Wpf Design And Animation Lab

这是一个 WPF 项目，用于创作及收集一些好玩的设计和动画。目前已有数十个 Demo，部分 Demo 有相关博客介绍详细的实现步骤和原理：

设计和动画 - dino.c - 博客园

通过这些博客，你将会了解到如何实现一些酷酷的 WPF 动画和设计，以及一些 WPF 的技术细节。

1. 已实现的设计和动画

1.1 使用三种方式实现弧形进度条

实现弧形进度条的方案有很多种，通过用 Path 和 ArcSegment、Arc、Ellipse 这三个方案，可以了解各种 Shape 的基本用法。

1.2 仅用 Rectangle 实现圆柱形进度条

圆柱形进度条不难实现，不过有趣的是上图完全由代表矩形的 Rectangle 组成，这稍微有点反直觉。

首先我们需要重温一些基础知识：Rectangle 显示带圆角的矩形。用 RadiusX 和 RadiusY 可分别指定用于使矩形的角变圆的椭圆的 X 轴和 Y 轴半径。

如下面这个例子，可以看到 RadiusX="50" RadiusY="20" 的 Rectangle 的圆角和 Width="100" Height="40" 的 Ellipse (X 轴半径 50，Y 轴半径 20 )完全重合在一起。

<Rectangle  Height="100"
            Width="100"
            Fill="#FF7E9EC0"
            Stroke="#FFFF0EC4"
            StrokeThickness="5"
            RadiusX="50"
            RadiusY="20" />
<Ellipse HorizontalAlignment="Left"
         VerticalAlignment="Top"
         StrokeThickness="5"
         Stroke="Yellow"
         Fill="Red"
         Width="100"
         Height="40"
         Opacity="0.5" />

现在我们把上面的 Rectangle 拉长，就成了圆柱的基本形状；反过来将它压扁，就成了圆柱的截面。再把它们设置成半透明的，就成了圆柱形进度条的背景：

<Grid.Resources>
   <Style TargetType="Rectangle">
       <Setter Property="Fill" Value="#36a8e2" />
       <Setter Property="RadiusX" Value="25" />
       <Setter Property="RadiusY" Value="5" />
   </Style>
</Grid.Resources>
<Rectangle Opacity="0.2" />
<Rectangle Height="10"
          VerticalAlignment="Top"
          Opacity="0.1" />

之后再添加一层半透明的渐变，以及另一个截面，就完成了圆柱形的进度条。

1.3 玩玩彩虹文字及动画

用 ItemsControl 拆分文字实现彩虹文字是一个很好玩的方案，因为可以对每个文字做不同的变形和动画，实现很多种玩法。首先，因为 string 是个集合，其实它可以用作 ItemsControl 的 ItemsSource。但在 Xaml 上直接写 ItemsSource="somestring"` 会报错，可以用 ContentControl 包装一下，写成这样：

<ContentControl Content="ItemsControl" >
    <ContentControl.Template>
        <ControlTemplate TargetType="ContentControl">
            <ItemsControl ItemsSource="{TemplateBinding Content}" >
            </ItemsControl>
        </ControlTemplate>
    </ContentControl.Template>
</ContentControl>

然后设置 ItemsControl 的 ItemsPanel，让内容横向排列；设置 DataTemplate，让拆分后的字符显示在 TextBlock 上：

<ItemsControl ItemsSource="{TemplateBinding Content}" >
    <ItemsControl.ItemsPanel>
        <ItemsPanelTemplate>
            <StackPanel Orientation="Horizontal" />
        </ItemsPanelTemplate>
    </ItemsControl.ItemsPanel>
    <ItemsControl.ItemTemplate>
        <DataTemplate>
            <TextBlock Text="{Binding}" />
        </DataTemplate>
    </ItemsControl.ItemTemplate>
</ItemsControl>

接下来，为了让每个字符显示不同的颜色，需要实现一个 Collection 类并在 Xaml 上实例化它，将用到的颜色放进去：

<common:RepeatCollection x:Key="RepeatCollection">
    <SolidColorBrush>#4a0e68</SolidColorBrush>
    <SolidColorBrush>#b62223</SolidColorBrush>
    <SolidColorBrush>#fdd70c</SolidColorBrush>
    <SolidColorBrush>#f16704</SolidColorBrush>
    <SolidColorBrush>#69982d</SolidColorBrush>
    <SolidColorBrush>#0075a5</SolidColorBrush>
    <SolidColorBrush>#0b0045</SolidColorBrush>
</common:RepeatCollection>

这个 RepeatCollection 的代码如下，它其实是个循环队列，每次调用 Next 的 getter 方法就拿下一个元素（叫 CircleCollection 会不会好些？）：

public class RepeatCollection : Collection<object>
{
    private int _offset;

    public object Next
    {
        get
        {
            if (this.Count == 0)
                return null;

            var result = this[_offset];
            _offset++;
            if (_offset > this.Count - 1)
                _offset = 0;

            return result;
        }
    }
}

最后，TextBlock 的 Foreground 绑定到集合的 Next 属性，实现每一个 TextBlock 都使用不同的颜色：

<TextBlock Foreground="{Binding Next, Source={StaticResource RepeatCollection}}" Text="{Binding}" />

修改一下上面的代码，就可以实现彩虹文字的动画：

1.4 制作一个彩虹按钮

将 LinearGradientBrush 应用在文字上，文字就变成了彩虹色。如果两个 GradientStop 之间 Color 相同就不会发生渐变，如果两个 GradientStop 之间 Offset 就会马上变。利用这种手法，再加上我使用了等宽字体，所以可以制造出每个字颜色不一样的彩虹文字：

<LinearGradientBrush x:Name="RainbowBrush" StartPoint="0,0.5" EndPoint="1,.5">
    <GradientStop x:Name="G1" Offset="0" Color="#65b849" />
    <GradientStop x:Name="G2" Offset=".166" Color="#65b849" />
    <GradientStop x:Name="G3" Offset=".166" Color="#f7b423" />
    <GradientStop x:Name="G4" Offset=".3333" Color="#f7b423" />
    <GradientStop x:Name="G5" Offset="0.3333" Color="#f58122" />
    <GradientStop x:Name="G6" Offset="0.5" Color="#f58122" />
    <GradientStop x:Name="G7" Offset="0.5" Color=" #f8f8f8" />
    <GradientStop x:Name="G8" Offset="0.5" Color=" #f8f8f8" />
    <GradientStop x:Name="G9" Offset="0.50" Color="#de3a3c" />
    <GradientStop x:Name="G10" Offset="0.666" Color="#de3a3c" />
    <GradientStop x:Name="G11" Offset="0.666" Color="#943f96" />
    <GradientStop x:Name="G12" Offset="0.8633" Color="#943f96" />
    <GradientStop x:Name="G13" Offset="0.8633" Color="#009fd9" />
    <GradientStop x:Name="G14" Offset="01" Color="#009fd9" />
</LinearGradientBrush>

在 MouseOver 的 Storyboard 里控制 LinearGradientBrush 改变方向。有两种方式可以改变它的方向，其中一种是用 PointAnimation 改变 StartPoint 和 EndPoint，另一种是用 DoubleAnimation 直接改变 LinearGradientBrush.RelativeTransform。后一种的写法如下：

<Storyboard>
    <DoubleAnimation Storyboard.TargetName="textBlock"
                     Storyboard.TargetProperty="(TextBlock.Foreground).(Brush.RelativeTransform).(RotateTransform.Angle)"
                     To="90"
                     Duration="0:0:0.5">
        <DoubleAnimation.EasingFunction>
            <QuarticEase EasingMode="EaseOut" />
        </DoubleAnimation.EasingFunction>
    </DoubleAnimation>
</Storyboard>


<LinearGradientBrush x:Name="RainbowBrush" StartPoint="0,0.5" EndPoint="1,.5">
    <LinearGradientBrush.RelativeTransform>
        <RotateTransform Angle="0" CenterX="0.5" CenterY="0.5" />
    </LinearGradientBrush.RelativeTransform>

运行起来的效果就是将所有颜色旋转 90 度，看起来就像以前的 Apple 的 Logo 配色。在上面的 LinearGradientBrush 里，我偷偷藏了两个白色的 GradientStop （名为 G6 和 G7 那两个），它们的 Offset 都是 0.5，处于正中间的位置。在按钮的 Pressed 状态中，用 DoubleAnimation 将它们前后的所有 GradientStop 的 Offset 都设置为 0 或 1，效果是将所有颜色向两边推。因为现在旋转了 90 度，所以实际上是向上下两个方向推：

1.5 实现两个任天堂 Switch 的加载动画

用拆分文字和 TimeSpanIncreaser 的方案，实现了两个在任天堂 Switch 中最常见的动画。

1.6 使用 Shazzam Shader Editor 编写一个 Lighten Effect

在上面的动画里为了实现不同亮度的 Grid，使用了一个 LightenConverter 类，但是它只能处理 SolidColorBrush。为了可以应用在更多场合，接下来自己写一个 Effect 来实现相同 Lighten 的效果。

1.7 实现 WPF 的 Inner Shadow

在 WPF 中，我们通常用 DropShadow 做阴影效果，但都是做外阴影。内阴影（Inner Shadow）的话其实也不是不可以，就是有些曲折。实现内阴影的方案有几种，其中我最喜欢用另一个元素的 VisualBrush 来做 OpacityMask 的方案。

<Grid Width="100"
      Height="100"
      Margin="10">
    <Rectangle x:Name="Rectangle2"
               Fill="White"
               RadiusX="8"
               RadiusY="8" />
    <Border Margin="0">
        <Border.Effect>
            <DropShadowEffect BlurRadius="8" ShadowDepth="0" />
        </Border.Effect>
        <ContentControl HorizontalAlignment="Center"
                        VerticalAlignment="Center"
                        Content="OpacityMask" />
    </Border>
    <Grid.OpacityMask>
        <VisualBrush Stretch="None" Visual="{Binding ElementName=Rectangle2}" />
    </Grid.OpacityMask>
</Grid>

但这样做出来的阴影都不会太粗，如果需要更大更粗的内阴影，可以使用一个负数的 Margin 配合同样粗细的 BorderThickness 实现。以 OpacityMask 的方案为例，用下面的代码可以做个又粗又大的内阴影：

private void Slider_ValueChanged(object sender, RoutedPropertyChangedEventArgs<double> e)
{
    ShadowElement.Margin = new Thickness(-e.NewValue);
    ShadowElement.BorderThickness = new Thickness(e.NewValue);
    (ShadowElement.Effect as DropShadowEffect).BlurRadius = e.NewValue * 2;
}

1.8 用 OpacityMask 模仿 UWP 的 Text Shimmer 动画

在 UWP 的 Windows Composition Samples 中有一个 Text Shimmer 动画，它用于展示如何使用 Composition Light。这个动画很简单，就是用 PointLight 从左到右扫过一行文字。虽然 WPF 没有 Composition Light，但要玩这个简单的动画任然没问题，就是用 OpacityMask 模仿一下而已。

RadialGradientBrush 代表一个圆形的渐变画刷，在这里我们要关心它的三个属性：

RadiusX/RadiusY： 圆形的水平/垂直半径。 Center： 圆形的最外围的中心。 GradientOrigin： 渐变开始的二位焦点的位置。

这三个属性的作用可以参考下图：

用一个 RadialGradientBrush 作为 OpacityMask 让 TextBlock 从中心点向外渐渐变得透明：

<TextBlock HorizontalAlignment="Center"
           VerticalAlignment="Center"
           FontFamily="SegoeUI"
           FontSize="100"
           FontWeight="Thin"
           Foreground="DimGray"
           Text="Text Shimmer">
    <TextBlock.OpacityMask>
        <RadialGradientBrush x:Name="Brush" Center=".5,.5" GradientOrigin=".5,.5" RadiusX=".43" RadiusY="2">
            <GradientStop Color="Black" />
            <GradientStop Offset=".5" Color="#6000" />
            <GradientStop Offset="1" Color="#2000" />
        </RadialGradientBrush>
    </TextBlock.OpacityMask>
</TextBlock>

然后对 Center 和 GradientOrigin 做 PointAnimation，实现 OpacityMask 的水平移动，就可以模仿出 PointLight 扫过的效果：

<PointAnimation RepeatBehavior="Forever"
                Storyboard.TargetName="Brush"
                Storyboard.TargetProperty="Center"
                From="-2,.5"
                To="3,.5"
                Duration="0:0:3.3" />
<PointAnimation RepeatBehavior="Forever"
                Storyboard.TargetName="Brush"
                Storyboard.TargetProperty="GradientOrigin"
                From="-2,.5"
                To="3,.5"
                Duration="0:0:3.3" />

1.9 抄一个 CSS3 实现的按钮

抄一个 CSS3 实现的按钮，顺便熟习下 CSS3。

1.10 用 Effect 实现线条光影效果

为了实现这个效果我用到这些知识和技巧：

Segoe Fluent 图标字体
在 Blend 中创建 Path
计算 Path 的长途
Path 的边框动画
VisualStudio 的设计时数据支持
自定义 Effect

2. License

The project is released under MIT License.

3. UWP 的版本

另外，我有另一个用于玩 UWP 动画的项目：

https://github.com/DinoChan/uwp_design_and_animation_lab

转载自 Github

作者：dino.c

仓库地址：https://github.com/DinoChan/wpf_design_and_animation_lab