【譯】徹底理解 Android 中的陰影

承香墨影發表於2018-02-26

如果我們想創造更好的 Android App，我相信我們需要遵循 Material Design 的設計規範。一般而言，Material Design 是一個包含光線，材質和投影的三維環境。如果我們想要在 App 的開發過程中，跟隨 Material Design 的設計原則，那麼理解光與陰影就顯得尤為重要了。

我將嘗試解釋本文中的以下主題。

Android 中的 3D
深度（Depth）
Z 軸，Elevation 和 Translation Z。
光源
按鈕狀態（按下和靜止）
Outline
自定義的 ViewOutlineProvider

在深入到陰影和光線之前，我想告訴你我們的真實環境什麼？

什麼是 3D？

真實的物質環境，是一個三維空間，這意味著所有的物體物件都有 X、Y 和 Z 維度。Z軸與顯示器的平面垂直對齊，正 Z 軸朝向觀察者延伸。在 Material Design 的世界裡，每個物體都有 1dp 的厚度。

Android 的 Depth

Material Design 不同於其他的設計指南，因為它增加了 Depth（深度）的概念。而 Depth 在真實的視覺中，有重要的意義。

我們可以認為我們桌子上有一層紙，如果我們再貼一張紙，我們的眼睛會覺得它有一個深度。

讓我們通過 Material Design 的應用截圖來想象它。

讓我們來看看螢幕上的各個元素。

螢幕（表層 - 深度為 0 ）
CardViews
App UI 佈局
浮動動作按鈕（Floating Action Button）

這裡面，每個元素都在另一個元素之上。CardView 可以滾動，所以我們可以說第一層是可滾動的內容，第二層是 AppBar 佈局，第三層（頂層）是浮動動作按鈕。

那麼，我們如何定義層級？我們如何讓使用者感受到深度？答案是： Z 軸。

Android 中的 Z 值是什麼？

View 的 Z 值有兩個組成部分：

Elevation：高度，一個靜態值。
Translation Z：Z軸變動值，用於動畫的動態值。

我總是在想 Elevation 和 Translation Z 有什麼區別。

Elevation 是靜態的，所以你最好不要動態的去改變他。如果你想在 Z 軸上做動畫的效果（如按下態或者靜止態），你需要使用 Translation Z 屬性。

Translation Z 是動態的，當你建立一個空白專案，並在其中增加一個按鈕的時候，當你按下它你將會看到陰影變大了。實際上 Elevation 並沒有變化，而是 Translation Z 屬性在變化。這是 Android 使用預設的狀態列表動畫，更改 Z 屬性。

Z Vaue = Elevation + TranslationZ

如果我們改變兩個具有 Z 值的 View，讓它們相交。Android如何處理螢幕上的層級？讓我用一個我設計的圖表向你展示。

另外一個問題，我們如何看到物體的影子？我們是需要一個陰影嗎？不是的，我們是需要一個光源。

Android 中的光源是什麼？

其實問題不在於是什麼？而是在哪裡。

在現實中，如果我們手持一個手電筒照桌子上的物體（從它的頂部），陰影的長度會縮短，當你降低它的時候，陰影的長度會增加。

那麼在 Android 的 Material Design 中，光源在哪裡？在頂部？還是有角度的？經過一番研究，我發現這個現象。

Android 中存在兩個光源，頂部那個是關鍵的光源，而另一個是環境光源，我們看到的陰影實際上是這兩個光源的組合。

讓我們看看顯示的效果。

在 Android 中，我們有很多小部件。按鈕、CardView、對話方塊，抽屜等所有這些都是檢視。如果有一個光源，我們就有陰影。那麼我們如何在Android中決定 Z 值呢？Material Design 是如何規定這些的？

有一個示意圖來反映這種情況。

靜止或者按下

正如我之前提到的，在 Android Framework 中，一些動畫是為小部件而實現的。如果你在佈局中放置浮動操作按鈕，預設情況下它將具有 6dp 的 Elevation。但是你會注意到當你按下按鈕時，FAB 的 Elevation 將會提高到12 dp。

讓我告訴你，在這個過程中發生了什麼。

其實FAB有 6dp 的 Elevation。當您按下按鈕時，translationZ 值開始增加。ViewPropertyAnimator 通過將 translationZ 值從 0dp 更改為 6dp 來讓檢視動起來。如果你釋放按鈕，ViewPropertyAnimator 播放動畫，將 translationZ 從 6dp 變到 0dp。你可以為你的檢視建立自定義狀態列表動畫，並將其新增到你的檢視上。

我們來看一下這個過程的流程圖。

陰影的祕密：Outline

Outline 是一個屬於 android.graphic 下的類，看看它的文件都說了什麼

定義一個簡單的形狀，用於圖形的邊界區域。

可以為 View 計算，也可以由 Drawable 計算，以驅動由檢視投射的陰影的形狀，或剪裁檢視的內容。

每個 View 都有預設的輪廓以顯示其陰影。如果我們建立一個可繪製的自定義形狀，其輪廓將根據其形狀在內部進行計算。所以，如果我們畫圓，輪廓將會是圓的。如果我們繪製矩形，輪廓將是矩形。

總而言之，有一個 Outlin 可以讓你以不可見的方式看到這個效果。但是，如果我想建立一個自定義的檢視，並動態地改變它的邊界呢？Android 會為我的自定義檢視提供了 Outline 嗎？

Android 當然為我們提供了自定義 Outline 的辦法，那就是： ViewOutlineProvider。

什麼是 ViewOutlineProvider

在我最近的開源的 ScalingLayout 庫中，我沒有對自定義檢視實現陰影效果。我以為這是非常漂亮，沒有影子。但要記住 Material Design 的基礎知識，3D，Depth，Z-Value。

在這個動畫中，我們可能無法確定那些地方是可以被點選的，而且縮放佈局中並沒有陰影。

接下來我們為自定義的檢視提供動態的輪廓。

public class ScalingLayoutOutlineProvider extends ViewOutlineProvider {

    @Override
    public void getOutline(View view, Outline outline) {
        outline.setRoundRect(0, 0, width, height, radius);
    }
}
複製程式碼

public class ScalingLayout extends FrameLayout {
    
    //...
    viewOutline = new ScalingLayoutOutlineProvider(w, h, currentRadius);
    setOutlineProvider(viewOutline);
    //..
    
}
複製程式碼

這樣，我們就為自定義的 View 增加了高度的支援。