如何优雅地在Android上实现iOS的图片预览

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需求

一个图片查看器，要求可以滑动 Fling，触碰到边界的时候回弹，有越界回弹的效果，支持双指缩放，双击缩放

分析

咋一看需求，应该好写，滚动的时候用 Scroller 来解决，回弹效果直接用 ValueAnimator，设置插值器为减速插值器来解决。看似简单，但是因为是仿物理效果，中间牵扯到从滚动到回弹的时候（Scroller动画切换到ValueAnimator动画）的速度衔接问题，要看上去从滚动到开始回弹至结束没有突兀，中间的特判边界处理是很麻烦的，还要牵扯到缩放，所以不考虑这种方案

既然是要模拟现实中的物理效果，为何不在每一帧根据当前的状态得到对用的加速度，然后去计算下一帧的状态位置，这样只要模拟现实中的物理加速度不就可以实现了吗，那些边界特判之类的就可以去见阎王了

方案确定完毕，接下来就是选定加速度的方程，要模拟弹簧的效果，拉力很简单，用胡克定律嘛！F = k * dx，摩擦力呢？Ff = μ*FN ? 这里推荐一个更加好的方案，借鉴自 Rebound 库，这是 Facebook 的一个弹簧动画库，设定一个目的数值，它会根据当前的拉力，摩擦力，速度然后变化到目标值，加速度方程为

$$ \vec a=tension\cdot\vec {dx} - friction\cdot\vec v $$

其中 tension 为弹性系数，friction为摩擦力系数，为什么让摩擦力和速度成正比呢？如果摩擦力和速度成正比，那么就不存在静摩擦力，也就是不存在物体静止情况下拉力小于摩擦力的情况（因为速度为0的时候，阻力为0，除非拉力为0），物体肯定会向目标地点靠近，遏制了物体摩擦力过大而无法达到目的地情况

类的设计

为了方便接入各种 View ，设计一个 ZoomableGestureHelper 类

设计目的，我只需要知道视图的大小边界 (bounds) 和内部可滚动回弹的边界 (innerBounds)，就可以通过计算得到一个新的转换矩阵

对于物理状态，需要一个类 SpringPhysicsState 来做存储，里面包含了速度、拉力系数、摩擦力系数，不保存位置，因为位置是通过 getBounds 动态计算得到的

移动的处理

速度分解成水平方向和垂直方向，因为处理方法一样，下面只讲述垂直方向的计算

红色框为视图的区域，蓝色框为内部图片的区域，帧计算触发时机使用 View 的 computeScroll 方法，这里会牵扯到停止判定，之后会讲述

状态1 ：其中一边有越界

分析一下上图中的位置，蓝色部分为内部图片，它被拖动越界了，此时的合力应该为 tension * dx - friction * v, v为图片在 y 轴方向上的速度，（dx 和 v 都是矢量，我暂且设置向右和向下为正），之后就直接调用invalidate();，就可以播放动画了。

状态2：两边都没越界

此时因为两边都没有越界，所以应该不存在拉力，可以认为此时dx为0，摩擦力需要注意下，因为可以支持滑动（Fling），所以此时的摩擦力要比之前越界回弹时候的摩擦力小，至于具体数值，文末会给出

状态3：两边都超出

此时两边都超出边界，蓝色区域应该和红色区域中心绑定，所以此时的 dx为 dxBottom - dxTop（注意符号，因为dx为矢量，所以不能是dxTop - dxBottom）

缩放的处理

缩放的方法和移动一致，设定 tension 和 friction ，边界设定为外面红色的框框，蓝色区域无法某一边充满红色区域的时候，有拉力，否则没拉力，摩擦力一直存在，至于双击放大和放小，只需要在双击的时候给缩放状态设置一个初速度，然后invalidate();，搞定！是不是很简单啊

触发的时间间隔 (dt)

时间这一个参数在计算中是非常重要的，这关系到当前微分状态的数值变化，假如用欧拉方法模拟速度和位置的变化，x' = x + v * dt，v' = v + a * dt，公式可以看出时间决定了动画的快慢，为了接近现实物理时间，这里采用的时间单位为秒（计算机中常用的是毫秒）

确定了单位，还需要控制一下时间间隔的数值范围，我们不能让两次computeScroll的时间间隔过于短或者过于长，这里采用的策略为固定每次计算时候的时间间隔，如果两次 computeScroll 的时间间隔小于此时间间隔，那么保存累计时间间隔，等待下一次 computeScroll，直到大于等于固定的时间间隔，再用 while 循环一步一步的计算

结束判定

结束判定是唯一的一个坑，因为计算机只是在 dt 时间内模拟速度和位移的变化，不是通过微积分计算的，存在误差，比如欧拉方法 x' = x + v * dt 和 v' = v + a * dt计算得到的 x' 和 v' 都是近似数值，把 dt这段时间内的变化看成了匀变速运动

计算机中欧拉方法误差还是大的，可以选择另一种误差小的计算方法，龙格库塔4阶，精度很高

所以结束判定还需要设置一个阈值，当速度和偏移量小于此数值的时候，可以认定为达到了目的地

常数系数选择

一些坑

对于 ViewPager 的适配有些问题，如果在 Down 的时候 requestDisallow true 移动过程中到了左右边界又 requestDisallow false，此时 ViewPager 会有一个突变（突变可耻但有用），而且多指头的时候可能会崩溃，这是 ViewPager的 Bug，具体细节请看源码

需求

分析