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一个绚丽的loading动效分析与实现

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前两天我们这边的头儿给我说，有个 gif 动效很不错，可以考虑用来做项目里的loading，问我能不能实现，看了下效果确实不错，也还比较有新意，复杂度也不是非常高，所以就花时间给做了，我们先一起看下原gif图效果：

从效果上看，我们需要考虑以下几个问题：

1.叶子的随机产生；
2.叶子随着一条正余弦曲线移动；
3.叶子在移动的时候旋转，旋转方向随机，正时针或逆时针；
4.叶子遇到进度条，似乎是融合进入；
5.叶子不能超出最左边的弧角；
7.叶子飘出时的角度不是一致，走的曲线的振幅也有差别，否则太有规律性，缺乏美感；

总的看起来，需要注意和麻烦的地方主要是以上几点，当然还有一些细节问题，比如最左边是圆弧等等；
那接下来我们将效果进行分解，然后逐个击破：
整个效果来说，我们需要的图主要是飞动的小叶子和右边旋转的风扇，其他的部分都可以用色值进行绘制，当然我们为了方便，就连底部框一起切了；
先从gif 图里把飞动的小叶子和右边旋转的风扇、底部框抠出来，小叶子图如下：

我们需要处理的主要有两个部分：

随着进度往前绘制的进度条；
不断飞出来的小叶片；

我们先处理第一部分－随着进度往前绘制的进度条：
进度条的位置根据外层传入的 progress 进行计算，可以分为图中 1、2、3 三个阶段：

当progress 较小，算出的当前距离还在弧形以内时，需要绘制如图所示 1 区域的弧形，其余部分用白色填充；
当 progress 算出的距离到2时，需要绘制棕色半圆弧形，其余部分用白色矩形填充；
当 progress 算出的距离到3 时，需要绘制棕色半圆弧形，棕色矩形，白色矩形；
当 progress 算出的距离到头时，需要绘制棕色半圆弧形，棕色矩形；（可以合并到3中）

首先根据进度条的宽度和当前进度、总进度算出当前的位置：

//mProgressWidth为进度条的宽度，根据当前进度算出进度条的位置  
mCurrentProgressPosition = mProgressWidth * mProgress / TOTAL_PROGRESS;

然后按照上面的逻辑进行绘制，其中需要计算上图中的红色弧角角度，计算方法如下：

// 单边角度  
int angle = (int) Math.toDegrees(Math.acos((mArcRadius - mCurrentProgressPosition)/ (float) mArcRadius));

Math.acos() －反余弦函数；
Math.toDegrees() －弧度转化为角度，Math.toRadians 角度转化为弧度

所以圆弧的起始点为：

int startAngle = 180 - angle;

圆弧划过的角度为：

2 * angle

这一块的代码如下：

// mProgressWidth为进度条的宽度，根据当前进度算出进度条的位置  
mCurrentProgressPosition = mProgressWidth * mProgress / TOTAL_PROGRESS;  
// 即当前位置在图中所示1范围内  
if (mCurrentProgressPosition < mArcRadius) {  
    Log.i(TAG, "mProgress = " + mProgress + "---mCurrentProgressPosition = "  
            + mCurrentProgressPosition  
            + "--mArcProgressWidth" + mArcRadius);  
    // 1.绘制白色ARC，绘制orange ARC  
    // 2.绘制白色矩形  

    // 1.绘制白色ARC  
    canvas.drawArc(mArcRectF, 90, 180, false, mWhitePaint);  

    // 2.绘制白色矩形  
    mWhiteRectF.left = mArcRightLocation;  
    canvas.drawRect(mWhiteRectF, mWhitePaint);  

    // 3.绘制棕色 ARC  
    // 单边角度  
    int angle = (int) Math.toDegrees(Math.acos((mArcRadius - mCurrentProgressPosition)  
            / (float) mArcRadius));  
    // 起始的位置  
    int startAngle = 180 - angle;  
    // 扫过的角度  
    int sweepAngle = 2 * angle;  
    Log.i(TAG, "startAngle = " + startAngle);  
    canvas.drawArc(mArcRectF, startAngle, sweepAngle, false, mOrangePaint);  
} else {  
    Log.i(TAG, "mProgress = " + mProgress + "---transfer-----mCurrentProgressPosition = "  
            + mCurrentProgressPosition  
            + "--mArcProgressWidth" + mArcRadius);  
    // 1.绘制white RECT  
    // 2.绘制Orange ARC  
    // 3.绘制orange RECT  

    // 1.绘制white RECT  
    mWhiteRectF.left = mCurrentProgressPosition;  
    canvas.drawRect(mWhiteRectF, mWhitePaint);  

    // 2.绘制Orange ARC  
    canvas.drawArc(mArcRectF, 90, 180, false, mOrangePaint);  
    // 3.绘制orange RECT  
    mOrangeRectF.left = mArcRightLocation;  
    mOrangeRectF.right = mCurrentProgressPosition;  
    canvas.drawRect(mOrangeRectF, mOrangePaint);  

}

接下来再来看叶子部分：
首先根据效果情况基本确定出曲线函数，标准函数方程为：y = A(wx+Q)+h，其中w影响周期，A影响振幅，周期T＝ 2 Math.PI/w;
根据效果可以看出，周期大致为总进度长度，所以确定w＝(float) ((float) 2 Math.PI /mProgressWidth)；

仔细观察效果，我们可以发现，叶子飘动的过程中振幅不是完全一致的，产生一种错落的效果，既然如此，我们给叶子定义一个Type，根据Type 确定不同的振幅；

我们创建一个叶子对象：

private class Leaf {  

     // 在绘制部分的位置  
     float x, y;  
     // 控制叶子飘动的幅度  
     StartType type;  
     // 旋转角度  
     int rotateAngle;  
     // 旋转方向--0代表顺时针，1代表逆时针  
     int rotateDirection;  
     // 起始时间(ms)  
     long startTime;  
 }

类型采用枚举进行定义，其实就是用来区分不同的振幅：

private enum StartType {  
    LITTLE, MIDDLE, BIG  
}

创建一个LeafFactory类用于创建一个或多个叶子信息：

private class LeafFactory {  
    private static final int MAX_LEAFS = 6;  
    Random random = new Random();  

    // 生成一个叶子信息  
    public Leaf generateLeaf() {  
        Leaf leaf = new Leaf();  
        int randomType = random.nextInt(3);  
        // 随时类型－ 随机振幅  
        StartType type = StartType.MIDDLE;  
        switch (randomType) {  
            case 0:  
                break;  
            case 1:  
                type = StartType.LITTLE;  
                break;  
            case 2:  
                type = StartType.BIG;  
                break;  
            default:  
                break;  
        }  
        leaf.type = type;  
        // 随机起始的旋转角度  
        leaf.rotateAngle = random.nextInt(360);  
        // 随机旋转方向（顺时针或逆时针）  
        leaf.rotateDirection = random.nextInt(2);  
        // 为了产生交错的感觉，让开始的时间有一定的随机性  
        mAddTime += random.nextInt((int) (LEAF_FLOAT_TIME * 1.5));  
        leaf.startTime = System.currentTimeMillis() + mAddTime;  
        return leaf;  
    }  

    // 根据最大叶子数产生叶子信息  
    public List<Leaf> generateLeafs() {  
        return generateLeafs(MAX_LEAFS);  
    }  

    // 根据传入的叶子数量产生叶子信息  
    public List<Leaf> generateLeafs(int leafSize) {  
        List<Leaf> leafs = new LinkedList<Leaf>();  
        for (int i = 0; i < leafSize; i++) {  
            leafs.add(generateLeaf());  
        }  
        return leafs;  
    }  
}

定义两个常亮分别记录中等振幅和之间的振幅差：

// 中等振幅大小  
private static final int MIDDLE_AMPLITUDE = 13;  
// 不同类型之间的振幅差距  
private static final int AMPLITUDE_DISPARITY = 5;

// 中等振幅大小  
private int mMiddleAmplitude = MIDDLE_AMPLITUDE;  
// 振幅差  
private int mAmplitudeDisparity = AMPLITUDE_DISPARITY;

有了以上信息，我们则可以获取到叶子的Y值：

// 通过叶子信息获取当前叶子的Y值  
private int getLocationY(Leaf leaf) {  
    // y = A(wx+Q)+h  
    float w = (float) ((float) 2 * Math.PI / mProgressWidth);  
    float a = mMiddleAmplitude;  
    switch (leaf.type) {  
        case LITTLE:  
            // 小振幅 ＝ 中等振幅 － 振幅差  
            a = mMiddleAmplitude - mAmplitudeDisparity;  
            break;  
        case MIDDLE:  
            a = mMiddleAmplitude;  
            break;  
        case BIG:  
            // 小振幅 ＝ 中等振幅 + 振幅差  
            a = mMiddleAmplitude + mAmplitudeDisparity;  
            break;  
        default:  
            break;  
    }  
    Log.i(TAG, "---a = " + a + "---w = " + w + "--leaf.x = " + leaf.x);  
    return (int) (a * Math.sin(w * leaf.x)) + mArcRadius * 2 / 3;  
}

接下来，我们开始绘制叶子：

/**  
 * 绘制叶子  
 *   
 * @param canvas  
 */  
private void drawLeafs(Canvas canvas) {  
    long currentTime = System.currentTimeMillis();  
    for (int i = 0; i < mLeafInfos.size(); i++) {  
        Leaf leaf = mLeafInfos.get(i);  
        if (currentTime > leaf.startTime && leaf.startTime != 0) {  
            // 绘制叶子－－根据叶子的类型和当前时间得出叶子的（x，y）  
            getLeafLocation(leaf, currentTime);  
            // 根据时间计算旋转角度  
            canvas.save();  
            // 通过Matrix控制叶子旋转  
            Matrix matrix = new Matrix();  
            float transX = mLeftMargin + leaf.x;  
            float transY = mLeftMargin + leaf.y;  
            Log.i(TAG, "left.x = " + leaf.x + "--leaf.y=" + leaf.y);  
            matrix.postTranslate(transX, transY);  
            // 通过时间关联旋转角度，则可以直接通过修改LEAF_ROTATE_TIME调节叶子旋转快慢  
            float rotateFraction = ((currentTime - leaf.startTime) % LEAF_ROTATE_TIME)  
                    / (float) LEAF_ROTATE_TIME;  
            int angle = (int) (rotateFraction * 360);  
            // 根据叶子旋转方向确定叶子旋转角度  
            int rotate = leaf.rotateDirection == 0 ? angle + leaf.rotateAngle : -angle  
                    + leaf.rotateAngle;  
            matrix.postRotate(rotate, transX  
                    + mLeafWidth / 2, transY + mLeafHeight / 2);  
            canvas.drawBitmap(mLeafBitmap, matrix, mBitmapPaint);  
            canvas.restore();  
        } else {  
            continue;  
        }  
    }  
}

最后，向外层暴露几个接口：

/**  
 * 设置中等振幅  
 *   
 * @param amplitude  
 */  
public void setMiddleAmplitude(int amplitude) {  
    this.mMiddleAmplitude = amplitude;  
}  

/**  
 * 设置振幅差  
 *   
 * @param disparity  
 */  
public void setMplitudeDisparity(int disparity) {  
    this.mAmplitudeDisparity = disparity;  
}  

/**  
 * 获取中等振幅  
 *   
 * @param amplitude  
 */  
public int getMiddleAmplitude() {  
    return mMiddleAmplitude;  
}  

/**  
 * 获取振幅差  
 *   
 * @param disparity  
 */  
public int getMplitudeDisparity() {  
    return mAmplitudeDisparity;  
}  

/**  
 * 设置进度  
 *   
 * @param progress  
 */  
public void setProgress(int progress) {  
    this.mProgress = progress;  
    postInvalidate();  
}  

/**  
 * 设置叶子飘完一个周期所花的时间  
 *   
 * @param time  
 */  
public void setLeafFloatTime(long time) {  
    this.mLeafFloatTime = time;  
}  

/**  
 * 设置叶子旋转一周所花的时间  
 *   
 * @param time  
 */  
public void setLeafRotateTime(long time) {  
    this.mLeafRotateTime = time;

这些接口用来干嘛呢？用于把我们的动效做成完全可手动调节的，这样做有什么好处呢？

更加便于产品、射鸡湿查看效果，避免YY，自己手动调节，不会出现要你一遍遍的改参数安装、查看、再改、再查看... ... N遍之后说 “这好像不是我想要的” -- 瞬间天崩地裂，天昏地暗，感觉被全世界抛弃；
便于体现你是一个考虑全面，思维缜密，会编程、会设计的艺术家，当然这纯属YY，主要还是方便大家；

如此一来，射鸡湿们只需要不断的调节即可实时的看到展现的效果，最后只需要把最终的参数反馈过来即可，万事大吉，一了百了；

当然，如果对方是个漂亮的妹子，而你又苦于没有机会搭讪，以上内容就当我没说，尽情的不按要求写吧，她肯定会主动找你的，说不定连饭都反过来请了... ...

好啦，言归正传，完成收尾部分，我们让所有的参数都可调节起来：
把剩下的layout 和activity贴出来：

activity：

public class LeafLoadingActivity extends Activity implements OnSeekBarChangeListener,  
        OnClickListener {  

    Handler mHandler = new Handler() {  
        public void handleMessage(Message msg) {  
            switch (msg.what) {  
                case REFRESH_PROGRESS:  
                    if (mProgress < 40) {  
                        mProgress += 1;  
                        // 随机800ms以内刷新一次  
                        mHandler.sendEmptyMessageDelayed(REFRESH_PROGRESS,  
                                new Random().nextInt(800));  
                        mLeafLoadingView.setProgress(mProgress);  
                    } else {  
                        mProgress += 1;  
                        // 随机1200ms以内刷新一次  
                        mHandler.sendEmptyMessageDelayed(REFRESH_PROGRESS,  
                                new Random().nextInt(1200));  
                        mLeafLoadingView.setProgress(mProgress);  

                    }  
                    break;  

                default:  
                    break;  
            }  
        };  
    };  

    private static final int REFRESH_PROGRESS = 0x10;  
    private LeafLoadingView mLeafLoadingView;  
    private SeekBar mAmpireSeekBar;  
    private SeekBar mDistanceSeekBar;  
    private TextView mMplitudeText;  
    private TextView mDisparityText;  
    private View mFanView;  
    private Button mClearButton;  
    private int mProgress = 0;  

    private TextView mProgressText;  
    private View mAddProgress;  
    private SeekBar mFloatTimeSeekBar;  

    private SeekBar mRotateTimeSeekBar;  
    private TextView mFloatTimeText;  
    private TextView mRotateTimeText;  

    @Override  
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {  
        super.onCreate(savedInstanceState);  
        setContentView(R.layout.leaf_loading_layout);  
        initViews();  
        mHandler.sendEmptyMessageDelayed(REFRESH_PROGRESS, 3000);  
    }  

    private void initViews() {  
        mFanView = findViewById(R.id.fan_pic);  
        RotateAnimation rotateAnimation = DXAnimationUtils.initRotateAnimation(false, 1500, true,  
                Animation.INFINITE);  
        mFanView.startAnimation(rotateAnimation);  
        mClearButton = (Button) findViewById(R.id.clear_progress);  
        mClearButton.setOnClickListener(this);  

        mLeafLoadingView = (LeafLoadingView) findViewById(R.id.leaf_loading);  
        mMplitudeText = (TextView) findViewById(R.id.text_ampair);  
        mMplitudeText.setText(getString(R.string.current_mplitude,  
                mLeafLoadingView.getMiddleAmplitude()));  

        mDisparityText = (TextView) findViewById(R.id.text_disparity);  
        mDisparityText.setText(getString(R.string.current_Disparity,  
                mLeafLoadingView.getMplitudeDisparity()));  

        mAmpireSeekBar = (SeekBar) findViewById(R.id.seekBar_ampair);  
        mAmpireSeekBar.setOnSeekBarChangeListener(this);  
        mAmpireSeekBar.setProgress(mLeafLoadingView.getMiddleAmplitude());  
        mAmpireSeekBar.setMax(50);  

        mDistanceSeekBar = (SeekBar) findViewById(R.id.seekBar_distance);  
        mDistanceSeekBar.setOnSeekBarChangeListener(this);  
        mDistanceSeekBar.setProgress(mLeafLoadingView.getMplitudeDisparity());  
        mDistanceSeekBar.setMax(20);  

        mAddProgress = findViewById(R.id.add_progress);  
        mAddProgress.setOnClickListener(this);  
        mProgressText = (TextView) findViewById(R.id.text_progress);  

        mFloatTimeText = (TextView) findViewById(R.id.text_float_time);  
        mFloatTimeSeekBar = (SeekBar) findViewById(R.id.seekBar_float_time);  
        mFloatTimeSeekBar.setOnSeekBarChangeListener(this);  
        mFloatTimeSeekBar.setMax(5000);  
        mFloatTimeSeekBar.setProgress((int) mLeafLoadingView.getLeafFloatTime());  
        mFloatTimeText.setText(getResources().getString(R.string.current_float_time,  
                mLeafLoadingView.getLeafFloatTime()));  

        mRotateTimeText = (TextView) findViewById(R.id.text_rotate_time);  
        mRotateTimeSeekBar = (SeekBar) findViewById(R.id.seekBar_rotate_time);  
        mRotateTimeSeekBar.setOnSeekBarChangeListener(this);  
        mRotateTimeSeekBar.setMax(5000);  
        mRotateTimeSeekBar.setProgress((int) mLeafLoadingView.getLeafRotateTime());  
        mRotateTimeText.setText(getResources().getString(R.string.current_float_time,  
                mLeafLoadingView.getLeafRotateTime()));  
    }  

    @Override  
    public void onProgressChanged(SeekBar seekBar, int progress, boolean fromUser) {  
        if (seekBar == mAmpireSeekBar) {  
            mLeafLoadingView.setMiddleAmplitude(progress);  
            mMplitudeText.setText(getString(R.string.current_mplitude,  
                    progress));  
        } else if (seekBar == mDistanceSeekBar) {  
            mLeafLoadingView.setMplitudeDisparity(progress);  
            mDisparityText.setText(getString(R.string.current_Disparity,  
                    progress));  
        } else if (seekBar == mFloatTimeSeekBar) {  
            mLeafLoadingView.setLeafFloatTime(progress);  
            mFloatTimeText.setText(getResources().getString(R.string.current_float_time,  
                    progress));  
        }  
        else if (seekBar == mRotateTimeSeekBar) {  
            mLeafLoadingView.setLeafRotateTime(progress);  
            mRotateTimeText.setText(getResources().getString(R.string.current_rotate_time,  
                    progress));  
        }  

    }  

    @Override  
    public void onStartTrackingTouch(SeekBar seekBar) {  

    }  

    @Override  
    public void onStopTrackingTouch(SeekBar seekBar) {  

    }  

    @Override  
    public void onClick(View v) {  
        if (v == mClearButton) {  
            mLeafLoadingView.setProgress(0);  
            mHandler.removeCallbacksAndMessages(null);  
            mProgress = 0;  
        } else if (v == mAddProgress) {  
            mProgress++;  
            mLeafLoadingView.setProgress(mProgress);  
            mProgressText.setText(String.valueOf(mProgress));  
        }  
    }  
}

layout：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>  
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"  
    android:layout_width="match_parent"  
    android:layout_height="match_parent"  
    android:background="#fed255"  
    android:orientation="vertical" >  

    <TextView  
        android:layout_width="wrap_content"  
        android:layout_height="wrap_content"  
        android:layout_gravity="center_horizontal"  
        android:layout_marginTop="100dp"  
        android:text="loading ..."  
        android:textColor="#FFA800"  
        android:textSize=" 30dp" />  

    <RelativeLayout  
        android:id="@+id/leaf_content"  
        android:layout_width="match_parent"  
        android:layout_height="wrap_content"  
        android:layout_marginTop="50dp" >  

        <com.baidu.batterysaverDemo.ui.LeafLoadingView  
            android:id="@+id/leaf_loading"  
            android:layout_width="302dp"  
            android:layout_height="61dp"  
            android:layout_centerHorizontal="true" />  

        <ImageView  
            android:id="@+id/fan_pic"  
            android:layout_width="wrap_content"  
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    <ScrollView  
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        <LinearLayout  
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            <LinearLayout  
                android:id="@+id/seek_content_one"  
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                <TextView  
                    android:id="@+id/text_ampair"  
                    android:layout_width="wrap_content"  
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                    android:textColor="#ffffa800"  
                    android:textSize="15dp" />  

                <SeekBar  
                    android:id="@+id/seekBar_ampair"  
                    android:layout_width="0dp"  
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            </LinearLayout>  

            <LinearLayout  
                android:layout_width="match_parent"  
                android:layout_height="wrap_content"  
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                android:layout_marginTop="15dp"  
                android:orientation="horizontal" >  

                <TextView  
                    android:id="@+id/text_disparity"  
                    android:layout_width="wrap_content"  
                    android:layout_height="wrap_content"  
                    android:layout_gravity="center_vertical"  
                    android:textColor="#ffffa800"  
                    android:textSize="15dp" />  

                <SeekBar  
                    android:id="@+id/seekBar_distance"  
                    android:layout_width="0dp"  
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            </LinearLayout>  

            <LinearLayout  
                android:layout_width="match_parent"  
                android:layout_height="wrap_content"  
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                android:layout_marginTop="15dp"  
                android:orientation="horizontal" >  

                <TextView  
                    android:id="@+id/text_float_time"  
                    android:layout_width="wrap_content"  
                    android:layout_height="wrap_content"  
                    android:layout_gravity="center_vertical"  
                    android:textColor="#ffffa800"  
                    android:textSize="15dp" />  

                <SeekBar  
                    android:id="@+id/seekBar_float_time"  
                    android:layout_width="0dp"  
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                    android:layout_weight="1" />  
            </LinearLayout>  

            <LinearLayout  
                android:layout_width="match_parent"  
                android:layout_height="wrap_content"  
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                android:orientation="horizontal" >  

                <TextView  
                    android:id="@+id/text_rotate_time"  
                    android:layout_width="wrap_content"  
                    android:layout_height="wrap_content"  
                    android:layout_gravity="center_vertical"  
                    android:textColor="#ffffa800"  
                    android:textSize="15dp" />  

                <SeekBar  
                    android:id="@+id/seekBar_rotate_time"  
                    android:layout_width="0dp"  
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                    android:layout_weight="1" />  
            </LinearLayout>  

            <Button  
                android:id="@+id/clear_progress"  
                android:layout_width="match_parent"  
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                android:layout_marginTop="15dp"  
                android:text="去除进度条,玩转弧线"  
                android:textSize="18dp" />  

            <LinearLayout  
                android:layout_width="match_parent"  
                android:layout_height="wrap_content"  
                android:layout_marginLeft="15dp"  
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                android:orientation="horizontal" >  

                <Button  
                    android:id="@+id/add_progress"  
                    android:layout_width="wrap_content"  
                    android:layout_height="wrap_content"  
                    android:text="增加进度: "  
                    android:textSize="18dp" />  

                <TextView  
                    android:id="@+id/text_progress"  
                    android:layout_width="wrap_content"  
                    android:layout_height="wrap_content"  
                    android:layout_gravity="center_vertical"  
                    android:textColor="#ffffa800"  
                    android:textSize="15dp" />  
            </LinearLayout>  
        </LinearLayout>  
    </ScrollView>  

</LinearLayout>

最终效果如下，本来录了20+s，但是PS只能转5s，所以有兴趣的大家自己运行的玩吧：