JavaFX 动画 - 《ZetCode 中文系列教程》

动画类
动画计时器
渐隐过渡
路径转换
并行转换
顺序转换
时间线
顺序时间线动画

原文： http://zetcode.com/gui/javafx/animation/

在本章中，我们将使用 JavaFX 中的动画。我们使用AnimationTimer，Transition和Timeline创建动画。

动画是连续的图像，使人产生了运动的幻觉。但是，动画不仅限于运动。随着时间的推移更改节点的背景也被视为动画。

JavaFX 提供了三种创建动画的基本工具：

动画计时器
过渡
时间线

AnimationTimer是创建动画的最简单工具。这是一个基本计时器。在动画的每一帧中都会调用其handle()方法。 Transition是定义动画的基本高级框架。动画由interpolate()方法的frac值控制。 Timeline是用于制作高级动画的最复杂的工具。 Timeline动画由KeyFrames定义，该动画概述了沿Timeline插补的一组变量在指定时间点的节点目标值。动画属性由KeyValues定义。

动画类

Animation是 JavaFX 中定义高级动画的基本类。 Transition和Timeline都扩展了Animation。动画以play()或playFromStart()方法开始，以stop()方法结束。可以通过调用pause()方法暂停动画，然后下一个play()调用从暂停的位置继续播放动画。 rate属性定义了预期播放动画的方向和速度。 delay属性指定动画的初始延迟量。动画可以循环运行； cycleCount属性中定义了循环数，cycleDuration指示了循环的持续时间。可以使用autoReverseProperty以交替的周期反转动画。

动画计时器

AnimationTimer允许创建一个定时器，该定时器在活动时在每个帧中被调用。这是一个抽象类；因此，我们需要创建一个扩展它的自定义类。在每个帧中调用的handle()方法都必须重写。 AnimationTimer的start()方法启动计时器，stop()方法停止计时器。

AnimationTimerEx.java

package com.zetcode;
import javafx.animation.AnimationTimer;
import javafx.application.Application;
import javafx.scene.Scene;
import javafx.scene.control.Label;
import javafx.scene.layout.StackPane;
import javafx.scene.text.Font;
import javafx.stage.Stage;
/**
 * ZetCode JavaFX tutorial
 *
 * This program uses AnimationTimer to 
 * create an animation.
 *
 * Author: Jan Bodnar 
 * Website: zetcode.com 
 * Last modified: June 2015
 */
public class AnimationTimerEx extends Application {
    private double opacity = 1;
    private Label lbl;
    @Override
    public void start(Stage stage) {
        initUI(stage);
    }
    private void initUI(Stage stage) {
        StackPane root = new StackPane();
        lbl = new Label("JavaFX");
        lbl.setFont(Font.font(48));
        root.getChildren().add(lbl);
        AnimationTimer timer = new MyTimer();
        timer.start();
        Scene scene = new Scene(root, 300, 250);
        stage.setTitle("AnimationTimer");
        stage.setScene(scene);
        stage.show();
    }
    private class MyTimer extends AnimationTimer {
        @Override
        public void handle(long now) {
            doHandle();
        }
        private void doHandle() {
            opacity -= 0.01;
            lbl.opacityProperty().set(opacity);
            if (opacity <= 0) {
                stop();
                System.out.println("Animation stopped");
            }
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        launch(args);
    }
}

该示例使用AnimationTimer在节点上创建淡出效果。

lbl = new Label("JavaFX");
lbl.setFont(Font.font(48));
root.getChildren().add(lbl);

我们的动画更改了此Label控件的属性。

AnimationTimer timer = new MyTimer();
timer.start();

创建一个AnimationTimer并调用其start()方法。

private class MyTimer extends AnimationTimer {
    @Override
    public void handle(long now) {
        doHandle();
    }
...
}

我们创建AnimationTimer的具体子类并覆盖其handle()方法。

private void doHandle() {
    opacity -= 0.01;
    lbl.opacityProperty().set(opacity);
    if (opacity <= 0) {
        stop();
        System.out.println("Animation stopped");
    }
}

在doHandle()方法中，我们减小opacity变量并更新opacityProperty。如果opacity达到最小值，则使用stop()方法停止计时器。

渐隐过渡

Transition动画最适合计划的动画。 Transition具有具体的类，可用于创建可以并行或顺序执行的各种动画；例如FadeTransition，PathTransition，RotateTransition或ScaleTransition。

FadeTransition创建一个跨越其持续时间的淡入淡出效果动画。这是通过定期更新节点的opacity变量来完成的。

FadeTransitionEx.java

package com.zetcode;
import javafx.animation.Animation;
import javafx.animation.FadeTransition;
import javafx.application.Application;
import javafx.event.EventHandler;
import javafx.scene.Group;
import javafx.scene.Scene;
import javafx.scene.input.MouseEvent;
import javafx.scene.shape.Rectangle;
import javafx.stage.Stage;
import javafx.util.Duration;
/**
 * ZetCode JavaFX tutorial
 *
 * This program uses a FadeTransition. A rectangle
 * fades out after we click into its area.
 *
 * Author: Jan Bodnar 
 * Website: zetcode.com 
 * Last modified: June 2015
 */
public class FadeTransitionEx extends Application {
    private FadeTransition ft;
    private Rectangle rect;
    @Override
    public void start(Stage stage) {
        initUI(stage);
    }
    private void initUI(Stage stage) {
        Group root = new Group();
        rect = new Rectangle(20, 20, 150, 150);
        rect.setOnMouseClicked(new RectClickHandler());
        ft = new FadeTransition(Duration.millis(5000), rect);
        ft.setFromValue(1.0);
        ft.setToValue(0.0);
        root.getChildren().add(rect);
        Scene scene = new Scene(root, 300, 250);
        stage.setTitle("Fading transition");
        stage.setScene(scene);
        stage.show();        
    }
    private class RectClickHandler implements EventHandler<MouseEvent> {
        @Override
        public void handle(MouseEvent event) {
            doHandle();
        }
        private void doHandle() {
            Double opa = rect.getOpacity();
            if (opa.intValue() == 0) {
                return;
            }
            Animation.Status as = ft.getStatus();
            if (as == Animation.Status.RUNNING) {
                return;
            }
            if (as == Animation.Status.STOPPED) {
                ft.play();
            }            
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        Application.launch(args);
    }
}

本示例使用FadeTransition在矩形上创建淡出效果。在矩形区域内单击鼠标后开始动画。

rect = new Rectangle(20, 20, 150, 150);
rect.setOnMouseClicked(new RectClickHandler());

鼠标单击的处理器设置为矩形。

ft = new FadeTransition(Duration.millis(5000), rect);

创建了FadeTransition。它的第一个参数是过渡的持续时间。第二个参数是更新其opacity参数的节点。

ft.setFromValue(1.0);
ft.setToValue(0.0);

setFromValue()设置不透明度的开始值，setToValue()设置不透明度的结束值。

Double opa = rect.getOpacity();

当前的不透明度值是通过getOpacity()方法确定的。

if (opa.intValue() == 0) {
    return;
}

矩形淡出后，我们取消了鼠标单击。

Animation.Status as = ft.getStatus();
if (as == Animation.Status.RUNNING) {
    return;
}
if (as == Animation.Status.STOPPED) {
    ft.play();
}

getStatus()方法确定转换的状态。如果状态为Animation.Status.STOPPED，我们将使用play()方法开始转换。

路径转换

PathTransition沿路径创建动画。通过更新节点的translateX和translateY变量来完成沿路径的转换。请注意，我们必须使用支持元素绝对定位的节点。

PathTransitionEx.java

package com.zetcode;
import javafx.animation.PathTransition;
import javafx.application.Application;
import javafx.scene.Scene;
import javafx.scene.layout.Pane;
import javafx.scene.paint.Color;
import javafx.scene.shape.Circle;
import javafx.scene.shape.CubicCurveTo;
import javafx.scene.shape.MoveTo;
import javafx.scene.shape.Path;
import javafx.stage.Stage;
import javafx.util.Duration;
/**
 * ZetCode JavaFX tutorial
 *
 * This program uses a PathTransition to move 
 * a circle along a path.
 * 
 * Author: Jan Bodnar 
 * Website: zetcode.com 
 * Last modified: June 2015
 */
public class PathTransitionEx extends Application {
    @Override
    public void start(Stage stage) {
        initUI(stage);
    }
    private void initUI(Stage stage) {
        Pane root = new Pane();
        Path path = new Path();
        path.getElements().add(new MoveTo(20, 120));
        path.getElements().add(new CubicCurveTo(180, 60, 250, 340, 420, 240));
        Circle circle = new Circle(20, 120, 10);
        circle.setFill(Color.CADETBLUE);
        PathTransition ptr = new PathTransition();
        ptr.setDuration(Duration.seconds(6));
        ptr.setDelay(Duration.seconds(2));
        ptr.setPath(path);
        ptr.setNode(circle);
        ptr.setCycleCount(2);
        ptr.setAutoReverse(true);
        ptr.play();     
        root.getChildren().addAll(path, circle);
        Scene scene = new Scene(root, 450, 300);
        stage.setTitle("PathTransition");
        stage.setScene(scene);
        stage.show();
    }
    public static void main(String[] args) {
        launch(args);
    }
}

该示例使用PathTransition沿路径移动圆。动画在初始延迟 2 秒后开始。它由两个周期组成。动画受到尊敬；也就是说，圆从起点到终点再返回。

Pane root = new Pane();

我们使用Pane作为我们的根节点。它支持动画所需的绝对定位。

Path path = new Path();
path.getElements().add(new MoveTo(20, 120));
path.getElements().add(new CubicCurveTo(180, 60, 250, 340, 420, 240));

在这里，我们定义了动画对象将沿其移动的Path。

Circle circle = new Circle(20, 120, 10);
circle.setFill(Color.CADETBLUE);

这个圆是动画中的运动对象。

PathTransition ptr = new PathTransition();

创建一个PathTransition对象。

ptr.setDuration(Duration.seconds(6));

setDuration()方法设置动画的持续时间。

ptr.setDelay(Duration.seconds(2));

setDelay()方法设置动画的初始延迟。

ptr.setPath(path);
ptr.setNode(circle);

setPath()方法设置路径，setNode()设置动画的目标节点。

ptr.setCycleCount(2);

我们的动画有两个循环。循环次数通过setCycleCount()方法设置。

ptr.setAutoReverse(true);

使用setAutoReverse()方法，我们可以反转动画的方向。圆会移回到起始位置。

ptr.play();

最后，play()方法开始播放动画。

JavaFX 动画 - 图1

图：PathTransition

并行转换

ParallelTransition并行播放Animations的列表。

ParallelTransitionEx.java

package com.zetcode;
import javafx.animation.FillTransition;
import javafx.animation.ParallelTransition;
import javafx.animation.RotateTransition;
import javafx.animation.ScaleTransition;
import javafx.application.Application;
import javafx.scene.Scene;
import javafx.scene.layout.Pane;
import javafx.scene.paint.Color;
import javafx.scene.shape.Rectangle;
import javafx.stage.Stage;
import javafx.util.Duration;
/**
 * ZetCode JavaFX tutorial
 *
 * This program creates a parallel 
 * transition animation.
 *
 * Author: Jan Bodnar 
 * Website: zetcode.com 
 * Last modified: June 2015
 */
public class ParallelTransitionEx extends Application {
    @Override
    public void start(Stage stage) {
        initUI(stage);
    }
    private void initUI(Stage stage) {
        Pane root = new Pane();
        Rectangle rect = new Rectangle(50, 50, 30, 30);
        rect.setArcHeight(10);
        rect.setArcWidth(10);
        rect.setFill(Color.CADETBLUE);
        RotateTransition rottr
                = new RotateTransition(Duration.millis(2000), rect);
        rottr.setByAngle(180);
        rottr.setCycleCount(2);
        rottr.setAutoReverse(true);
        ScaleTransition sctr = new ScaleTransition(Duration.millis(2000), 
                rect);
        sctr.setByX(2);
        sctr.setByY(2);
        sctr.setCycleCount(2);
        sctr.setAutoReverse(true);
        FillTransition fltr = new FillTransition(Duration.millis(2000), 
                rect, Color.CADETBLUE, Color.STEELBLUE);
        fltr.setCycleCount(2);
        fltr.setAutoReverse(true);
        root.getChildren().add(rect);
        ParallelTransition ptr = new ParallelTransition();
        ptr.getChildren().addAll(rottr, sctr, fltr);
        ptr.play();    
        Scene scene = new Scene(root, 300, 250);
        stage.setTitle("ParallelTransition");
        stage.setScene(scene);
        stage.show();
    }
    public static void main(String[] args) {
        launch(args);
    }
}

该示例并行播放三个过渡。有一个旋转，缩放和背景颜色变化的矩形对象。

RotateTransition rottr
        = new RotateTransition(Duration.millis(2000), rect);
rottr.setByAngle(180);
rottr.setCycleCount(2);
rottr.setAutoReverse(true);

RotateTransition将矩形旋转指定角度。旋转以两个周期发生并反转。

ScaleTransition sctr = new ScaleTransition(Duration.millis(2000), 
        rect);
sctr.setByX(2);
sctr.setByY(2);

ScaleTransition将矩形放大和缩小 2 倍。

FillTransition fltr = new FillTransition(Duration.millis(2000), 
        rect, Color.CADETBLUE, Color.STEELBLUE);

FillTransition将矩形的填充颜色从一种颜色值更改为另一种颜色值。

ParallelTransition ptr = new ParallelTransition();
ptr.getChildren().addAll(rottr, sctr, fltr);
ptr.play();

三种类型的过渡放置在ParallelTransition中，它们并行（即同时）播放它们。

顺序转换

SequentialTransition按顺序播放Animations的列表。

SequentialTransitionEx.java

package com.zetcode;
import javafx.animation.FillTransition;
import javafx.animation.RotateTransition;
import javafx.animation.ScaleTransition;
import javafx.animation.SequentialTransition;
import javafx.application.Application;
import javafx.scene.Scene;
import javafx.scene.layout.Pane;
import javafx.scene.paint.Color;
import javafx.scene.shape.Rectangle;
import javafx.stage.Stage;
import javafx.util.Duration;
/**
 * ZetCode JavaFX tutorial
 *
 * This program plays three transitions in
 * a sequential order.
 *
 * Author: Jan Bodnar 
 * Website: zetcode.com 
 * Last modified: June 2015
 */
public class SequentialTransitionEx extends Application {
    @Override
    public void start(Stage stage) {
        initUI(stage);
    }
    private void initUI(Stage stage) {
        Pane root = new Pane();
        Rectangle rect = new Rectangle(50, 50, 30, 30);
        rect.setArcHeight(10);
        rect.setArcWidth(10);
        rect.setFill(Color.CADETBLUE);
        RotateTransition rottr
                = new RotateTransition(Duration.millis(2000), rect);
        rottr.setByAngle(180);
        rottr.setCycleCount(2);
        rottr.setAutoReverse(true);
        ScaleTransition sctr = new ScaleTransition(Duration.millis(2000), 
                rect);
        sctr.setByX(2);
        sctr.setByY(2);
        sctr.setCycleCount(2);
        sctr.setAutoReverse(true);
        FillTransition fltr = new FillTransition(Duration.millis(2000), 
                rect, Color.CADETBLUE, Color.STEELBLUE);
        fltr.setCycleCount(2);
        fltr.setAutoReverse(true);
        root.getChildren().add(rect);
        SequentialTransition str = new SequentialTransition();
        str.getChildren().addAll(rottr, sctr, fltr);
        str.play();         
        Scene scene = new Scene(root, 300, 250);
        stage.setTitle("SequentialTransition");
        stage.setScene(scene);
        stage.show();
    }
    public static void main(String[] args) {
        launch(args);
    }
}

该示例按顺序播放三个过渡-一个接一个。

SequentialTransition str = new SequentialTransition();
str.getChildren().addAll(rottr, sctr, fltr);
str.play();

这三个转换被添加到SequentialTransition中。

时间线

Timeline是使用 JavaFX 创建动画的最复杂的工具。动画用KeyFrames定义，其中包含更改的节点的属性。这些属性封装在KeyValues中。 Timeline内插属性的更改。

TimelineEx.java

package com.zetcode;
import javafx.animation.KeyFrame;
import javafx.animation.KeyValue;
import javafx.animation.Timeline;
import javafx.application.Application;
import javafx.scene.Scene;
import javafx.scene.effect.Lighting;
import javafx.scene.layout.Pane;
import javafx.scene.paint.Color;
import javafx.scene.shape.Rectangle;
import javafx.stage.Stage;
import javafx.util.Duration;
/**
 * ZetCode JavaFX tutorial
 *
 * This program uses a Timeline to 
 * move a rectangle.
 * 
 * Author: Jan Bodnar 
 * Website: zetcode.com 
 * Last modified: June 2015
 */
public class TimelineEx extends Application {
    @Override
    public void start(Stage stage) {
        initUI(stage);
    }
    private void initUI(Stage stage) {
        Pane root = new Pane();
        Rectangle rect = new Rectangle(20, 20, 60, 60);
        rect.setEffect(new Lighting());
        rect.setFill(Color.CADETBLUE);
        Timeline tl = new Timeline();
        tl.setCycleCount(2);
        tl.setAutoReverse(true);
        KeyValue kv = new KeyValue(rect.translateXProperty(), 200);
        KeyFrame kf = new KeyFrame(Duration.millis(2000), kv);
        tl.getKeyFrames().addAll(kf);
        tl.play();
        root.getChildren().addAll(rect);
        Scene scene = new Scene(root, 350, 250);
        stage.setTitle("Timeline");
        stage.setScene(scene);
        stage.show();
    }
    public static void main(String[] args) {
        launch(args);
    }
}

该示例使用Timeline为矩形动画。

Rectangle rect = new Rectangle(20, 20, 60, 60);
rect.setEffect(new Lighting());
rect.setFill(Color.CADETBLUE);

此矩形是动画中的移动对象。

Timeline tl = new Timeline();

创建一个Timeline对象。

tl.setCycleCount(2);
tl.setAutoReverse(true);

动画由两个循环组成，并且被反转。矩形前后移动。

KeyValue kv = new KeyValue(rect.translateXProperty(), 200);

KeyValue包含translateX属性，该属性会随着时间变化为 200。

KeyFrame kf = new KeyFrame(Duration.millis(2000), kv);

实例化了KeyFrame。第一个参数是其持续时间，第二个参数是KeyValue。动画持续 2 秒钟，其translateX属性更改为 200。

tl.getKeyFrames().addAll(kf);

关键帧将添加到帧列表。

顺序时间线动画

我们没有在时间轴中定义所有关键帧。我们定义一些帧，其余的帧被插值。关键帧在指定的时间点为时间轴内插的一组变量提供目标值。为了顺序执行关键帧，我们利用了SequentialTransition类。

SequentialTimelineEx.java

package com.zetcode;
import javafx.animation.KeyFrame;
import javafx.animation.KeyValue;
import javafx.animation.SequentialTransition;
import javafx.animation.Timeline;
import javafx.application.Application;
import javafx.scene.Scene;
import javafx.scene.layout.Pane;
import javafx.scene.paint.Color;
import javafx.scene.shape.Circle;
import javafx.stage.Stage;
import javafx.util.Duration;
/**
 * ZetCode JavaFX tutorial
 *
 * This program creates a sequential Timeline
 * animation.
 * 
 * Author: Jan Bodnar 
 * Website: zetcode.com 
 * Last modified: June 2015
 */
public class SequentialTimelineEx extends Application {
    @Override
    public void start(Stage stage) {
        initUI(stage);
    }
    private void initUI(Stage stage) {
        Pane root = new Pane();
        Circle c = new Circle(50, 100, 10);
        c.setFill(Color.CADETBLUE);
        KeyValue kv1 = new KeyValue(c.scaleXProperty(), 4);
        KeyValue kv2 = new KeyValue(c.scaleYProperty(), 4);
        KeyFrame kf1 = new KeyFrame(Duration.millis(3000), kv1, kv2);
        Timeline scale = new Timeline();
        scale.getKeyFrames().add(kf1);        
        KeyValue kv3 = new KeyValue(c.centerXProperty(), 250);
        KeyFrame kf2 = new KeyFrame(Duration.millis(5000), kv3);
        Timeline move = new Timeline();
        move.getKeyFrames().add(kf2);        
        KeyValue kv4 = new KeyValue(c.scaleXProperty(), 1);
        KeyValue kv5 = new KeyValue(c.scaleYProperty(), 1);
        KeyFrame kf3 = new KeyFrame(Duration.millis(3000), kv4, kv5);
        Timeline scale2 = new Timeline();
        scale2.getKeyFrames().add(kf3);           
        SequentialTransition seqtr = new SequentialTransition(scale, 
                move, scale2);
        seqtr.play();
        root.getChildren().add(c);
        Scene scene = new Scene(root, 300, 250);
        stage.setTitle("Sequential Timeline animation");
        stage.setScene(scene);
        stage.show();
    }
    public static void main(String[] args) {
        launch(args);
    }
}

该示例创建顺序时间轴动画。动画由三个Timelines组成，它们与SequentialTransition顺序执行。

Circle c = new Circle(50, 100, 10);
c.setFill(Color.CADETBLUE);

此动画中的移动对象是Circle。

KeyValue kv1 = new KeyValue(c.scaleXProperty(), 4);
KeyValue kv2 = new KeyValue(c.scaleYProperty(), 4);
KeyFrame kf1 = new KeyFrame(Duration.millis(3000), kv1, kv2);
Timeline scale = new Timeline();
scale.getKeyFrames().add(kf1);

这是第一个Timeline。它会在三秒钟的时间内放大圆圈。

KeyValue kv3 = new KeyValue(c.centerXProperty(), 250);
KeyFrame kf2 = new KeyFrame(Duration.millis(5000), kv3);
Timeline move = new Timeline();
move.getKeyFrames().add(kf2);

第二个Timeline将圆圈向前移动。动画的这一部分持续五秒钟。

KeyValue kv4 = new KeyValue(c.scaleXProperty(), 1);
KeyValue kv5 = new KeyValue(c.scaleYProperty(), 1);
KeyFrame kf3 = new KeyFrame(Duration.millis(3000), kv4, kv5);
Timeline scale2 = new Timeline();
scale2.getKeyFrames().add(kf3);

第三个Timeline按比例缩小圆圈。

SequentialTransition seqtr = new SequentialTransition(scale, 
        move, scale2);
seqtr.play();

这三个时间线放置在SequentialTransition中。时间轴依次播放。

在本章中，我们介绍了 JavaFX 动画。