Building Apps with Graphics & Animation

Displaying Bitmaps Efficiently

手机内存资源有限，一个应用最少可能只有16MB的内存
使用Bitmap显示图片，如果不压缩，很可能一个图片就会占用十几MB的内存
ListView, GridView, ViewPager这种View，可能显示在屏幕上的只有几个图片，但是还有很多是没有显示在屏幕上的，如果没有显示在屏幕上的也占用着内存，那将很快导致OOM

在解码/载入图片到内存（Bitmap对象）之前，要先判断一下图片的尺寸，获取图片的尺寸和类型：

BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();
options.inJustDecodeBounds = true;
BitmapFactory.decodeResource(getResources(), R.id.myimage, options);
int imageHeight = options.outHeight;
int imageWidth = options.outWidth;
String imageType = options.outMimeType;

设置options.inJustDecodeBounds = true，将只读取文件信息，不会为图片分配内存

载入和屏幕尺寸适配的图片尺寸，否则空占内存却没有视觉效果的提升，需要考虑以下因素：

预计完全载入图片所需的内存大小
预期为加载此图片愿意分配的内存
用来显示该图片的View的尺寸

当前设备的屏幕尺寸和像素密度

  public static int calculateInSampleSize(
              BitmapFactory.Options options, int reqWidth, int reqHeight) {
      // Raw height and width of image
      final int height = options.outHeight;
      final int width = options.outWidth;
      int inSampleSize = 1;

      if (height > reqHeight || width > reqWidth) {

          final int halfHeight = height / 2;
          final int halfWidth = width / 2;

          // Calculate the largest inSampleSize value that is a power of 2 and keeps both
          // height and width larger than the requested height and width.
          while ((halfHeight / inSampleSize) > reqHeight
                  && (halfWidth / inSampleSize) > reqWidth) {
              inSampleSize *= 2;
          }
      }

      return inSampleSize;
  }

  public static Bitmap decodeSampledBitmapFromResource(Resources res, int resId,
          int reqWidth, int reqHeight) {

      // First decode with inJustDecodeBounds=true to check dimensions
      final BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();
      options.inJustDecodeBounds = true;
      BitmapFactory.decodeResource(res, resId, options);

      // Calculate inSampleSize
      options.inSampleSize = calculateInSampleSize(options, reqWidth, reqHeight);

      // Decode bitmap with inSampleSize set
      options.inJustDecodeBounds = false;
      return BitmapFactory.decodeResource(res, resId, options);
  }

  ...
  mImageView.setImageBitmap(
      decodeSampledBitmapFromResource(getResources(), R.id.myimage, 100, 100));
  ...

加载、处理图片要在非UI线程执行，使用rx可以方便地做到这一点
缓存Bitmap
- 内存缓存：LruCache，放入cache的要用SoftReference或者WeakReference，以免放入缓存的数据未被按时移出缓存，导致内存泄漏
- 磁盘缓存：DiskLruCache，；当要缓存的数据经常被访问时，使用ContentProvider会更合适
- 响应Configuration change：使用headless fragment，是实现方式之一
管理bitmap内存
- API <= 10：当确定bitmap不会被使用之后，调用bitmap.recycle()
- API >= 11：BitmapFactory.Options.inBitmap，会使得bitmap mutable，不太建议使用
显示bitmap，将资源加载到内存的过程要在非UI线程执行，避免程序未响应

Displaying Graphics with OpenGL ES

Animating Views Using Scenes and Transitions, API >= 19, Animations backported to Android 4.0+. API compatible with Android 2.2+

The Transitions Framework
- 动效的意义：帮助用户理解app的行为，理解视觉变化的意义
- 包含的功能
  - Group-level animations：可以应用于整个View hierarchy
  - Transition-based animation：基于property animation
  - Built-in animations：内置了很多动效实现
  - Resource file support：支持在xml中定义动效
  - Lifecycle callbacks：具备生命周期回调，便于响应动效状态进行逻辑操作
- 原理
- Scene
  - 记录View hierarchy的状态
  - 支持从xml创建/从ViewGroup对象创建
  - 通常不需要显式指定开始的Scene，默认是前一个ending Scene，或者当前屏幕上显示的view hierarchy
  - Scene的转化都发生在同一个Scene root中
- Transition
  - 在动效框架中，通过把scene的变化转化为一系列的关键帧，动画的信息保存在Transition对象中，通过TransitionManager来播放动画
  - 可以为两个Scene创建动画，也可以为当前Scene的不同状态创建动画
  - 内部实现了常用的动效：fading, resizing...
- Limitations
  - 对SurfaceView应用动效可能不会正常显示，SurfaceView在非UI线程进行更新
  - 有些动效可能对TextureView无效
  - 对AdapterView（例如ListView）使用动效，可能会导致界面卡住
  - 对TextView使用resize动效时，文字可能会在动效完成之前先“弹”出去，所以避免对有文字的view使用resize动效

Creating a Scene

从xml创建
scene root

  <FrameLayout
      android:id="@+id/scene_root">
      <include layout="@layout/a_scene" />
  </FrameLayout>

starting scene

  <LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
      android:id="@+id/scene_container"
      android:orientation="vertical"
      android:layout_width="match_parent"
      android:layout_height="match_parent" >
      <TextView
          android:id="@+id/text_view1
          android:text="Text Line 1" />
      <TextView
          android:id="@+id/text_view2
          android:text="Text Line 2" />
  </LinearLayout>

ending scene

  <LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
      android:id="@+id/scene_container"
      android:orientation="vertical"
      android:layout_width="match_parent"
      android:layout_height="match_parent" >
      <TextView
          android:id="@+id/text_view2
          android:text="Text Line 2" />
      <TextView
          android:id="@+id/text_view1
          android:text="Text Line 1" />
  </LinearLayout>

创建scene

  Scene mAScene;
  Scene mAnotherScene;

  // Create the scene root for the scenes in this app
  mSceneRoot = (ViewGroup) findViewById(R.id.scene_root);

  // Create the scenes
  mAScene = Scene.getSceneForLayout(mSceneRoot, R.layout.a_scene, this);
  mAnotherScene =
      Scene.getSceneForLayout(mSceneRoot, R.layout.another_scene, this);

代码创建

  Scene mScene;

  // Obtain the scene root element
  mSceneRoot = (ViewGroup) mSomeLayoutElement;

  // Obtain the view hierarchy to add as a child of
  // the scene root when this scene is entered
  mViewHierarchy = (ViewGroup) someOtherLayoutElement;

  // Create a scene
  mScene = new Scene(mSceneRoot, mViewHierarchy);

Create Scene Actions
- 当涉及的View不在同一个view hierarchy中时，可以通过创建scene action来辅助实现动效
- 动效框架无法自动创建scene action时，可以手动创建，例如ListView
- 把要执行的操作封装到Runnable中，设置给Scene.setExitAction()和Scene.setEnterAction()
- 注意：不要在scene action中传递数据

应用动效
- 内置动效
  - AutoTransition/<autoTransition/>：Default transition. Fade out, move and resize, and fade in views, in that order.
  - Fade/<fade/>：fade_in fades in views; fade_out fades out views; fade_in_out (default) does a fade_out followed by a fade_in.
  - ChangeBounds/<changeBounds/>：Moves and resizes views.
- 从xml创建
  res/transition/fade_transition.xml
```
  <fade xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android" />
```
  inflate
```
  Transition mFadeTransition =
          TransitionInflater.from(this).
          inflateTransition(R.transition.fade_transition);
```
- 代码创建：Transition mFadeTransition = new Fade();
- 应用动效：TransitionManager.go(mEndingScene, mFadeTransition);
- 支持只对view hierarchy中的部分view应用动效：removeTarget()，addTarget()
- 同时使用多种效果：TransitionSet
  在res/transitions/目录下创建资源文件
```
  <transitionSet xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
      android:transitionOrdering="sequential">
      <fade android:fadingMode="fade_out" />
      <changeBounds />
      <fade android:fadingMode="fade_in" />
  </transitionSet>
```
- 不使用Scene而直接应用动效
  - 通过removeView/addView来改变view hierarchy，并使用delayed transition
  - 改变view hierarchy之前调用TransitionManager.beginDelayedTransition()
  - 修改view：增/减/改
- 实现TransitionListener以在动效生命周期回调中执行操作

自定义Transition

继承Transition类

  public class CustomTransition extends Transition {

      @Override
      public void captureStartValues(TransitionValues values) {}

      @Override
      public void captureEndValues(TransitionValues values) {}

      @Override
      public Animator createAnimator(ViewGroup sceneRoot,
                                  TransitionValues startValues,
                                  TransitionValues endValues) {}
  }

Capture View Property Values

captureStartValues，scene中的每个view都会调用一遍，TransitionValues包含view对象，和一个map，用于记录view对象的各个感兴趣的属性值

    public class CustomTransition extends Transition {

        // Define a key for storing a property value in
        // TransitionValues.values with the syntax
        // package_name:transition_class:property_name to avoid collisions
        private static final String PROPNAME_BACKGROUND =
                "com.example.android.customtransition:CustomTransition:background";

        @Override
        public void captureStartValues(TransitionValues transitionValues) {
            // Call the convenience method captureValues
            captureValues(transitionValues);
        }

        // For the view in transitionValues.view, get the values you
        // want and put them in transitionValues.values
        private void captureValues(TransitionValues transitionValues) {
            // Get a reference to the view
            View view = transitionValues.view;
            // Store its background property in the values map
            transitionValues.values.put(PROPNAME_BACKGROUND, view.getBackground());
        }
        ...
    }

captureEndValues和captureStartValues类似

    @Override
    public void captureEndValues(TransitionValues transitionValues) {
        captureValues(transitionValues);
    }

createAnimator，transition framework调用此函数的次数与scene的变化有关，例如5个view，变化后有2个被移除，1个新加入，则会调用6次：3个保持存在，2个移除，1个加入；保持存在的view，调用时两个TransitionValues都不为null，而只存在于一个状态的，另一个状态对应的TransitionValues参数为null；最终利用两个TransitionValues参数，返回一个property animator

Adding Animations
- 交叉隐现
  - View.animate()方法返回ViewPropertyAnimator对象，对其可以进行各种property animation
- ViewPager的使用
  - 通常结合Fragment使用
  - 和ListView类似，ViewPager也需要一个Adapter，FragmentStatePagerAdapter的实现类
  - ViewPagerIndicator