Android动画集大成之宗-MotionLayout

MotionLayout使用指南

在传统Android开发中，创建流畅的交互式动画往往需要组合使用属性动画、TransitionManager或CoordinatorLayout等多种技术，代码量大且维护困难。Google在ConstraintLayout 2.0中推出的MotionLayout成功解决了这一痛点，它将布局容器与动画描述分离，通过声明式的XML配置即可实现复杂的交互动画MotionLayout兼具了属性动画的灵活性、TransitionManager的布局过渡能力以及CoordinatorLayout的触摸响应特性，成为一个功能强大的全能型动画解决方案。

一、MotionLayout与MotionScene

MotionLayout本身是一个ViewGroup（视图容器），而MotionScene是其核心的"大脑"，专门用于定义和控制动画。

MotionLayout实际是ConstraintLayout的子类，它首先是一个布局容器，负责承载界面元素。同时，它也是一个动画引擎，实时解析和执行MotionScene中的指令。

MotionScene ：是一个独立的XML资源文件（通常位于res/xml目录），作为动画的"剧本"，详细描述动画的各种状态和过渡过程。MotionLayout通过app:layoutDescription属性与MotionScene文件关联。

这种分离设计让动画逻辑与布局容器解耦，大大提高了代码的可维护性和可读性。

二、项目配置与创建方式

2.1 添加依赖

要使用MotionLayout，首先需要在项目的build.gradle文件中添加ConstraintLayout 2.0及以上版本的依赖

arduino 复制代码

dependencies {
    implementation 'androidx.constraintlayout:constraintlayout:2.2.0'
}

2.2 创建方式

最直接的方式是对布局进行自动转换。在Android Studio中，打开已有的ConstraintLayout布局文件，在Component Tree中右键点击根布局，选择"Convert to MotionLayout"。

这种方式Android Studio会自动将ConstraintLayout替换为MotionLayout，并在res/xml目录下创建对应的MotionScene文件，同时通过app:layoutDescription属性建立两者的关联关系。

也可以自行手动创建，手动修改布局文件的根标签为MotionLayout或者创建文件时指定MotionLayout的根布局，但是这种做法需要我们自己在res/xml文件下创建对应的MotionScene文件并进行关联。

三、MotionScene的三大核心组件

MotionScene由三个基本组成部分ConstraintSet（约束集） ，Transition（过渡） 和触发机制构成，理解它们是掌握MotionLayout的关键。

3.1 ConstraintSet（约束集）

ConstraintSet定义了动画的关键状态，通常是开始状态和结束状态。每个ConstraintSet详细描述了在该状态下，每个视图的位置、大小、透明度等所有属性。

在开始的ConstrainSet中，我们可以不对View进行约束，会自动继承布局文件中定义的初始约束。但是在<ConstraintSet android:id="@+id/end"> </ConstraintSet>中必须完整写出View的宽高以及约束等属性

ini 复制代码

<ConstraintSet android:id="@+id/start">
    
</ConstraintSet>

<ConstraintSet android:id="@+id/end">
    <Constraint
        android:id="@+id/button"
        android:layout_width="64dp"
        android:layout_height="64dp"
        motion:layout_constraintEnd_toEndOf="parent"
        motion:layout_constraintTop_toTopOf="parent" />
</ConstraintSet>

3.2 Transition（过渡）

Transition定义了动画的过程，指定了从哪个ConstraintSet开始，过渡到哪个ConstraintSet结束

xml 复制代码

<Transition
    motion:constraintSetStart="@id/start"
    motion:constraintSetEnd="@+id/end"
    motion:duration="1000">
    
    <!-- 触发条件 -->
</Transition>

关键属性：

constraintSetStart：起始状态ConstraintSet的ID
constraintSetEnd：结束状态ConstraintSet的ID
duration：动画持续时间（毫秒）

KeyFrame(关键帧)

我们已经知道ConstraintSet描述了Start、End状态，那么动画过渡的路径可以是直线，也可以是任意曲线，而这就需要通过KeyFrameSet关键帧来设置了。keyFrameSet是MotionLayout中用于定义动画关键帧的容器，它包含多个关键帧类型，每种类型可以控制不同的属性或触发不同的事件，主要看下面位置和属性两种关键帧

KeyPosition（位置关键帧）

KeyPosition用于定义视图在动画路径上的位置和大小变化，允许通过百分比指定位置、大小、角度等属性。常用属性：
- framePosition：一个介于 0 到 100之间的整数，这个数值直接对应动画完成的百分比
- motionTarget：目标视图ID
- percentX/percentY：位置百分比（0.0-1.0）
- keyPositionType：坐标系类型（parentRelative、pathRelative、deltaRelative）

KeyAttribute(属性关键帧)

KeyPosition用于在动画的特定时刻动态修改UI元素属性，如透明度、旋转、缩放、平移等。常用属性：
- android:alpha：透明度
- android:rotation：旋转角度
- android:scaleX/scaleY：缩放比例
- android:translationX/Y：平移距离
再了解一下关键帧的三种坐标系类型
0. parentRelative（父容器相对坐标系），以父容器的左上角为原点(0,0)，右下角为(1,1)，这是最常用的坐标系
1. deltaRelative（相对偏移坐标系），以起始点为原点(0,0)，结束点为(1,1)，基于相对于起始点和结束点的相对偏移量来计算路径
1. pathRelative（路径相对坐标系），基于运动路径的百分比位置，从起点连接到终点的方向是X轴，对应坐标分别是(0,0)和(1,0)

下面的实战会演示关键帧，这里就不多赘述了。

3.3 触发机制

Transition中的触发机制让动画与用户交互联系起来，一般就是点击触发或者滑动触发。

OnClick（点击触发）

ini 复制代码

<OnClick
    motion:targetId="@id/button"
    motion:clickAction="toggle" />

clickAction常用值：

toggle：在开始和结束状态之间来回切换 。无论当前处于何种状态，点击后都会向相反状态过渡
transitionToStart/End：过渡到开始或结束状态。如果当前已是目标状态，则点击无效
jumpToStart/End：直接跳转到开始/结束状态（无动画）

OnSwipe（滑动触发）

ini 复制代码

<OnSwipe
    motion:touchAnchorId="@id/button"
    motion:touchAnchorSide="right"
    motion:dragDirection="dragRight" />

关键属性：

touchAnchorId：拖拽锚点视图
dragDirection：拖拽方向（dragLeft/Right/Up/Down）
touchAnchorSide：拖拽的锚点边

四、实战使用

了解了上面的基本概念后，我们就可以开始基本的使用了，

ini 复制代码

<androidx.constraintlayout.motion.widget.MotionLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:app="http://schemas.android.com/apk/res-auto"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
    android:id="@+id/main"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    app:layoutDescription="@xml/activity_main_scene"
    tools:context=".MainActivity">

    <View
        android:id="@+id/view"
        android:layout_width="100dp"
        android:layout_height="100dp"
        android:background="@drawable/closer"
        app:layout_constraintBottom_toBottomOf="parent"
        app:layout_constraintEnd_toEndOf="parent"
        app:layout_constraintStart_toStartOf="parent"
        app:layout_constraintTop_toTopOf="parent" />

    <TextView
        android:id="@+id/text"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:background="@color/light_yellow"
        android:text="这是一行文本"
        android:textColor="@color/black"
        android:textSize="25sp"
        app:layout_constraintEnd_toEndOf="@id/view"
        app:layout_constraintStart_toStartOf="@id/view"
        app:layout_constraintTop_toBottomOf="@id/view" />


</androidx.constraintlayout.motion.widget.MotionLayout>

这是活动对应的布局，和约束布局基本没有什么区别，下面是对应的MotionScene

ini 复制代码

<MotionScene xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:motion="http://schemas.android.com/apk/res-auto">

    <Transition
        motion:constraintSetEnd="@+id/end"
        motion:constraintSetStart="@id/start"
        motion:duration="1000">
        <OnClick motion:clickAction="transitionToEnd"
            motion:targetId="@id/text"/>
       <KeyFrameSet>

       </KeyFrameSet>
    </Transition>

    <ConstraintSet android:id="@+id/start">
    </ConstraintSet>

    <ConstraintSet android:id="@+id/end">
        <Constraint
            android:id="@+id/text"
            android:layout_width="wrap_content"
            android:layout_height="wrap_content"
            motion:layout_constraintBottom_toTopOf="@id/view"
            motion:layout_constraintEnd_toEndOf="@id/view"
            motion:layout_constraintStart_toStartOf="@id/view"/>
    </ConstraintSet>
</MotionScene>

这样一个最简单的MotionLayout就成型了，我们实际上只在MotionScene进行了动画的设置，完全不需要在活动或者碎片中进行任何操作。在触发机制中设置了TextView的onClick，并且用motion:clickAction="transitionToEnd"规定动画仅触发第一次点击然后移动到终点，后续不会再进行动画。最后的效果如下。

我们还可以结合关键帧，丰富这个动画的效果。在上面KeyFrameSet中加上下面三个关键帧

xml 复制代码

<KeyFrameSet>
    <!-- 位置关键帧：在一半进度时稍微往右上偏一点 -->
    <KeyPosition
        motion:motionTarget="@id/text"
        motion:framePosition="50"
        motion:keyPositionType="deltaRelative"
        motion:percentX="0.8"
        motion:percentY="0.0"/>

    <!-- 属性关键帧：在一半进度时放大 1.5 倍  -->
    <KeyAttribute
        motion:motionTarget="@id/text"
        motion:framePosition="50"
        android:scaleX="1.5"
        android:scaleY="1.5"/>

    <!-- 属性关键帧：在结尾时透明度变为 0.2  -->
    <KeyAttribute
        motion:motionTarget="@id/text"
        motion:framePosition="100"
        android:alpha="0.2"/>
</KeyFrameSet>

最后的效果如下

总结

MotionLayout 只需要定义开始状态 (start) 和结束状态 (end) 的布局约束（ConstraintSet），以及它们之间的过渡（Transition） 。MotionLayout 会自动计算并执行从一个状态到另一个状态的平滑过渡。避免了传统动画尤其是属性动画手动操作一个个视图的具体属性（如 x, y, rotation）的缺点，这对于复杂的 UI 状态切换来说，代码量大且难以维护。同时所有的动画和交互逻辑都定义在一个单独的 MotionScene XML 文件中，使得代码更清晰，Activity/Fragment 中的代码可以专注于业务逻辑，而不是动画细节。因此在现代 Android 开发中，除了一些极简单的动画，更多时候推荐使用MotionLayout