上一篇爛文中，老周給大夥伴們介紹過了幾個比較好玩的動畫。本篇咱們深化主題，說一說基於表達式的動畫。這名字好理解，就是你可以用公式 / 等式來產生動畫的目標值。比如，你想讓某個可視化對象的高度減半，你的表達可以這樣寫： width / 2，其中，width 表示某對象的寬度。

既然說到基於表達式的動畫了，就得介紹一個重要的類型：ExpressionAnimation，它專用來實現表達式動畫的。它有一個 Expression 屬性，字符串類型，用來設置計算動畫目標值的等式。

有關表達式的語法，老周就不廢話了，其實語法和 C 類語言差不多。大夥在用的時候，也不用去記的，你只要查看 ExpressionAnimation 類的文檔，就能看到完整的幫助內容了。不記得怎麽寫的時候查看一下幫助文檔就可以了。

註意，ExpressionAnimation 產生的動畫，你是不能控制其時間長度的，它會由系統來進行計算，而且這個動畫很好玩，它可以跟蹤參數的變化，當引用參數發生變化時，會更新動畫。這類似於數據綁定的功能。

下面我們舉個例子。

XAML 代碼很簡單。

    <Grid Name="root" Background="{ThemeResource ApplicationPageBackgroundThemeBrush}">
        <Rectangle Name="rect" Fill="Green" Width="200" Height="200"/>
    </
 
Grid>

頁面的根元素是 Grid，然後在裏面放一個矩形。

待會兒我們用動畫來旋轉這個矩形，怎麽轉呢，計算公式如下：

Grid的寬度 ÷ Grid的高度 × 360

這個公式會得出矩形要旋轉的角度（單位為度）。Grid 的寬度和高度不需要我們寫代碼去設置，因為默認是填充對齊的，所以，只要我們調整窗口的大小，Grid 的大小就會跟著變。

轉到代碼文件，在頁面類的構造函數中，輸入這些代碼。

        public MainPage()
        {
            this.InitializeComponent();

            Visual v_root 
 
= ElementCompositionPreview.GetElementVisual(root);
            Visual v_rect = ElementCompositionPreview.GetElementVisual(rect);
            
            var compositor = v_rect.Compositor;

            // 旋轉動畫
            ExpressionAnimation anmitRot = compositor.CreateExpressionAnimation();
            anmitRot.Expression = "360 * container.Size.X / container.Size.Y";
            anmitRot.SetReferenceParameter("container", v_root);

            v_rect.StartAnimation(nameof(Visual.RotationAngleInDegrees), anmitRot);
        }

請你註意看那個表達式：360 * container.Size.X / container.Size.Y，可能你會疑問，這個 container 是什麽鬼？這個不是鬼，是我隨便取的名字，你愛取其他名字都行，比如，你可以寫成 360 * dog.Size.X / dog.Size.Y。這其實是個占位符，它實際上是指向代表 Grid 的可視化對象，在運行時，會用真實的對象替換掉這個占位符。那麽，這個參數占位符怎麽替換呢？

你有沒有發現，CompositionAnimation 類有一堆方法，命名很 TMD 有規律，全是一家人，都叫 Set*****Parameter，看到了沒？

你以前是不是不知道這些方法有毛用，現在你應該猜它們有什麽用了。對啊，就是用來設置替換占位符的實際值的。比如，我們這個示例子，它的表達式是這樣的：

360 * container.Size.X / container.Size.Y

其實這個 container 就是指代碼中的 v_root 對象，所以我們用這一行代碼，就可以在運行階段，用 v_root把 container 占位符替換掉，變成：

360 * v_root.Size.X / v_root.Size.Y

 anmitRot.SetReferenceParameter("container", v_root);

而 v_root 就是 XAML 中的 Grid 對象，所以，這樣就實現了Grid的寬度除以Grid的高度的計算了，再乘以 360 就完事了。

現在你明白了吧，世上很多事情，別想得太復雜，其實人生中很多事情是很簡單，就是人總喜歡搞復雜了。

這個表達式計算出來的結果是 float 類型的值，這個你應該能理解的，因為它計算之後就是一個數值，不可能會產生一個 Vector2 值的。接著，我們把這個動畫與 v_rect，註意是rect，因為我們要旋轉的是矩形，不是Grid，用 StartAnimation 方法使之與 RotationAngleInDegrees 屬性綁定就好了，RotationAngleInDegrees 表示的角度，不是弧度。

 v_rect.StartAnimation(nameof(Visual.RotationAngleInDegrees), anmitRot);

好，現在這個東東已經可以運行的了，試試看。

只要調整窗口的大小就可以了，Grid 的大小會自動更新。

你是不是對這個效果不太滿意？你會看到，媽的，旋轉的中心怎麽不是在矩形中央？看著不爽。對的，默認是在左上角的，你懂的。所以，我們可以再加一個 Expression 動畫，把旋轉中心點移到矩形中央。

        public MainPage()
        {
            ……

            Visual v_root = ElementCompositionPreview.GetElementVisual(root);
            Visual v_rect = ElementCompositionPreview.GetElementVisual(rect);
            
            var compositor = v_rect.Compositor;

            // 中心點
            ExpressionAnimation anmtCP = compositor.CreateExpressionAnimation("Vector3(this.Target.Size.X / 2, this.Target.Size.Y / 2, 0)");
            v_rect.StartAnimation("CenterPoint", anmtCP);

              ……
        }

這個表達式裏面，用到了一個函數，叫 Vector3，它類似於調用 Vector3 結構的構造函數 new Vector3(...)，所以這個表達式計算後會返回一個 Vector3 類型的值，它需要 X,Y,Z 三個值，因為Visual 類要修改中心點，是設置 CenterPoint 屬性的，而 CenterPoint 屬性是 Vector3 類型的，所以我們動畫產生的值，必須與目標值的類型匹配。

Z軸上我們不必理它，默認 0 就可以了，主要是把矩形的寬度和高度分別除以 2。

各位可能註意到了，表達式中用了 this.Target，它指向的是 v_rect，因為這個動畫是應用到 v_rect 上的（它調用了 StartAnimation 方法），所以，這個target 就是應用動畫的對象，這就等於，CenterPoint 的值取自 Size / 2。

現在，我們再運行一下，旋轉中心就在矩形的中央了。

好玩吧，其實啊，還有一件事要告訴你，表達式不僅在 ExpressionAnimation 動畫中可用，在關鍵幀動畫中也能用的。只是有個區別，ExpressionAnimation 動畫它會對計算進行跟蹤，能做到 “綁定” 的效果，但關鍵幀動畫中是不會跟蹤計算的，即所設置的表達式是一次性的。

下面給大夥們演示一下如何在關鍵幀動畫中使用表達式。

在 XAML 文檔中，放一個矩形，寬度不要設置得太大，後面咱們用動畫來放大它。

    <Grid Background="{ThemeResource ApplicationPageBackgroundThemeBrush}">
        <Grid.RowDefinitions>
            <RowDefinition/>
            <RowDefinition Height="auto"/>
        </Grid.RowDefinitions>
        <Rectangle Name="rect" Width="20" Height="120" Fill="Red" HorizontalAlignment="Left"/>
        <Button Grid.Row="1" Margin="12" Content="Play" Width="300" Click="OnClick" HorizontalAlignment="Center"/>
    </Grid>

現在處理一個按鈕的 Click 事件。用關鍵幀動畫來對矩形進行橫向（X軸）放大。

        private void OnClick(object sender, RoutedEventArgs e)
        {
            Visual vs_rect = ElementCompositionPreview.GetElementVisual(rect);
            Compositor compositor = vs_rect.Compositor;

            ScalarKeyFrameAnimation animat = compositor.CreateScalarKeyFrameAnimation();
            animat.Duration = TimeSpan.FromSeconds(1d);
            // 插入關鍵幀
            animat.InsertExpressionKeyFrame(0f, "this.Target.Scale.X");
            animat.InsertExpressionKeyFrame(1f, "this.Target.Scale.X >= max ? min : this.Target.Scale.X + val");
            // max、min、val 都是占位符
            // 替換占位符
            animat.SetScalarParameter("max", 30f);
            animat.SetScalarParameter("min", 1f);
            animat.SetScalarParameter("val", 3f);
            vs_rect.StartAnimation("Scale.X", animat);
        }

這個關鍵幀動畫有兩個關鍵幀，第一幀位於動畫開始處，目標值就是矩形在X軸上的當前縮放倍數。第二個關鍵幀在動畫的結尾處，表達式有點復雜。老周單獨寫一遍給你看看。

this.Target.Scale.X >= max ? min : this.Target.Scale.X + val

這裏用到了三目運算符，其實和C類語言一樣，condition ? ifTrue : ifFalse，如果矩形的X軸上的縮放值大於/等於 max 的話，那就直接返回 min ，否則就把縮放倍數加上 val。Visual 類的 Scale 屬性類型為 Vector3 ，它有 X,Y,Z 三個值，表示對象在三個軸方向上的縮放倍數。在這個例子中，咱們只處理 X 軸上的縮放。

其中，max、min、val 三個值都是我隨便命名的占位符。所以要用具體的值去替換。

            animat.SetScalarParameter("max", 30f);
            animat.SetScalarParameter("min", 1f);
            animat.SetScalarParameter("val", 3f);

替換之後，這個表達式在運行時就像這樣：

this.Target.Scale.X >= 30 ? 1 : this.Target.Scale.X + 3

故，當矩形放大到 30 倍以後，會跳回到 1 倍。可以看看運行效果。

好玩吧。本篇的最後一環，老周必須再給大夥介紹一個類，因為這個類在動畫應用中也相當重要的。它叫 CompositionPropertySet，由於它是從 CompositionObject 類派生，所以，如果調用動畫對象的 SetReferenceParameter 方法去設置命名參數時，ExpressionAnimation 動畫能夠自動跟蹤 CompositionPropertySet 對象的更新。

CompositionPropertySet 用法有點像字典，Key 是字符串，你可以使用 Insert**** 方法來插入各種類型的值，可以用 TryGet**** 方法來檢索。

有些時候，動畫所跟蹤的對象不一定都是 Visual 對象的，可能是一些不可見的對象，比如某個顏色，某個數值，這種情形下，使用 CompositionPropertySet 類是一個很高大上的選擇。

不知道咋用？沒事，下面還是老規矩，動手做，學編程不動手，學三輩子也學不會。

先看看 XAML 代碼。

    <Grid Background="{ThemeResource ApplicationPageBackgroundThemeBrush}">
        <Border Width="300" Height="300" BorderBrush="Blue" BorderThickness="5" Name="bd" Padding="15" PointerMoved="bd_PointerMoved">
            <Ellipse Name="ell" Fill="Orange"/>
        </Border>
    </Grid>

很簡單，當鼠標在 Border 上移動時，用動畫改變 Ellipse 的不透明度。計算方法很簡單，就是用當前的指針坐標的 X 值除以 Y 值，即 x / y，得出 Opacity 的值。

轉到代碼文件，要在頁面類級別聲明一個變量。

    public sealed partial class MainPage : Page
    {
        CompositionPropertySet compPropset = null;

        ……
    }

因為後面我們在代碼中要動態修改它，所以要放到類級別。

然後，在頁面類的構造函數中設置一下動畫。

        public MainPage()
        {
            this.InitializeComponent();

            // 獲取相應的 Visual 對象
            Visual vs_ell = ElementCompositionPreview.GetElementVisual(ell);
            // 創建 PropertySet 實例
            compPropset = vs_ell.Compositor.CreatePropertySet();
            // 設置默認值
            compPropset.InsertVector2("MyValue", new Vector2(1f, 1f));
            // 創建動畫
            ExpressionAnimation animat = vs_ell.Compositor.CreateExpressionAnimation();
            animat.Expression = "p.MyValue.X / p.MyValue.Y";
            // 設置參數
            animat.SetReferenceParameter("p", compPropset);
            // 啟動動畫
            vs_ell.StartAnimation("Opacity", animat);
        }

調用 Compositor.CreatePropertySet 方法創建 CompositionPropertySet 的實例。為了稍後我們在設置動畫表達式時能夠訪問到裏面的值，要先設置一個默認的值。

  compPropset.InsertVector2("MyValue", new Vector2(1f, 1f));

這個值的名字就叫 MyValue，在動畫表達式中，可以直接用 . 運算符來訪問，如上面代碼中。

p.MyValue.X / p.MyValue.Y

p 稍後會用實際參數替換。

處理 PointerMoved 事件。

        private void bd_PointerMoved(object sender, PointerRoutedEventArgs e)
        {
            // 獲取相對於 Border 的當前坐標
            var pt = e.GetCurrentPoint(bd).Position;
            // 更新 CompositionPropertySet 中的值
            compPropset.InsertVector2("MyValue", new Vector2((float)pt.X, (float)pt.Y));
        }

首先要獲取到指針相對於 Border 元素的坐標，然後更新 PropertySet 中的 MyValue 的值，更新方法直接用 InsertVector2 方法來替換原來的值就可以了，註意，屬性名稱 MyValue 不要寫錯，一定要前後一致。

只要在程序代碼中更新 CompositionPropertySet 對象，動畫就能夠自動更新了。

看看效果。

好了，本篇咱們就聊到這裏了，相信你學會使用表達式後，你就能弄出各種強大的動畫效果。

【Win 10 應用開發】UI Composition 劄記（七）：基於表達式的動畫