解析JSON文件,这样就可以享受系统升级带来性能提升的便利,比如 ShapeItem 这个类设计如下:
通过上面代码可以看出,ShapeItem 有两个属性,映射到JSON的字符键值是 nm 和 ty,分别代表 shape 的名字和类型。下面,我们再一起看一段 Bodymovin 生成的JSON代码:
在这段JSON代码中,nm 键对应的值是 Stroke 1,ty 键对应的值是 st。那我们再来看看,st 是什么类型。
我们知道,ShapeType 是个枚举类型,它的定义如下:
通过上面的枚举定义,可以看到 st 对应的是 stroke 类型。
Lottie 就是通过这种方式,定义了一系列的类结构,可以将JSON数据全部映射过来。所有映射用的类都放在 Lottie 的 Model 目录下。使用 CoreAnimation 渲染的相关代码都在 NodeRenderSystem 目录下,比如前面举例的 Stoke。
在渲染前会生成一个节点,实现在 StrokeNode.swift 里,然后对 StokeNode 这个节点渲染的逻辑在 StrokeRenderer.swift 里。核心代码如下:
这段代码看起来是不是就很熟悉了?
如果是手写动画,这些代码就需要不断重复地写。使用第三方库去写动画的话,也无非就是多封装了一层,而属性的设置、动画时间的设置等,还是需要手动添加很多代码来完成。
但是,使用 Lottie 后,你就完全不用去管这些代码了,只需要在 After Effects 那设置属性、控制动画时间就好了。
今天这篇文章,我分享了一个制作动画的利器 Lottie,并和你说了如何在 iOS 中使用,以及它的实现原理。听到这,你一定感到奇怪, iOS 开发中还有很多优秀的动画框架,比如 Pop,但是为什么我只跟你说了 Lottie 呢?
因为在我看来, Lottie 这样的工作流程或许就是未来的趋势,就像 iOS 现在的发展趋势一样,越来越多的业务逻辑不再需要全部使用 Objective-C 或 Swift 来实现了,而是使用JavaScript 语言或者 DSL 甚至是工具来描述业务,然后将描述业务的代码转换成一种中间代码,比如 JSON,不同平台再对相同的中间代码进行解析处理,以执行中间代码描述的业务逻辑。
这样做不仅可以减轻 App 包的大小,实现多端逻辑的统一处理,还可以让团队分工更加明确,一部分人专门开发业务代码,另一部分人负责端内稳定性、质量把控、性能提升工作的建设。