前端 - HarmonyOS 玩转 ArkUI 动效 - 水母动画 - 个人文章

一、前言

本文会详细讲解我参加 HarmonyOS【挑战赛第三期】玩转ArkUI动效的项目
我的参赛项目源码：【挑战赛第三期】JellyfishAnimation
我们的动画效果参考自：cassie-codes的水母SVG

水母动画.gif

华为鸿蒙已经放弃Java作为鸿蒙的开发语言，开发了一个申明式UI框架ArkUI，开发语言变成了ArkTS。

ArkUI是一套构建分布式应用界面的声明式UI开发框架。
ArkTS基于TypeScript（简称TS）语言扩展而来，是TS的超集。
ArkTS继承了TS的所有特性。

我们用一个简单示例，来说明ArkTS的基本组成：
ArkTS的基本组成.png

关于ArkUI更多内容，感兴趣的同学，可以点击这里快速入门，下面我们进入正题。

二、源码目录结构

源码目录结构.png

三、拆解SVG

我们开头提到cassie-codes的水母SVG，如果拿到这个SVG的话，要怎么用程序去渲染它呢？

1.组成

我们精简一下看看它的组成内容：

<!-- 为了直观的查看组成结构，我们删除了路径数据 --> 
<svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" viewBox="0 0 530.46 563.1">
  <defs>
  <filter id="turbulence" filterUnits="objectBoundingBox" x="0" y="0" width="100%" height="100%">
    <feTurbulence data-filterId="3" baseFrequency="0.02 0.03" result="turbulence" id="feturbulence" type="fractalNoise" numOctaves="1" seed="1"></feTurbulence>
    <feDisplacementMap id="displacement" xChannelSelector="R" yChannelSelector="G" in="SourceGraphic" in2="turbulence" scale="13" />
  </filter>    
  </defs>
  <g class="jellyfish" filter="url(#turbulence)">
    <path class="tentacle"/>
    <path class="tentacle"/>
    <path class="tentacle" />
    <path class="tentacle" />
    <path class="tentacle"/>
    <path class="tentacle"/>
    <path class="tentacle"/>
    <path class="tentacle"/>
    <path class="tentacle"/>
    <path class="face" />
    <path class="outerJelly"/>
    <path id="freckle" />
    <path id="freckle"/>
    <path id="freckle-4"/>
  </g>
  <g id="bubbles" fill="#fff">
    <path class="bubble"/>
    <path class="bubble"/>
    <path class="bubble" />
    <path class="bubble"/>
    <path class="bubble"/>
    <path class="bubble"/>
    <path class="bubble" />
  </g>
  <g class="jellyfish face">
    <path class="eye lefteye"  fill="#b4bebf" d=""/>
    <path class="eye righteye" fill="#b4bebf" d=""/>
    <path class="mouth" fill="#d3d3d3" opacity=".72"/>
  </g>
</svg>

点击查看SVG全部内容，我们先拿第一个路径数据来看一下：

M226.31 258.64c.77 8.68 2.71 16.48 1.55 25.15-.78 8.24-5 15.18-7.37 23-3.1 10.84-4.65 22.55 1.17 32.52 4.65 7.37 7.75 11.71 5.81 21.25-2.33 8.67-7.37 16.91-2.71 26 4.26 8.68 7.75 4.34 8.14-3 .39-12.14 0-24.28.77-36 .78-16.91-12-27.75-2.71-44.23 7-12.15 11.24-33 7.76-46.83z

对于不熟悉SVG相关内容的同学，你可能看不懂，甚至有点烦躁，不过也不要急，看不懂也不要紧，跟着我们一起往下看，学完你也可以在GSAP动画平台里面找一些相关的SVG练手。

我们简单看一下路径数据里面的一些常见命令含义：

M，m： Move to：移至，移动到
L， l， H， h， V， v： Line to：画线
C， c， S， s： 三次贝塞尔曲线
Q， q， T， t： 二次贝塞尔曲线
A，a： 椭圆弧曲线
Z， z： 关闭路径

这些命令区分大小写，大写字母表示绝对坐标，而小写字母表示命令相对于当前位置。

可视化路径操作.gif

更多细节和知识点请查阅：路径数据命令规范。

2.ArkUI中如何绘制

那么我们如何在ArkUI中使用这段路径数据呢？

我们在HarmonyOS文档中看到了Path绘制组件

Path绘制组件: 根据绘制路径生成封闭的自定义形状

Path接口如下：

Path(value?: { width?: number | string; height?: number | string; commands?: string })

参数含义如下：

参数名	参数类型	必填	参数描述
width	number 或 string	否	路径所在矩形的宽度默认值：0
height	number 或 string	否	路径所在矩形的高度默认值：0
commands	string	否	路径绘制的命令字符串默认值：''

它还有很多通用的属性，那么我们把水母的第一个路径数据传递到commands里面试试：

Path()
    .commands('M226.31 258.64c.77 8.68 2.71 16.48 1.55....')
    .fillOpacity(0.49)
    .fill(Color.White)

第一条触手.png

我们看到第一条触手就这么被我们渲染出来了，是不是感觉也挺简单的。

3.元素标签g

这时候可能有同学会问，path外层还有一个有个元素标签<g class="...">包裹着，那么这个元素标签<g class="...">是干什么的呢？

问的好👏🏻👏🏻，这个g表示：

组合对象的容器，添加到g元素上的变换会应用到其所有的子元素上。
添加到g元素的属性会被其所有的子元素继承。

这里有个小插曲：一开始我也犯了个错误，在华为的官方文档里面没有看到Group组件。

为什么会联想到Group呢？下意识的去联想ArkUI应该和其他平台的一样，应该也有。

我想着既然是组合对象的容器，又没有找到Group那我用Stack不就完事了吗？

然而，发现事情并不是想象的那么简单。

如果你用Stack直接包裹Path，可能会出现的错误效果如下：

错乱.png

// 类似如下代码：
Stack(){
    Path().commands(...)
    ...
}.width('100%').height('100%')

我们可以看到，内容是绘制了，但是远远达不到我们要的效果，甚至丑陋不堪，都乱了，到底是什么原因呢？

每一步失败的过程，就不在这里一一描述😂，原因在于我们：没有设置“路径所在的矩形宽高”

那我们如果挨个按照下面这样设置，是不是太蠢了？

Path().commands(...).width(...).height(...)

后来我再次仔细查阅HarmonyOS文档，在绘制组件中找到了Shape组件，官方文档的解释，它有2种意思：

1、绘制组件使用Shape作为父组件，实现类似SVG的效果。
2、绘制组件单独使用，用于在页面上绘制指定的图形。

至此，我们再回头看一下，width/height造成的一些问题。

我们在SVG的XML中通过viewBox属性获取到，viewBox="0 0 530.46 563.1"

viewBox 属性的值是一个包含 4 个参数的列表 min-x, min-y, width and height，以空格或者逗号分隔开。
不允许宽度和高度为负值，width或height的值，等于0的情况下，这个元素将不会被渲染出来。

<svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" viewBox="0 0 530.46 563.1">
......

这里我们通过Shape组件里面的viewPort属性方法来设置viewBox里面的宽度和高度

所以，我们可以通过下面的方式来实现和SVG等价的内容：

<g class="...">
    <path class="..."  fill="..." d=""/>
    <path class="..." fill="..." d=""/>
  </g>

等价于：

Shape() {
    Path()
      .commands('....')
      .fill(...)

    Path()
      .commands('...')
      .fill(...)
    
    }.viewPort({
      width: '530.46px',
      height: '563.1px',
    })

这里可能又会有同学问道了，为什么单位是PX？

问的好👏🏻👏🏻，我想这里有一篇内容解释的很详细了：为什么viewBox里面的单位是px?

SVG最重要的内容都拆解介绍完了。

4.feTurbulence

可能这个时候又有同学问了，那个SVG里面的feTurbulence是干什么用的？

<filter id="turbulence" filterUnits="objectBoundingBox" x="0" y="0" width="100%" height="100%">
    <feTurbulence data-filterId="3" baseFrequency="0.02 0.03" result="turbulence" id="feturbulence" type="fractalNoise" numOctaves="1" seed="1"></feTurbulence>
    <feDisplacementMap id="displacement" xChannelSelector="R" yChannelSelector="G" in="SourceGraphic" in2="turbulence" scale="13" />
  </filter>

feTurbulence含义：

SVG滤波器会产生噪声，这用于模拟一些自然现象，如：云、火和烟, 有助于生成复杂的纹理,如大理石或花岗岩等效果。

点击查看feTurbulence了解更多

那么ArkUI中如何实现这个这种效果呢？HarmonyOS文档里面Shape组件有个Mesh属性，按理说它可以实现这种效果，我就提了个工单，询问关于Mesh属性的问题，官方给我的回复是：

官方回复.png

所以本项目也不能使用Mesh的特性了，期待官方更新。

四、制作动画

华为官方对参加挑战赛的要求是：

参赛者需要 ：①使用animateTo实现显式动画，②使用animation为组件添加属性动画。

点击查看animation属性动画，点击查看animateTo显示动画

所以我们就根据官方的要求来写了个水母动画参赛作品。

我们的数据状态存储都放在JellyFishViewModel里面。

水母的眨眼睛，使用的是animateTo，通过显示动画修改：水母眼睛Y轴的缩放和不透明度来达到眨眼睛效果。

我们来简单看下眨眼动画：

  blinkAnimateTo() {
    animateTo({
      duration: 150,
      curve: Curve.EaseOut,
      iterations: 1,
      playMode: PlayMode.Normal,
      onFinish:()=> {
        // 闭眼之后，再恢复回睁眼状态
        this.blinkScale =this.blinkScale == 0.3?1:0.3
        this.blinkAlpha =this.blinkAlpha == 0? 1: 0
      }
    }, () => {
        this.blinkScale =this.blinkScale == 0.3?1:0.3
        this.blinkAlpha =this.blinkAlpha == 0? 1: 0
    })
  }

然后给我们的水母眼睛设置缩放和透明度属性就能眨眼睛了，下面是左侧眼睛的部分代码：

    Shape() {
      Path()
        .fill(...)
        .commands(...)
    }
    .scale({ y: this.blinkScale, centerY: '233px' })
    .opacity(this.blinkAlpha)
    .viewPort({
      width: '530.46px',
      height: '563.1px'
    })

到这里可能又有同学，又要疑惑提问题了，怎么设置缩放还要设置centerY呢？

我们当然要设置，缩放的中心点啦，并且现在是针对于Y轴，所以需要：设置Y轴中心点，不然它缩放就偏了。

那为什么是233px呢？

问的好，我们看一下左侧眼睛的pathData:

M262 233.63a3.1 3.1 0 1 0-3 3.19 3.1 3.1 0 0 0 3-3.19z

我们上面拆解SVG的时候，介绍了M的含义是：移动到，且大写字母表示：绝对坐标，当然你填233.63px也可以。

我们整个水母body上下移动，是如何做到的呢？

我们利用了属性动画animation更新组件的属性translate里面的y轴数据达到上下移动的动画，我们简单看下下面的伪代码，它是如何做到不停的上下移动的:

Stack() {
    // 水母的body元素分组
    ...
}
.translate({ y : this.translateY })
.onAreaChange(()=>{
   this.translateY = -30
})
.animation({
    duration: 3000, // 动画时长
    iterations: 1, // 播放次数
    playMode: PlayMode.Normal, // 动画模式
    onFinish: () => {
      // 动画播放完成回调
      this.translateY = this.translateY == 0? -30 : 0
   }
})

这样我们就做到，让水母整个body元素上下动画移动了，且不会停止。

那么水母的脸部怎么做到上下左右动画移动，且不会和body同步，有错位和落差的效果呢？

问的好，我们再来看一下水母脸部的动画怎么处理的：

Stack() {
    // 脸部数据
    ...
}
.translate({ y : this.translateY, x: this.translateX })
.onAreaChange(()=>{
   this.translateY = -25
   this.translateX = ... 
   // 这里其实我们是在viewModel中，使用Math.random来计算translateX的值的
   // 感兴趣的可以打开我们的源码查看
})
.animation({
    duration: 3000, // 动画时长
    iterations: 1, // 播放次数
    playMode: PlayMode.Normal, // 动画模式
    onFinish: () => {
      // 动画播放完成回调
      this.translateY = this.translateY == 0? -25 : 0
      this.translateX = ...
      // 这里其实我们是在viewModel中，使用Math.random来计算translateX的值的
      // 感兴趣的可以打开我们的源码查看
   }
})

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HarmonyOS 玩转 ArkUI 动效 - 水母动画

一、前言

二、源码目录结构

三、拆解SVG

1.组成

2.ArkUI中如何绘制

3.元素标签g

4.feTurbulence

四、制作动画

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