New UWP Community Toolkit 6.0 - Carousel
概述
New UWP Community Toolkit V6.0 的版本发布日志中提到了 Carousel 的调整，本篇我们结合代码详细讲解 Carousel 的实现。
Carousel 是一种传送带形态的控件，在图片展示类的应用中有非常多的应用，它拥有很好的流畅度，可以做很多的自定义，并集成了鼠标，触摸板，键盘等的操作。我们来看一下官方的介绍和官网示例中的展示：
The Carousel control provides a new control, inherited from the ItemsControl, representing a nice and smooth carousel.
This control lets you specify a lot of properties for a flexible layouting.
The Carousel control works fine with mouse, touch, mouse and keyboard as well.
Doc: https://docs.microsoft.com/zh-cn/windows/uwpcommunitytoolkit/controls/carousel
Namespace: Microsoft.Toolkit.Uwp.UI.Controls; Nuget: Microsoft.Toolkit.Uwp.UI.Controls;
开发过程
代码分析
先来看看 Carousel 的类结构组成：
Carousel.cs - Carousel 控件类，继承自 ItemsControl
Carousel.xaml - Carousel 的样式文件，包含了 Carousel，CarouselItem，CarouselPanel 的样式
CarouselItem.cs - CarouselItem 是 Carousel 控件的列表中的选择器 ItemTemplate
CarouselPanel.cs - CarouselPanel 是 Carousel 控件的 ItemPanelTemplate
下面来看一下几个主要类中的主要代码实现，因为篇幅关系，我们只摘录部分关键代码实现：
1. Carousel.cs
在具体分析代码前，我们先看看 Carousel 类的组成：
可以看到，作为一个集合类控件，Carousel 也注册了 SelectedItem 和 SelectedIndex 依赖属性，并且因为控件可以控制元素的深度，旋转角度，动画时长和类型，列表方向等，注册了 TransitionDuration，ItemDepth，EasingFunction，ItemMargin，ItemRotationX，Orientation 等依赖属性。而部分依赖属性的 PropertyChanged 事件由 OnCarouselPropertyChanged(d, e) 来实现；
下面来看一下 Carousel 类的构造方法：
构造方法中，首先设置了样式，Tab 导航模式；定义了鼠标滚轮，鼠标点击和键盘事件，并注册了数据源变化事件来得到正确的 SelectedItem 和 SelectedIndex。
public Carousel()
{ // Set style
DefaultStyleKey = typeof(Carousel);
SetValue(AutomationProperties.NameProperty, "Carousel");
IsHitTestVisible = true;
IsTabStop = false;
TabNavigation = KeyboardNavigationMode.Once; // Events registered
PointerWheelChanged += OnPointerWheelChanged;
PointerReleased += CarouselControl_PointerReleased;
KeyDown += Keyboard_KeyUp; // Register ItemSource changed to get correct SelectedItem and SelectedIndex
RegisterPropertyChangedCallback(ItemsSourceProperty, (d, dp) => { ... });
}在键盘按键抬起的事件处理中，分别对应 Down，Up，Right 和 Left 做了处理，我们只截取了 Down 的处理过程；可以看到，如果列表方向为纵向，则 Down 按键会触发 SelectedIndex++，也就是当前选择项下移一位；对应其他三个按键也是类似的操作；OnPointerWheelChanged 的实现方式类似，这里不赘述；
private void Keyboard_KeyUp(object sender, KeyRoutedEventArgs e)
{ switch (e.Key)
{ case Windows.System.VirtualKey.Down: case Windows.System.VirtualKey.GamepadDPadDown: case Windows.System.VirtualKey.GamepadLeftThumbstickDown: if (Orientation == Orientation.Vertical)
{ if (SelectedIndex < Items.Count - 1)
{
SelectedIndex++;
} else if (e.OriginalKey != Windows.System.VirtualKey.Down)
{
FocusManager.TryMoveFocus(FocusNavigationDirection.Down);
}
e.Handled = true;
} break;
...
}
}接着看一下 PrepareContainerForItemOverride(element, item) 方法，它为 Item 设置了初始的 3D 旋转的中心点，Item 变换的中心点；并根据当前选择项确定 Item 是否被选中；
protected override void PrepareContainerForItemOverride(DependencyObject element, object item)
{ base.PrepareContainerForItemOverride(element, item); var carouselItem = (CarouselItem)element;
carouselItem.Selected += OnCarouselItemSelected;
carouselItem.RenderTransformOrigin = new Point(0.5, 0.5);
carouselItem.IsTabStop = Items.IndexOf(item) == SelectedIndex;
carouselItem.UseSystemFocusVisuals = true;
PlaneProjection planeProjection = new PlaneProjection();
planeProjection.CenterOfRotationX = 0.5;
planeProjection.CenterOfRotationY = 0.5;
planeProjection.CenterOfRotationZ = 0.5; var compositeTransform = new CompositeTransform();
compositeTransform.CenterX = 0.5;
compositeTransform.CenterY = 0.5;
compositeTransform.CenterZ = 0.5;
carouselItem.Projection = planeProjection;
carouselItem.RenderTransform = compositeTransform; if (item == SelectedItem)
{
carouselItem.IsSelected = true;
}
}2. Carousel.xaml
如上面类结构介绍时所说，Carousel.xaml 是 Carousel 控件的样式文件；下面代码中我把非关键部分用 ‘...’ 代替了，可以看到，主要是两个部分的样式：CarouselItem 和 Carousel，CarouselPanel 作为 Carousel 的 ItemsPanelTemplate；Carousel 控件的 easing mode 是 'EaseOut'。
...
3. CarouselItem.cs
在前面 Carousel.xaml 中我们看到了 CarouselItem 的样式，有针对 VisualStateManager 的样式状态，而 CarouselItem 类则定义了这些状态变化事件对应的处理方法。分别有 OnIsSelectedChanged，OnPointerEntered，OnPointerExited 和 OnPointerPressed，在触发这些状态时，CarouselItem 会对应切换到那个状态时的样式。
public CarouselItem()
{ // Set style
DefaultStyleKey = typeof(CarouselItem);
RegisterPropertyChangedCallback(SelectorItem.IsSelectedProperty, OnIsSelectedChanged);
}protected override void OnPointerEntered(PointerRoutedEventArgs e) {...}protected override void OnPointerExited(PointerRoutedEventArgs e) {...}protected override void OnPointerPressed(PointerRoutedEventArgs e) {...}internal event EventHandler Selected;private void OnIsSelectedChanged(DependencyObject sender, DependencyProperty dp)
{ var item = (CarouselItem)sender; if (item.IsSelected)
{
Selected?.Invoke(this, EventArgs.Empty);
VisualStateManager.GoToState(item, SelectedState, true);
} else
{
VisualStateManager.GoToState(item, NormalState, true);
}
}4. CarouselPanel.cs
同样在具体分析代码前，我们先看看 CarouselPanel 类的组成：
CarouselPanel 类继承自 Panel 类，可以看到它接收的事件响应，有 OnTapped，OnManipulationDelta 和 OnManipulationCompleted，分别对应点按，触摸移动和移动结束的处理。其中：
OnTapped 的处理主要是根据当前控件的可视化范围和尺寸，判断点击的点对应哪个元素被选中；
OnManipulationDelta 则是根据触控操作的方向和量度等，决定 Item 的动画幅度，动画速度和每个元素变换状态，以及选中元素的变化；
OnManipulationCompleted 则是在触控结束后，确定结束动画，以及结束时应该选中那个元素；
UpdatePosition() 方法则是在 OnManipulationDelta 方法触发到 first 或 last 元素时，需要重新设置动画；
GetProjectionFromManipulation(sender, e) 则是在 OnManipulationDelta 方法中，根据当前触控的手势，决定当前 Item 的 Projection；
GetProjectionFromSelectedIndex(i) 是根据当前选中的索引，来取得 Item 的 Projection；
ApplyProjection(element, proj, storyboard) 是应用获取到的 Projection，包括旋转，变换等动画；
而因为 CarouselPanel 类继承自 Panel 类，所以它也重写了 MeasureOverride(availableSize) 和 ArrangeOverride(finalSize) 方法：
MeasureOverride(availableSize) 方法的实现中，主要是根据宽度和高度是否设置为无限值，如果是，且方向和元素排列顺序一致，则尺寸为当前方向三个元素的宽度，然后把计算后的尺寸传出去；
protected override Size MeasureOverride(Size availableSize)
{ var containerWidth = 0d; var containerHeight = 0d; foreach (FrameworkElement container in Children)
{
container.Measure(availableSize); // get containerWidth and containerHeight for max } var width = 0d; var height = 0d; // It's a Auto size, so we define the size should be 3 items
if (double.IsInfinity(availableSize.Width))
{
width = Carousel.Orientation == Orientation.Horizontal ? containerWidth * (Children.Count > 3 ? 3 : Children.Count) : containerWidth;
} else
{
width = availableSize.Width;
} // It's a Auto size, so we define the size should be 3 items
if (double.IsInfinity(availableSize.Height))
{
height = Carousel.Orientation == Orientation.Vertical ? containerHeight * (Children.Count > 3 ? 3 : Children.Count) : containerHeight;
} else
{
height = availableSize.Height;
}
Clip = new RectangleGeometry { Rect = new Rect(0, 0, width, height) }; return new Size(width, height);
}ArrangeOverride(finalSize) 方法则是排列元素的处理，因为 Carousel 控件有动画处理，所以在排列时需要考虑到元素排列的动画，以及 Zindex；
protected override Size ArrangeOverride(Size finalSize)
{ double centerLeft = 0; double centerTop = 0;
Clip = new RectangleGeometry { Rect = new Rect(0, 0, finalSize.Width, finalSize.Height) }; for (int i = 0; i < Children.Count; i++)
{
FrameworkElement container = Children[i] as FrameworkElement;
... // get the good center and top position // Get rect position // Placing the rect in the center of screen ... // Get the initial projection (without move)
var proj = GetProjectionFromSelectedIndex(i); // apply the projection to the current object ApplyProjection(container, proj); // calculate zindex and opacity
int zindex = (Children.Count * 100) - deltaFromSelectedIndex;
Canvas.SetZIndex(container, zindex);
} return finalSize;
}
调用示例
示例中我们实现了横向的 Carousel 控件，作为一个图片列表，可以看到当前选中的 Item 的 ZIndex 是最高的，向两侧依次降低，而在滑动过程中，伴随着 3D 和变换的动画，ZIndex 也会一起变化，而滑动结束时，选中项重新计算，每一项的 Project 也会重新计算。
<Grid> <Border Margin="0">
<controls:Carousel x:Name="CarouselControl"
InvertPositive="True"
ItemDepth="238"
ItemMargin="-79"
ItemRotationX="4"
ItemRotationY="9"
ItemRotationZ ="-3"
Orientation="Horizontal"
SelectedIndex="5">
<controls:Carousel.EasingFunction>
<CubicEase EasingMode="EaseOut" />
</controls:Carousel.EasingFunction>
<controls:Carousel.ItemTemplate>
<DataTemplate>
<Image Width="200"
Height="200"
VerticalAlignment="Bottom"
Source="{Binding Thumbnail}"
Stretch="Uniform" />
</DataTemplate>
</controls:Carousel.ItemTemplate>
</controls:Carousel>
</Border></Grid>
总结
到这里我们就把 UWP Community Toolkit 中的 Carousel 控件的源代码实现过程和简单的调用示例讲解完成了，希望能对大家更好的理解和使用这个控件有所帮助，让你的图片列表控件更加炫酷灵动。欢迎大家多多交流，谢谢！
最后，再跟大家安利一下 UWPCommunityToolkit 的官方微博：https://weibo.com/u/6506046490, 大家可以通过微博关注最新动态。
衷心感谢 UWPCommunityToolkit 的作者们杰出的工作，Thank you so much, UWPCommunityToolkit authors!!!
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