不断涌出的爱意，使用SwiftUI搭建一个爱心粒子动画～-CFANZ编程社区

在本章中，你将学会用SwiftUI搭建一个粒子特效动画。

项目背景

近期某音上的粒子特效很火，一个中心点不断涌出各种颜色的粒子，形成一种炫彩缤纷的效果。

搜了网上很多资料，大多数都是AE的实现的动画，那在App上能不能实现这个效果呢？

说干就干。

项目搭建

首先，创建一个新的SwiftUI项目，命名为ParticleEffects。

不断涌出的爱意，使用SwiftUI搭建一个爱心粒子动画～_swift

粒子运动

为了实现粒子动画效果，我们这里使用到的是GeometryEffect几何效果函数，它可以实现Animatable和ViewModifier这两个协议，来模拟关键帧动画。

// 粒子动画
struct ParticleMotion: GeometryEffect {
    func effectValue(size: CGSize) -> ProjectionTransform {
        <#code#>

上述代码是GeometryEffect在SwiftUI中的应用，当我们创建一个结构体ParticleMotion遵循GeometryEffect协议时，SwiftUI会自动帮助我们补全该协议所涵盖的必要代码。

我们可以看到在ParticleMotion结构体中，SwiftUI补充了一个方法effectValue，它传入一个CGSize类型的size参数，返回ProjectionTransform投影变换效果。

在计算机图形学中，投影变换是把3D几何体转换成一种可作为二维图像渲染的方法。

然后我们声明几个必要变量来实现粒子运动动画，示例：

var time: Double
let v0: Double  = Double.random(in: 40...80)
let alpha: Double = Double.random(in: 0.0 ..< 2 * Double.pi)
let g = 15 * 9.81 

var animatableData: Double {
        get { time }
        set

粒子效果我们可以当作一种某一个视图随着重力场不断做布朗运动，简单来说就是做随机运动。

因此我们声明了一个Double类型的参数time来作为时间，声明一个Double类型的常量v0作为粒子的随机初始速度，声明了一个Double类型的常量alpha作为粒子的随机投射角度，声明了一个常量g来作为重力，最后通过get和set说明计算属性time是可读写的。

通过上面声明好的参数，我们来实现投影变换运动，示例：

func effectValue(size: CGSize) -> ProjectionTransform {
        let dx = v0 * time * cos(alpha)
        let dy = v0 * sin(alpha) * time - 0.5 * g * time * time
        let affineTransform = CGAffineTransform(translationX: CGFloat(dx), y: CGFloat(-dy))
        return ProjectionTransform(affineTransform)
    }

上述代码中使用到的数学公式这里简单说明下，我们使用投影变换中的affineTransform二维平面变换，这里的translationX参数代表X轴平移系数为【随机的初始速度*时间*随机投射角度余弦角】，Y轴平移系数为【随机初始速度*随机投射角度正弦角*时间-0.5倍重力*时间平方】。

粒子运动主要使用的原理是随机的连续位置形变，来模拟重力场下的布朗运动。

粒子效果

完成粒子运动方法后，我们来完成粒子视图，首先我们需要使用到ViewModifier属性修饰符来实现样式粒子效果，然后将ViewModifier属性修饰符赋予视图，示例：

//粒子视图

struct ParticleEffectView: ViewModifier {
    func body(content: Content) -> some View {
        <#code#>

上述代码中，我们声明了一个结构体ParticleEffectView遵循ViewModifier协议。

然后创建了一个标准视图用来构建视图样式效果，我们还需要声明几个变量作为前期准备，示例：

let count: Int
let duration: Double = 2.0
@State var time: Double = 0.0

上述代码中，我们声明了一个Int类型常量count代表粒子数量，声明了一个Double类型的常量duration来代表粒子持续时间，声明了一个Double类型的变量time代表时间。

然后我们在粒子视图中构建样式，示例：

func body(content: Content) -> some View {
    let animation = Animation.linear(duration: duration).repeatForever(autoreverses: false)

    ZStack {
        ForEach(0 ..< count, id: \.self) { index in
            content
                .scaleEffect(CGFloat((duration - self.time) / duration))
                .modifier(ParticleMotion(time: self.time))
                .opacity((duration - self.time) / duration)
                .animation(animation.delay(Double.random(in: 0 ..< self.duration)))
                .blendMode(.plusLighter)
        }
        .onAppear {
            withAnimation {
                self.time

上述代码中，我们使用ForEach循环根据粒子数量count循环创建粒子，然后设置了粒子的scaleEffect缩放效果，设置粒子的modifier修饰为之前构建好的ParticleMotion粒子运动，使用opacity修饰符设置粒子的透明度，使用animation修饰符设置了粒子的延迟动画，使用blendMode修饰符设置了粒子的进行叠加图像计算。

粒子视图

完成上述准备后，我们来正式构建视图部分内容。示例：

struct ContentView: View {
    var body: some View {
        ZStack {
            Color.black

            Image(systemName: "heart.fill")
                .foregroundColor(Color.red)
                .font(.system(size: 60))
                .modifier(ParticleEffectView(count: 100))

            Image(systemName: "heart.fill")
                .foregroundColor(Color.green)
                .font(.system(size: 60))
                .modifier(ParticleEffectView(count: 100))

            Image(systemName: "heart.fill")
                .foregroundColor(Color.blue)
                .font(.system(size: 60))
                .modifier(ParticleEffectView(count: 100))
        }
        .edgesIgnoringSafeArea(.all)
    }
}