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【译】带有Flutter的粒子动画

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原文链接：medium.com/@felixblasc…

在上一篇《【译】Flutter中的花式背景动画》 中介绍了如何使用 simple_animations 快速实现一个漂亮的背景动画，这次将向你展示另外一种使用 simple_animations 创建的漂亮粒子动画的实现。

【译】带有Flutter的粒子动画

动画由一个渐变的背景，并且有大量的气泡从底部到顶部升起，然后显示一些文本内容。

气泡

这个动画最有趣的部分就是气泡，我在这个粒子动画系统中使用了大约有 30 个气泡，创建气泡时它会在底部选择一个随机的起始位置，在顶部选择一个随机的目标位置，并且它也具有随机大小以及随机速度。

如果气泡到达顶部，它将再次被随机的各种属性重新创建，看起来像这样：

【译】带有Flutter的粒子动画

粒子模型

如下代码所示是我们粒子模型的 dart 代码：

class ParticleModel {
  Animatable tween;
  double size;
  AnimationProgress animationProgress;
  Random random;

  ParticleModel(this.random) {
    restart();
  }

  restart({Duration time = Duration.zero}) {
    final startPosition = Offset(-0.2 + 1.4 * random.nextDouble(), 1.2);
    final endPosition = Offset(-0.2 + 1.4 * random.nextDouble(), -0.2);
    final duration = Duration(milliseconds: 500 + random.nextInt(1000));

    tween = MultiTrackTween([
      Track("x").add(
          duration, Tween(begin: startPosition.dx, end: endPosition.dx),
          curve: Curves.easeInOutSine),
      Track("y").add(
          duration, Tween(begin: startPosition.dy, end: endPosition.dy),
          curve: Curves.easeIn),
    ]);
    animationProgress = AnimationProgress(duration: duration, startTime: time);
    size = 0.2 + random.nextDouble() * 0.4;
  }

  maintainRestart(Duration time) {
    if (animationProgress.progress(time) == 1.0) {
      restart(time: time);
    }
  }
}

如上代码可以看到，在这里我们传入了一个随机生成器，然后执行了 restart 粒子的动画，在 restart 函数中，我们定义了粒子在屏幕中的开始位置和结束位置；

  • 对于 y 值，是 0.0 表示顶部，1.0 表示在底部，并且 1.2 是比底部低 20％。；
  • 对于 x 值，其表示相似。

然后这个过程中气泡的位置和大小是随机的，我们使用这些位置来创建补间动画的值，这里使用了 simple_animations 的 MultiTrackTween 来支持一次插入多个补间属性（x,y）。

我们希望 x 的位置和 y 的位置具有不同的动画效果，并且可以实现一些不错缓慢移动的效果。

接着我们使用 simple_animations 的 AnimationProgress 创建一个对象，用于对补间动画提供的实际进度，这里需要的是一个开始时间和一个持续时间：

  • 这里通过 restart 函数传递开始时间。
  • 对于持续时间我们选择一些随机值 500 + random.nextInt(1000)

最后提供一个 maintainRestart 函数 用于我们外部调用，以检查是否需要重新启动粒子动画，它通过调用 AnimationProgressprogress(time) 的 progress 函数来查询状态。这个值介于 0.0 - 1.0 之间。

绘制粒子

前面准备好了动画粒子的生命周期模型之后，现在可以开始绘制它们了，这里我们使用 Flutter 的 CustomPainter 来绘制粒子列表：

class ParticlePainter extends CustomPainter {
  List<ParticleModel> particles;
  Duration time;

  ParticlePainter(this.particles, this.time);

  @override
  void paint(Canvas canvas, Size size) {
    final paint = Paint()..color = Colors.white.withAlpha(50);

    particles.forEach((particle) {
      var progress = particle.animationProgress.progress(time);
      final animation = particle.tween.transform(progress);
      final position =
          Offset(animation["x"] * size.width, animation["y"] * size.height);
      canvas.drawCircle(position, size.width * 0.2 * particle.size, paint);
    });
  }

  @override
  bool shouldRepaint(CustomPainter oldDelegate) => true;
}

在 paint 函数中，我们循环列表中的所有粒子并查询其进度值， 然后将这些进度值传递到指定的补间动画中，以获取动画的实际相对位置， 最后我们将它们乘以画布的大小，就可以获得得到需要绘制的绝对位置。

组成控件

到这里我们完成了粒子模型和绘制，如下代码所示，现在可以创建一个渲染它们的控件：

class Particles extends StatefulWidget {
  final int numberOfParticles;

  Particles(this.numberOfParticles);

  @override
  _ParticlesState createState() => _ParticlesState();
}

class _ParticlesState extends State<Particles> {
  final Random random = Random();

  final List<ParticleModel> particles = [];

  @override
  void initState() {
    List.generate(widget.numberOfParticles, (index) {
      particles.add(ParticleModel(random));
    });
    super.initState();
  }

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return Rendering(
      builder: (context, time) {
        _simulateParticles(time);
        return CustomPaint(
          painter: ParticlePainter(particles, time),
        );
      },
    );
  }

  _simulateParticles(Duration time) {
    particles.forEach((particle) => particle.maintainRestart(time));
  }
}

这里我们创建一个有状态的控件，该控件在初始化时创建了一些粒子模型， 然后在 build函数使用 Rendering 控件（来自simple_animations），该控件会为我们提供的 Painter 和生命周期需要的时间片段。

这个时间从零开始然后实时计数，我们可以利用这段时间来创建固定帧速率的动画，这也是前面 AnimationProgress 基于时间的原因，结果将如下所示：

【译】带有Flutter的粒子动画

看起来还不错，但这里有一个问题，由于所有 30 个粒子在开始时都重新开始，因此会出现屏幕上部没有气泡的情况。

时间旅行

为了解决这个问题，我们需要告诉渲染控件去得到一个不同的开始时间：

@override
Widget build(BuildContext context) {
  return Rendering(
    startTime: Duration(seconds: 30),
    onTick: _simulateParticles,
    builder: (context, time) {
      return CustomPaint(
        painter: ParticlePainter(particles, time),
      );
    },
  );
}

我们可以添加一个参数 startTime，该参数将使“ 渲染” 控件可以快速计算出你需要的间隔开始时间，然后我们将粒子动画的起始相关的代码放入 onTick 函数中，然后再开始动画时，所有气泡从一开始就在屏幕上分布良好：

【译】带有Flutter的粒子动画

最后

对于背景渐变在上一篇《【译】Flutter中的花式背景动画》 中已经介绍过，这里最后就是将所有控件件都放到 Stack 上：


class ParticleBackgroundApp extends StatelessWidget {
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return Stack(children: <Widget>[
      Positioned.fill(child: AnimatedBackground()),
      Positioned.fill(child: Particles(30)),
      Positioned.fill(child: CenteredText()),
    ]);
  }
}

这是最终结果：

【译】带有Flutter的粒子动画

这是应用到 CarGuo/gsy_github_app_flutter 项目登录页的效果：

【译】带有Flutter的粒子动画

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【译】带有Flutter的粒子动画