UWP Background过渡动画

首先说两件事：

1、大爆炸我还记着呢，先欠着吧。。。

2、博客搬家啦，新地址：https://blog.ultrabluefire.cn/

==========下面是正文==========

前些日子看到Xaml Controls Gallery的ToggleTheme过渡非常心水，大概是这样的：

在17134 SDK里写法如下：

1 <Grid Background="{ThemeResource ApplicationPageBackgroundThemeBrush}">
2     <Grid.BackgroundTransition>
3         <BrushTransition Duration="0:0:0.4" />
4     </Grid.BackgroundTransition>
5 </Grid>

这和我原本的思路完全不同。
我原本的思路是定义一个静态的笔刷资源，然后动画修改他的Color，但是这样就不能和系统的笔刷资源很好的融合了。怎么办呢？
前天半梦半醒间，突然灵光一现，感觉可以用一个附加属性作为中间层，给Background赋临时的笔刷实现过渡。
闲话不多说，开干。
首先我们需要一个画刷，这个画刷要实现以下功能：

拥有一个Color属性。
对Color属性赋值时会播放动画。
动画播放结束触发事件。
可以从外部清理事件。

这个可以使用Storyboard，CompositionAnimation手动Start或者ImplicitAnimation实现，在这里我选择了我最顺手的Composition实现。
下面贴代码：

  1 public class FluentSolidColorBrush : XamlCompositionBrushBase
  2 {
  3     Compositor Compositor => Window.Current.Compositor;
  4     ColorKeyFrameAnimation ColorAnimation;
  5     bool IsConnected;
  6 
  7     //被设置到控件属性时触发，例RootGrid.Background=new FluentSolidColorBrush();
  8     protected override void OnConnected()
  9     {
 10         if (CompositionBrush == null)
 11         {
 12             IsConnected = true;
 13 
 14             ColorAnimation = Compositor.CreateColorKeyFrameAnimation();
 15 
 16             //进度为0的关键帧，表达式为起始颜色。
 17             ColorAnimation.InsertExpressionKeyFrame(0f, "this.StartingValue");
 18 
 19             //进度为0的关键帧，表达式为参数名为Color的参数。
 20             ColorAnimation.InsertExpressionKeyFrame(1f, "Color");
 21 
 22             //创建颜色笔刷
 23             CompositionBrush = Compositor.CreateColorBrush(Color);
 24         }
 25     }
 26 
 27     //从属性中移除时触发，例RootGrid.Background=null;
 28     protected override void OnDisconnected()
 29     {
 30         if (CompositionBrush != null)
 31         {
 32             IsConnected = false;
 33 
 34             ColorAnimation.Dispose();
 35             ColorAnimation = null;
 36             CompositionBrush.Dispose();
 37             CompositionBrush = null;
 38 
 39             //清除已注册的事件。
 40             ColorChanged = null;
 41         }
 42     }
 43 
 44     public TimeSpan Duration
 45     {
 46         get { return (TimeSpan)GetValue(DurationProperty); }
 47         set { SetValue(DurationProperty, value); }
 48     }
 49 
 50     public static readonly DependencyProperty DurationProperty =
 51         DependencyProperty.Register("Duration", typeof(TimeSpan), typeof(FluentSolidColorBrush), new PropertyMetadata(TimeSpan.FromSeconds(0.4d), (s, a) =>
 52         {
 53             if (a.NewValue != a.OldValue)
 54             {
 55                 if (s is FluentSolidColorBrush sender)
 56                 {
 57                     if (sender.ColorAnimation != null)
 58                     {
 59                         sender.ColorAnimation.Duration = (TimeSpan)a.NewValue;
 60                     }
 61                 }
 62             }
 63         }));
 64 
 65     public Color Color
 66     {
 67         get { return (Color)GetValue(ColorProperty); }
 68         set { SetValue(ColorProperty, value); }
 69     }
 70 
 71     public static readonly DependencyProperty ColorProperty =
 72         DependencyProperty.Register("Color", typeof(Color), typeof(FluentSolidColorBrush), new PropertyMetadata(default(Color), (s, a) =>
 73         {
 74             if (a.NewValue != a.OldValue)
 75             {
 76                 if (s is FluentSolidColorBrush sender)
 77                 {
 78                     if (sender.IsConnected)
 79                     {
 80                         //给ColorAnimation，进度为1的帧的参数Color赋值
 81                         sender.ColorAnimation.SetColorParameter("Color", (Color)a.NewValue);
 82 
 83                         //创建一个动画批，CompositionAnimation使用批控制动画完成。
 84                         var batch = sender.Compositor.CreateScopedBatch(CompositionBatchTypes.Animation);
 85 
 86                         //批内所有动画完成事件，完成时如果画刷没有Disconnected，则触发ColorChanged
 87                         batch.Completed += (s1, a1) =>
 88                         {
 89                             if (sender.IsConnected)
 90                             {
 91                                 sender.OnColorChanged((Color)a.OldValue, (Color)a.NewValue);
 92                             }
 93                         };
 94                         sender.CompositionBrush.StartAnimation("Color", sender.ColorAnimation);
 95                         batch.End();
 96                     }
 97                 }
 98             }
 99         }));
100 
101     public event ColorChangedEventHandler ColorChanged;
102     private void OnColorChanged(Color oldColor, Color newColor)
103     {
104         ColorChanged?.Invoke(this, new ColorChangedEventArgs()
105         {
106             OldColor = oldColor,
107             NewColor = newColor
108         });
109     }
110 }
111 
112 public delegate void ColorChangedEventHandler(object sender, ColorChangedEventArgs args);
113 public class ColorChangedEventArgs : EventArgs
114 {
115     public Color OldColor { get; internal set; }
116     public Color NewColor { get; internal set; }
117 }

View Code

这样这个笔刷在每次修改Color的时候就能自动触发动画了，这完成了我思路的第一步，接下来我们需要一个Background属性设置时的中间层，用来给两个颜色之间添加过渡，这个使用附加属性和Behavior都可以实现。

我开始选择了Behavior，优点是可以在VisualState的Storyboard节点中赋值，而且由于每个Behavior都是独立的属性，可以存储更多的非公共属性、状态等；但是缺点也非常明显，使用Behavior要引入"Microsoft.Xaml.Behaviors.Uwp.Managed"这个包，使用的时候也要使用至少三行代码。
而附加属性呢，优点是原生和短，缺点是不能存储过多状态，也不能在Storyboard里使用，只能用Setter控制。
不过对于我们的需求呢，只需要Background和Duration两个属性，综上所述，最终我选择了附加属性实现。
闲话不多说，继续贴代码：

 1 public class TransitionsHelper : DependencyObject
 2 {
 3     public static Brush GetBackground(FrameworkElement obj)
 4     {
 5         return (Brush)obj.GetValue(BackgroundProperty);
 6     }
 7 
 8     public static void SetBackground(FrameworkElement obj, Brush value)
 9     {
10         obj.SetValue(BackgroundProperty, value);
11     }
12 
13     public static TimeSpan GetDuration(FrameworkElement obj)
14     {
15         return (TimeSpan)obj.GetValue(DurationProperty);
16     }
17 
18     public static void SetDuration(FrameworkElement obj, TimeSpan value)
19     {
20         obj.SetValue(DurationProperty, value);
21     }
22 
23     public static readonly DependencyProperty BackgroundProperty =
24         DependencyProperty.RegisterAttached("Background", typeof(Brush), typeof(TransitionsHelper), new PropertyMetadata(null, BackgroundPropertyChanged));
25 
26     public static readonly DependencyProperty DurationProperty =
27         DependencyProperty.RegisterAttached("Duration", typeof(TimeSpan), typeof(TransitionsHelper), new PropertyMetadata(TimeSpan.FromSeconds(0.6d)));
28 
29     private static void BackgroundPropertyChanged(DependencyObject d, DependencyPropertyChangedEventArgs e)
30     {
31         if (e.NewValue != e.OldValue)
32         {
33             if (d is FrameworkElement sender)
34             {
35                 //拿到New和Old的Brush，因为Brush可能不是SolidColorBrush，这里不能使用强制类型转换。
36                 var NewBrush = e.NewValue as SolidColorBrush;
37                 var OldBrush = e.OldValue as SolidColorBrush;
38 
39                 //下面分别获取不同控件的Background依赖属性。
40                 DependencyProperty BackgroundProperty = null;
41                 if (sender is Panel)
42                 {
43                     BackgroundProperty = Panel.BackgroundProperty;
44                 }
45                 else if (sender is Control)
46                 {
47                     BackgroundProperty = Control.BackgroundProperty;
48                 }
49                 else if (sender is Shape)
50                 {
51                     BackgroundProperty = Shape.FillProperty;
52                 }
53 
54                 if (BackgroundProperty == null) return;
55 
56                 //如果当前笔刷是FluentSolidColorBrush,就将当前笔刷设置成旧笔刷，触发FluentSolidColorBrush的OnDisconnected，
57                 //OnDisconnected中会清理掉ColorChanged上注册的事件，防止笔刷在卸载之后，动画完成时触发事件，导致运行不正常。
58                 if (sender.GetValue(BackgroundProperty) is FluentSolidColorBrush tmp_fluent)
59                 {
60                     sender.SetValue(BackgroundProperty, OldBrush);
61                 }
62 
63                 //如果OldBrush或者NewBrush中有一个为空，就不播放动画，直接赋值
64                 if (OldBrush == null || NewBrush == null)
65                 {
66                     sender.SetValue(BackgroundProperty, NewBrush);
67                     return;
68                 }
69 
70                 var FluentBrush = new FluentSolidColorBrush()
71                 {
72                     Duration = GetDuration(sender),
73                     Color = OldBrush.Color,
74                 };
75                 FluentBrush.ColorChanged += (s, a) =>
76                 {
77                     sender.SetValue(BackgroundProperty, NewBrush);
78                 };
79                 sender.SetValue(BackgroundProperty, FluentBrush);
80                 FluentBrush.Color = NewBrush.Color;
81             }
82         }
83     }
84 }

View Code

调用的时候就不能直接设置Background了：

1 <Grid helper:TransitionsHelper.Background="{ThemeResource ApplicationPageBackgroundThemeBrush}">
2     <Button x:Name="ToggleTheme" Click="ToggleTheme_Click">ToggleTheme</Button>
3 </Grid>

在Style里调用方法也类似：

 1 <!-- Element中 -->
 2 <Grid x:Name="RootGrid" helper:TransitionsHelper.Background="{TemplateBinding Background}">
 3     ...
 4 </Grid>
 5 
 6 <!-- VisualState中 -->
 7 <VisualState x:Name="TestState">
 8     <VisualState.Setter>
 9         <Setter Target="RootGrid.(helper:TransitionsHelper.Background)" Value="{Binding RelativeSource={RelativeSource TemplatedParent},Path=SecondBackground}" />
10     </VisualState.Setter>
11 </VisualState>

这里还有个点要注意，在VisualState中，不管是Storyboard还是Setter，如果要修改模板绑定，直接写Value="{TemplateBinding XXX}"会报错，正确的写法是Value="{Binding RelativeSource={RelativeSource TemplatedParent},Path=SecondBackground}"。

最后附一张效果图：

原文地址：https://blog.ultrabluefire.cn/archives/13.html