如何在 Windows 上为 Delphi VCL 表单的调整大小设置动画？

问题描述

是否有任何相当简单和健壮的方法来平滑动画在 Windows 上以编程方式调整 Delphi VCL 表单的大小？

例如，当用户单击“显示详细信息”按钮时，表单的高度会增加，并在新客户区中显示详细信息面板。

通过设置 Height（或 ClientHeight）属性来调整表单的大小会立即调整它的大小。我希望表单的高度在半秒内从其原始值平滑增长到新值。

如何平滑地为 Delphi VCL 表单的大小调整设置动画？

解决方法

是的，这其实很简单。

可能最简单的方法是将解决方案基于 TTimer，它每秒触发大约 30 次，每次更新表单的大小。

我们只需要从时间到尺寸（宽度或高度）的映射 T，这样 T(0) 是原始尺寸， T(1) 是最终的目标大小，T(t) 是 t 时刻的中间大小，归一化到 [0,1]。

这里最简单的方法是让大小随时间线性增长或缩小。然而，这看起来很糟糕。相反，我们应该使用一些 sigmoid function 使速度在开始和结束时变慢，并在 t = 0.5 时达到最大值。我最喜欢的 sigmoid 函数是 inverse tangent function，但我们同样可以使用 hyperbolic tangent function 或 error function。

现在，如果 FFrames[i] 是第 i 帧的大小，则

var F := 1 / ArcTan(Gamma);

for var i := 0 to High(FFrames) do
begin
  var t := i / High(FFrames);         // [0,1]
      t := 2*t - 1;                   // [-1,1]
      t := F*ArcTan(Gamma*t);         // sigmoid transformation
      t := (t + 1) / 2;               // [0,1]
  FFrames[i] := Round((1 - t) * AFrom + t * ATo);
end;

根据这个方案计算轨迹。请注意，FFrames[i] 是初始和最终大小的 convex combination。

以下组件使用此代码来实现动画调整大小：

unit WindowAnimator;

interface

uses
  SysUtils,Windows,Types,Classes,Vcl.Forms,Vcl.ExtCtrls;

type
  TWindowAnimator = class(TComponent)
  strict private
  type
    TAxis = (axWidth,axHeight);
  const
    DEFAULT_GAMMA = 10;
    DEFAULT_DURATION = 1000 {ms};
    FrameCount = 256;
  var
    FTimer: TTimer;
    FGamma: Integer;
    FDuration: Integer {ms};
    FFrames: array[0..FrameCount - 1] of Integer;
    FAxis: TAxis;
    FTarget: Integer;
    FAnimStart,FAnimEnd: TDateTime;
    FForm: TCustomForm;
    FBeforeProc,FAfterProc: TProc;
    procedure TimerProc(Sender: TObject);
    procedure Plot(AFrom,ATo: Integer);
    procedure Stop;
    procedure Animate(ABeforeProc: TProc = nil; AAfterProc: TProc = nil);
    procedure DoBegin;
    procedure DoFinish;
  public
    constructor Create(AOwner: TComponent); override;
    procedure AnimateWidth(ANewWidth: Integer; ABeforeProc: TProc = nil; AAfterProc: TProc = nil);
    procedure AnimateHeight(ANewHeight: Integer; ABeforeProc: TProc = nil; AAfterProc: TProc = nil);
  published
    property Gamma: Integer read FGamma write FGamma default DEFAULT_GAMMA;
    property Duration {ms}: Integer read FDuration write FDuration default DEFAULT_DURATION;
  end;

procedure Register;

implementation

uses
  Math,DateUtils;

procedure Register;
begin
  RegisterComponents('Rejbrand 2020',[TWindowAnimator]);
end;

{ TWindowAnimator }

procedure TWindowAnimator.Animate(ABeforeProc,AAfterProc: TProc);
begin

  if FForm = nil then
    Exit;

  FBeforeProc := ABeforeProc;
  FAfterProc := AAfterProc;

  DoBegin;
  FAnimStart := Now;
  FAnimEnd := IncMilliSecond(FAnimStart,FDuration);
  FTimer.Enabled := True;

end;

procedure TWindowAnimator.AnimateHeight(ANewHeight: Integer;
  ABeforeProc,AAfterProc: TProc);
begin

  if FForm = nil then
    Exit;

  Stop;
  FAxis := axHeight;
  Plot(FForm.Height,ANewHeight);
  Animate(ABeforeProc,AAfterProc);

end;

procedure TWindowAnimator.AnimateWidth(ANewWidth: Integer;
  ABeforeProc,AAfterProc: TProc);
begin

  if FForm = nil then
    Exit;

  Stop;
  FAxis := axWidth;
  Plot(FForm.Width,ANewWidth);
  Animate(ABeforeProc,AAfterProc);

end;

constructor TWindowAnimator.Create(AOwner: TComponent);
begin
  inherited;
  if AOwner is TCustomForm then
    FForm := TCustomForm(AOwner);
  FGamma := DEFAULT_GAMMA;
  FDuration := DEFAULT_DURATION;
  FTimer := TTimer.Create(Self);
  FTimer.Interval := 30;
  FTimer.OnTimer := TimerProc;
  FTimer.Enabled := False;
end;

procedure TWindowAnimator.DoBegin;
begin
  if Assigned(FBeforeProc) then
    FBeforeProc();
end;

procedure TWindowAnimator.DoFinish;
begin
  if Assigned(FAfterProc) then
    FAfterProc();
end;

procedure TWindowAnimator.Plot(AFrom,ATo: Integer);
begin

  FTarget := ATo;

  var F := 1 / ArcTan(Gamma);

  for var i := 0 to High(FFrames) do
  begin
    var t := i / High(FFrames);         // [0,1]
        t := 2*t - 1;                   // [-1,1]
        t := F*ArcTan(Gamma*t);         // sigmoid transformation
        t := (t + 1) / 2;               // [0,1]
    FFrames[i] := Round((1 - t) * AFrom + t * ATo);
  end;

end;

procedure TWindowAnimator.Stop;
begin
  FTimer.Enabled := False;
end;

procedure TWindowAnimator.TimerProc(Sender: TObject);
begin

  var LNow := Now;

  if (FForm = nil) or (FAnimEnd = 0.0) then
  begin
    FTimer.Enabled := False;
    Exit;
  end;

  if LNow > FAnimEnd then // play it safe
  begin
    FTimer.Enabled := False;
    case FAxis of
      axWidth:
        FForm.Width := FTarget;
      axHeight:
        FForm.Height := FTarget;
    end;
    DoFinish;
    Exit;
  end;

  var t := MilliSecondsBetween(LNow,FAnimStart) / MilliSecondsBetween(FAnimStart,FAnimEnd);
  var i := EnsureRange(Round(t * High(FFrames)),High(FFrames));

  case FAxis of
    axWidth:
      FForm.Width := FFrames[i];
    axHeight:
      FForm.Height := FFrames[i];
  end;

end;

end.

要使用此组件，只需将其放在表单上并使用其公共方法：

procedure AnimateWidth(ANewWidth: Integer; ABeforeProc: TProc = nil;
  AAfterProc: TProc = nil);
procedure AnimateHeight(ANewHeight: Integer; ABeforeProc: TProc = nil;
  AAfterProc: TProc = nil);

可选的 TProc 引用让您可以在动画之前和/或之后运行一些代码；通常，您希望在增大大小后填充任何新获得的客户区，并在减小大小前隐藏一些内容。

这是正在运行的组件，显示和隐藏“详细信息”文本：

这是一个更复杂的例子，包含一个三级输入过程：

动画的总持续时间以及 sigmoid 函数的锐度，可以使用组件的已发布属性进行调整。