【UWP】实现一个波浪进度条
作者：互联网
好久没写 blog 了，一个是忙，另外一个是觉得没啥好写。废话不多说，直接上效果图：
可能看到这波浪线你觉得会很难，但看完这篇 blog 后应该你也会像我一样恍然大悟。图上的图形，我们可以考虑是由 3 条直线和 1 条曲线组成。直线没什么难的，难的是曲线。在曲线这一领域，我们有一种特殊的曲线，叫贝塞尔曲线。
在上面这曲线，我们可以对应到的是三次方贝塞尔曲线，它由 4 个点控制，起点、终点和两个控制点。这里我找了一个在线的 demo：https://www.bezier-curve.com/
调整控制点 1（红色）和控制点 2（蓝色）的位置我们可以得到像最开始的图那样的波浪线了。
另外，我们也可以注意到一个性质，假如起点、终点、控制点 1 和控制点 2 都在同一条直线上的话，那么我们这条贝塞尔曲线就是一条直线。
按最开始的图的动画，我们最终状态是一条直线，显然就是需要这 4 个点都在同一直线上，然而在动画过程中，我们需要的是一条曲线，也就是说动画过程中它们不会在同一直线上了。我们也可以注意到，在波浪往上涨的时候，左边部分是凸起来的，而右半部分是凹进去的。这对应了控制点 1 是在直线以上，而控制点 2 在直线以下。那么如何在动画里做到呢，很简单，使用缓动函数就行了，让控制点 1 的值更快到达最终目标值，让控制点 2 的值更慢到达最终目标值即可。（当然，单纯使用时间控制也行，在这里我还是用缓动函数）
理论已经有了，现在让我们开始编码。
新建一个 UWP 项目，然后我们创建一个模板控件，叫 WaveProgressBar。之所以不继承自 ProgressBar，是因为 ProgressBar 上有一个 IsIndeterminate 属性，代表不确定状态，我们的 WaveProgressBar 并不需要，简单起见，我们还是从模板控件开始。
接下来我们修改 Generic.xaml 中的控件模板代码
<Style TargetType="local:WaveProgressBar">
<Setter Property="Background" Value="LightBlue" />
<Setter Property="Template">
<Setter.Value>
<ControlTemplate TargetType="local:WaveProgressBar">
<Viewbox Stretch="Fill">
<Path
Width="100"
Height="100"
Fill="{TemplateBinding Background}">
<Path.Data>
<PathGeometry>
<PathGeometry.Figures>
<PathFigure StartPoint="0,100">
<PathFigure.Segments>
<LineSegment x:Name="PART_LineSegment" Point="0,50" />
<BezierSegment
x:Name="PART_BezierSegment"
Point1="35,25"
Point2="65,75"
Point3="100,50" />
<LineSegment Point="100,100" />
</PathFigure.Segments>
</PathFigure>
</PathGeometry.Figures>
</PathGeometry>
</Path.Data>
</Path>
</Viewbox>
</ControlTemplate>
</Setter.Value>
</Setter>
</Style>
这里我使用了一个 Viewbox 以适应 Path 缩放。Path 大小我们定义为 100x100，然后先从左下角 0,100 开始绘制，绘制一条直线到 0,50，接下来绘制我们的贝塞尔曲线，Point3 是终点 100,50，最后我们绘制了一条直线从 100,50 到 100,100。另外因为 PathFigure 默认就是会自动封闭的，所以我们不需要画 100,100 到 0,100 的这一条直线。当然以上这些点的坐标都会在运行期间发生变化是了，这里这些坐标仅仅只是先看看效果。
加入如下代码到我们的页面：
<local:WaveProgressBar Width="200" Height="300" />
运行程序应该会看到如下效果：
接下来我们就可以考虑我们的进度 Progress 属性了，这里我定义 0 代表 0%，1 代表 100%，那 0.5 就是 50% 了。定义如下依赖属性：
public class WaveProgressBar : Control
{
public static readonly DependencyProperty ProgressProperty = DependencyProperty.Register(
nameof(Progress), typeof(double), typeof(WaveProgressBar), new PropertyMetadata(0d, OnProgressChanged));
public WaveProgressBar()
{
DefaultStyleKey = typeof(WaveProgressBar);
}
public double Progress
{
get => (double)GetValue(ProgressProperty);
set => SetValue(ProgressProperty, value);
}
private static void OnProgressChanged(DependencyObject d, DependencyPropertyChangedEventArgs e)
{
throw new NotImplementedException();
}
}
由于我们要对 Path 里面的点进行动画，所以先在 OnApplyTemplate 方法中把它们拿出来。
[TemplatePart(Name = LineSegmentTemplateName, Type = typeof(LineSegment))]
[TemplatePart(Name = BezierSegmentTemplateName, Type = typeof(BezierSegment))]
public class WaveProgressBar : Control
{
public static readonly DependencyProperty ProgressProperty = DependencyProperty.Register(
nameof(Progress), typeof(double), typeof(WaveProgressBar), new PropertyMetadata(0d, OnProgressChanged));
private const string BezierSegmentTemplateName = "PART_BezierSegment";
private const string LineSegmentTemplateName = "PART_LineSegment";
private BezierSegment _bezierSegment;
private LineSegment _lineSegment;
public WaveProgressBar()
{
DefaultStyleKey = typeof(WaveProgressBar);
}
public double Progress
{
get => (double)GetValue(ProgressProperty);
set => SetValue(ProgressProperty, value);
}
protected override void OnApplyTemplate()
{
_lineSegment = (LineSegment)GetTemplateChild(LineSegmentTemplateName);
_bezierSegment = (BezierSegment)GetTemplateChild(BezierSegmentTemplateName);
}
private static void OnProgressChanged(DependencyObject d, DependencyPropertyChangedEventArgs e)
{
throw new NotImplementedException();
}
}
接着我们可以考虑动画部分了，这里应该有两个地方会调用到动画，一个是 OnProgressChanged，Progress 值变动需要触发动画。另一个地方是 OnApplyTemplate，因为控件第一次出现时需要将 Progress 的值立刻同步上去（不然 Progress 跟看上去的不一样），所以这个是瞬时的动画。
配合最开始的理论，我们大致可以编写出如下的动画代码：
private void PlayAnimation(bool isInit)
{
if (_lineSegment == null || _bezierSegment == null)
{
return;
}
var targetY = 100 * (1 - Progress);
var duration = new Duration(TimeSpan.FromSeconds(isInit ? 0 : 0.7));
var storyboard = new Storyboard();
var point1Animation = new PointAnimation
{
EnableDependentAnimation = true,
Duration = duration,
To = new Point(0, targetY),
EasingFunction = new BackEase
{
Amplitude = 0.5
}
};
Storyboard.SetTarget(point1Animation, _lineSegment);
Storyboard.SetTargetProperty(point1Animation, nameof(_lineSegment.Point));
storyboard.Children.Add(point1Animation);
var point2Animation = new PointAnimation
{
EnableDependentAnimation = true,
Duration = duration,
To = new Point(35, targetY),
EasingFunction = new BackEase
{
Amplitude = 1.5
}
};
Storyboard.SetTarget(point2Animation, _bezierSegment);
Storyboard.SetTargetProperty(point2Animation, nameof(_bezierSegment.Point1));
storyboard.Children.Add(point2Animation);
var point3Animation = new PointAnimation
{
EnableDependentAnimation = true,
Duration = duration,
To = new Point(65, targetY),
EasingFunction = new BackEase
{
Amplitude = 0.1
}
};
Storyboard.SetTarget(point3Animation, _bezierSegment);
Storyboard.SetTargetProperty(point3Animation, nameof(_bezierSegment.Point2));
storyboard.Children.Add(point3Animation);
var point4Animation = new PointAnimation
{
EnableDependentAnimation = true,
Duration = duration,
To = new Point(100, targetY),
EasingFunction = new BackEase
{
Amplitude = 0.5
}
};
Storyboard.SetTarget(point4Animation, _bezierSegment);
Storyboard.SetTargetProperty(point4Animation, nameof(_bezierSegment.Point3));
storyboard.Children.Add(point4Animation);
storyboard.Begin();
}
对于 OnApplyTemplate 的瞬时动画，我们直接设置 Duration 为 0。
接下来 4 个点的控制，我们通过使用 BackEase 缓动函数，配上不同的强度（Amplitude）来实现控制点 1 先到达目标，然后是起点和终点同时到达目标，最后控制点 2 到达目标。
最后 WaveProgressBar 的完整代码应该是这样的：
[TemplatePart(Name = LineSegmentTemplateName, Type = typeof(LineSegment))]
[TemplatePart(Name = BezierSegmentTemplateName, Type = typeof(BezierSegment))]
public class WaveProgressBar : Control
{
public static readonly DependencyProperty ProgressProperty = DependencyProperty.Register(
nameof(Progress), typeof(double), typeof(WaveProgressBar), new PropertyMetadata(0d, OnProgressChanged));
private const string BezierSegmentTemplateName = "PART_BezierSegment";
private const string LineSegmentTemplateName = "PART_LineSegment";
private BezierSegment _bezierSegment;
private LineSegment _lineSegment;
public WaveProgressBar()
{
DefaultStyleKey = typeof(WaveProgressBar);
}
public double Progress
{
get => (double)GetValue(ProgressProperty);
set => SetValue(ProgressProperty, value);
}
protected override void OnApplyTemplate()
{
_lineSegment = (LineSegment)GetTemplateChild(LineSegmentTemplateName);
_bezierSegment = (BezierSegment)GetTemplateChild(BezierSegmentTemplateName);
PlayAnimation(true);
}
private static void OnProgressChanged(DependencyObject d, DependencyPropertyChangedEventArgs e)
{
var obj = (WaveProgressBar)d;
obj.PlayAnimation(false);
}
private void PlayAnimation(bool isInit)
{
if (_lineSegment == null || _bezierSegment == null)
{
return;
}
var targetY = 100 * (1 - Progress);
var duration = new Duration(TimeSpan.FromSeconds(isInit ? 0 : 0.7));
var storyboard = new Storyboard();
var point1Animation = new PointAnimation
{
EnableDependentAnimation = true,
Duration = duration,
To = new Point(0, targetY),
EasingFunction = new BackEase
{
Amplitude = 0.5
}
};
Storyboard.SetTarget(point1Animation, _lineSegment);
Storyboard.SetTargetProperty(point1Animation, nameof(_lineSegment.Point));
storyboard.Children.Add(point1Animation);
var point2Animation = new PointAnimation
{
EnableDependentAnimation = true,
Duration = duration,
To = new Point(35, targetY),
EasingFunction = new BackEase
{
Amplitude = 1.5
}
};
Storyboard.SetTarget(point2Animation, _bezierSegment);
Storyboard.SetTargetProperty(point2Animation, nameof(_bezierSegment.Point1));
storyboard.Children.Add(point2Animation);
var point3Animation = new PointAnimation
{
EnableDependentAnimation = true,
Duration = duration,
To = new Point(65, targetY),
EasingFunction = new BackEase
{
Amplitude = 0.1
}
};
Storyboard.SetTarget(point3Animation, _bezierSegment);
Storyboard.SetTargetProperty(point3Animation, nameof(_bezierSegment.Point2));
storyboard.Children.Add(point3Animation);
var point4Animation = new PointAnimation
{
EnableDependentAnimation = true,
Duration = duration,
To = new Point(100, targetY),
EasingFunction = new BackEase
{
Amplitude = 0.5
}
};
Storyboard.SetTarget(point4Animation, _bezierSegment);
Storyboard.SetTargetProperty(point4Animation, nameof(_bezierSegment.Point3));
storyboard.Children.Add(point4Animation);
storyboard.Begin();
}
}
修改项目主页面如下：
<Grid>
<local:WaveProgressBar
Width="200"
Height="300"
Progress="{Binding ElementName=Slider, Path=Value}" />
<Slider
x:Name="Slider"
Width="200"
Margin="0,0,0,20"
HorizontalAlignment="Center"
VerticalAlignment="Bottom"
Maximum="1"
Minimum="0"
StepFrequency="0.01" />
</Grid>
此时再运行的话，你就会看到如本文开头中动图的效果了。
本文的代码也可以在这里找到：https://github.com/h82258652/UWPWaveProgressBar
标签：Storyboard,bezierSegment,WaveProgressBar,进度条,UWP,波浪,private,var,new 来源： https://www.cnblogs.com/h82258652/p/16098909.html