flutter_interactional_widget

Description:

flutter interactional widget

引言 #
最近看到 自如团队 发布的 自如客APP裸眼3D效果的实现，这个布局确实做得很有趣，越玩越上瘾，感谢自如团队的分享。随即按照自己的思路用 Flutter 实现一遍，来看看最终效果。



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apk 下载可直接运行：https://github.com/fluttercandies/flutter_interactional_widget/blob/main/app-release.apk
本文会着重介绍我在实现过程中的思路和设计，所以无论你是前端 /iOS/Android/Flutter 都可以参考同样的路子去实现。如果有任何问题，也欢迎探讨。

一、整体构思 #
从效果上可以看出，随着我们设备的旋转，有的部分顺着倾斜方向滑动，有的朝着相反方向，而有的则不动。所以图片上的元素肯定分为不同的图层，旋转设备让图层发生移动即可达到效果。
将图片分为了前、中、后三层，随着手机角度的旋转，中层保持不动，上层顺着旋转方向移动，下层与上层相逆。

（图片来自自如分享）
所以在图片分层之后，这个效果就变成了两步：
1、获取手机的旋转信息
2、根据旋转信息移动不同的图层

二、获取手机的旋转信息 #
Flutter 中有这样一个插件 sensors_plus ，使用它可以帮助我们获取两个传感器的信息：Accelerometer(加速度传感器)、Gyroscope(陀螺仪)。

每个传感器提供了一个 Stream ，其发送的事件包含 X、Y、Z 表示手机不同方向的变化的速度。通过对 Stream 的监听，我们便可实时获取相关传感器数据。
这个仓库中也附带了一个体感贪吃蛇的 demo，倾斜设备，小蛇便朝着倾斜方向前进。

插件的更多介绍可以查看视频： Flutter Widgets 介绍合集 —— 103. Sensors_plus
我们实现的效果需要根据手机旋转移动图层，自然使用陀螺仪传感器即可：
 gyroscopeEvents.listen(
      (GyroscopeEvent event) {
// event.x event.y event.z
     ································
  },
 ),
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回调的 GyroscopeEvent 包含三个属性，x、y、z，分别对应下图三个方向所检测到的旋转速度（单位：弧度/秒）

结合需求来看，我们只需使用 Y 轴（对应图像在水平方向的移动）和 X 轴（对应图像在竖直方向的移动）的数据即可。

三、根据旋转信息移动图层 #
在网上找了一个 psd 文件，导出图片之后整体长这样：

我在 psd 文件中导出 3 个图层，需要注意图片格式要为 .png，这样上一个图层的透明区域不会被填充为白色而遮挡住下一个图层，之后直接使用 Image widget 展示图片即可：



前景
中景（白色的文字，所以看不见）
背景










1、让图层动起来 #
图片分为三层，我们自然想到使用 Stack 作为容器，依次放入三个图层（Widget）
 // 背景图层
 Widget? backgroundWidget;
 // 中景图层
 Widget? middleWidget;
 // 前景图层
 Widget? foregroundWidget;
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图层移动其实很简单，就是去修改每一个图层的偏移量。再观察这个实现效果，会发现随着我们的旋转，图层中的内容好像 滑 出来一样。

所以我们一开始进入时，看到的肯定只是图片的部分区域。我的想法是给每一个图层设置 scale，将图片进行放大。显示窗口是固定的，那么一开始只能看到图片的正中位置。（中层可以不用，因为中层本身是不移动的，所以也不必放大)

旋转手机修改偏移量，为前景和背景层设置相反的偏移量，便可达到两个图层反向运动的效果。
在计算偏移量的时候还需要考虑两个因素：
1、图层的最大偏移量
图层经过了一定比例的放大，所以存在一个最大的偏移范围，偏移量不能超过这个范围。

不难看出水平方向上最大偏移计算方法为：(缩放比例-1) * 宽 / 2， 竖直方向同理。
2、前景与背景图层的相对偏移速度
因为前景和背景的缩放比例可能不同，如果两者以 1：1 的相对偏移，可能会出现以下情况。

假如 前景缩放是 1.4，背景为 1.8，当显示区域向左移动 2 像素的时候。这时背景层所显示的区域同样向左移动 2 个像素，前景层相反。但这时前景已经达最大的偏移量，不能再继续移动。而背景其实还有区域未能显示，所以可以通过两者的缩放比计算对应的偏移比，保证两个图片都能完整的展示出来。
 // 通过背景偏移计算前景偏移
 Offset getForegroundOffset(Offset backgroundOffset) {
   // 假如前景缩放比是 1.4 背景是 1.8 控件宽度为 10
   // 那么前景最大移动 4 像素，背景最大 8 像素
   double offsetRate = ((widget.foregroundScale ?? 1) - 1) /
      ((widget.backgroundScale ?? 1) - 1);
   // 前景取反
   return -Offset(
       backgroundOffset.dx * offsetRate, backgroundOffset.dy * offsetRate);
 }
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这里我通过背景偏移为标准，计算前景偏移，并且在计算背景偏移的之前先考虑了最大偏移范围，这样保证前景和背景都不会发生越界行为。先通过拖拽改变偏移量调用 setState 更新界面，看看图层部分实现的效果：

背景随着手指滑动而位移，同时前景朝相反的方向移动，当滑动到图层边界时无法继续，整个过程中层保持不动。
2、传感器控制偏移 #
图层位移实现之后，我们只需要将上面由手指滑动触发的偏移改变为由传感器触发即可。
这里我们来想一个问题，我们设备处于水平状态时，显示区域居中，而当设备倾斜的时候，显示区域移动。

那么该旋转多少角度达到最大偏移量呢？
所以这里我定义了两个变量：
double maxAngleX;
double maxAngleY;
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分别表示水平和垂直方向的最大旋转角度。假设 maxAngleX 为 10，表示当你在水平方向旋转设备 10° 度的时候，图像显示到边界了。
有了这个定义我们便可反推出背景层 旋转 1° 的偏移量为：
1/maxAngleX * maxBackgroundOffset.dx，垂直方向同理。
思路就是这样，不过我在实现的时候还遇到了一个棘手的问题：
由于 sensors_plus 插件中提供的是各方向的旋转速度（rad/s），我们改如何计算实际的旋转角度？。
其实并不难：旋转弧度 = （旋转速度（rad/s） * 时间），那么这里时间是多少？
看 sensors_plus 插件的安卓端实现，这个插件通过 SensorManager 注册陀螺仪传感器的回调，通过 chanel 将采集到的数据直接传递到 Flutter 侧。
sensorManager.registerListener(sensorEventListener, sensor, SensorManager.SENSOR_DELAY_NORMAL);
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在安卓端 SensorManager 的采集灵敏度分几种


SensorManager.SENSOR_DELAY_FASTEST(0微秒)：最快。最低延迟，一般不是特别敏感的处理不推荐使用，该模式可能在成手机电力大量消耗，由于传递的为原始数据，算法不处理好会影响游戏逻辑和UI的性能
SensorManager.SENSOR_DELAY_GAME(20000微秒)：游戏。游戏延迟，一般绝大多数的实时性较高的游戏都是用该级别
SensorManager.SENSOR_DELAY_NORMAL(200000微秒):普通。标准延时，对于一般的益智类或EASY级别的游戏可以使用，但过低的采样率可能对一些赛车类游戏有跳帧现象
SensorManager.SENSOR_DELAY_UI(60000微秒):用户界面。一般对于屏幕方向自动旋转使用，相对节省电能和逻辑处理，一般游戏开发中不使用


不同灵敏度的采集时间不同，sensors_plus 默认是 SENSOR_DELAY_NORMAL 即 0.2S ，实际使用时感觉响应并没那么及时。所以我直接 fork 项目下来，将 SENSOR_DELAY_NORMAL 改为了 SENSOR_DELAY_GAME ，即每次采集时间为 20000微秒（0.02秒）。
换算成角度就是：x * 0.02 * 180 / π，再用角度换算背景偏移量，背景偏移量考虑最大偏移范围之后，计算前景，调用 setState 更新界面即可。关键步骤如下：
gyroscopeEvents.listen((event) {
setState(() {
// 通过采集的旋转速度计算出背景 delta 偏移
Offset deltaOffset = gyroscopeToOffset(-event.y, -event.x);
// 初始偏移量 + delta 偏移 之后考虑越界
backgroundOffset = considerBoundary(deltaOffset + backgroundOffset);
// 背景偏移根据缩放比例获取前景偏移
foregroundOffset = getForegroundOffset(backgroundOffset);
});
});
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四、构造函数说明 #
InteractionalWidget



属性
说明
是否必选




double width
视窗宽度
是


double height
视窗高度
是


double maxAngleX
水平方向最大的旋转角度
是


double maxAngleY
竖直方向最大的旋转角度
是


double? backgroundScale
背景层缩放比
否


double? middleScale
中景层缩放比
否


double? foregroundScale
前景层的缩放比
否


Widget? backgroundWidget
背景层 widget
否


Widget? middleWidget
中景层 widget
否


Widget? foregroundWidget
前景层 widget
否



三个图层均非必传，所以你也可以只指定 前景/背景 单一图层的位移。
仓库已上传至 pub 通过依赖：
所有代码皆已上传至 github，其中演示程序 apk 可以直接下载运行，后面这个仓库还会更新一些交互式的小组件，给个点赞、关注、 star 不过分吧~

五、最后 #
本来是打算接着写网络编程，中途看到 自如客APP裸眼3D效果的实现 于是趁着周末赶紧实现了一下，再次感谢 自如团队 提供这么妙的创意。下一期，还是按照之前的计划，通过 广播/组播的方式实现一个基础的局域网多端群聊服务。
如果你有任何疑问可以通过公众号与联系我，如果文章对你有所启发，希望能得到你的点赞、关注和收藏，这是我持续写作的最大动力。Thanks~
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