iOS之核心动画(Core Animation)

CALayer与UIView的关系

在iOS中,你能看得见摸得着的东西基本上都是UIView。
在创建UIView对象时,UIView内部会自动创建一个图层(即CALayer对象),通过UIView的layer属性可以访问这个层。
当UIView需要显示到屏幕上时,会调用drawRect:方法进行绘图,并且会将所有内容绘制在自己的图层上,绘图完毕后,系统会将图层拷贝到屏幕上,于是就完成了UIView的显示。
换句话说,UIView本身不具备显示的功能,是它内部layer才有显示功能。

CALayer的基本属性

    CALayer *layer = [CALayer layer];
   //layer的大小
    layer.bounds = CGRectMake(0, 0, 100, 100);
    layer.backgroundColor = [UIColor redColor].CGColor;
   //位置
    layer.position = CGPointZero;
   //锚点
    layer.anchorPoint = CGPointZero;
   //形变,三维的,uiview是二维
    self.iconView.layer.transform = CATransform3DMakeRotation(M_PI_4, 0, 0, 1);
    [self.view.layer addSublayer:layer];

View和CALayer的Frame,bounds,center 映射

一个 Layer 的 frame 是由它的 anchorPoint,position,bounds,和 transform 共同决定的.

一个 View 的 frame 只是简单的返回 Layer的 frame,View 的 Center 和 Bounds 只是直接返回layer 对应的 Position 和 Bounds。

View中frame getter方法,bounds和center,UIView并没有做什么工作;它只是简单的各自调用它底层的CALayer的frame,bounds和position方法。

CALayerd 的 position和anchorPoint的作用

position用来设置CALayer在父层中的位置,以父层的左上角为原(0, 0)。

anchorPoint 称为“定位点”、“锚点”,决定着CALayer身上的哪个点会在position属性所指的位置。以自己的左上角为原点(0, 0),它的x、y取值范围都是0~1,默认值为中心点(0.5, 0.5)。

    
    CALayer *layer = [CALayer layer];
    layer.bounds = CGRectMake(0, 0, 100, 100);
    layer.backgroundColor = [UIColor redColor].CGColor;
    layer.anchorPoint = CGPointZero;
    layer.position = CGPointMake(0 , 0);
    [self.view.layer addSublayer:layer];

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    CALayer *layer = [CALayer layer];
    layer.bounds = CGRectMake(0, 0, 100, 100);
    layer.backgroundColor = [UIColor redColor].CGColor;
    layer.anchorPoint = CGPointMake(0, 1);
    layer.position = CGPointMake(100 , 100);
    [self.view.layer addSublayer:layer];

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  • 绿色箭头所指的就是锚点和position重合的位置。

Core Animation核心动画结构图。

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其中灰色虚线表示继承关系,红色表示遵守协议。

核心动画中所有类都遵守CAMediaTiming协议。
CAAnaimation是个抽象类,不具备动画效果,必须用它的子类才有动画效果。

CAAnimationGroup和CATransition才有动画效果,CAAnimationGroup是个动画组,可以同时进行缩放,旋转(同时进行多个动画)。

CATransition是转场动画,界面之间跳转(切换)都可以用转场动画。

CAPropertyAnimation也是个抽象类,本身不具备动画效果,只有子类才有。

CABasicAnimation和CAKeyframeAnimation:
CABasicAnimation基本动画,做一些简单效果。
CAKeyframeAnimation帧动画,做一些连续的流畅的动画。

CAAnimation 抽象类的一些属性

CAAnimation是所有动画对象的父类,负责控制动画的持续时间和速度,是个抽象类,不能直接使用,应该使用它具体的子类。

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fillMode属性的设置:

  • kCAFillModeRemoved 这个是默认值,也就是说当动画开始前和动画结束后,动画对layer都没有影响,动画结束后,layer会恢复到之前的状态

  • kCAFillModeForwards 当动画结束后,layer会一直保持着动画最后的状态

  • kCAFillModeBackwards 在动画开始前,只需要将动画加入了一个layer,layer便立即进入动画的初始状态并等待动画开始。

  • kCAFillModeBoth 这个其实就是上面两个的合成.动画加入后开始之前,layer便处于动画初始状态,动画结束后layer保持动画最后的状态

速度控制函数(CAMediaTimingFunction):

kCAMediaTimingFunctionLinear(线性):匀速,给你一个相对静态的感觉

kCAMediaTimingFunctionEaseIn(渐进):动画缓慢进入,然后加速离开

kCAMediaTimingFunctionEaseOut(渐出):动画全速进入,然后减速的到达目的地

kCAMediaTimingFunctionEaseInEaseOut(渐进渐出):动画缓慢的进入,中间加速,然后减速的到达目的地。这个是默认的动画行为。

CAAnimation在分类中定义了代理方法

@protocol CAAnimationDelegate <NSObject>
@optional

/* Called when the animation begins its active duration. */

- (void)animationDidStart:(CAAnimation *)anim;

/* Called when the animation either completes its active duration or
 * is removed from the object it is attached to (i.e. the layer). 'flag'
 * is true if the animation reached the end of its active duration
 * without being removed. */

- (void)animationDidStop:(CAAnimation *)anim finished:(BOOL)flag;

@end

CAPropertyAnimation

是CAAnimation的子类,也是个抽象类,要想创建动画对象,应该使用它的两个子类:CABasicAnimation和CAKeyframeAnimation。

属性keyPath,通过指定CALayer的一个属性名称为keyPath(NSString类型),并且对CALayer的这个属性的值进行修改,达到相应的动画效果。比如,指定@“position”为keyPath,就修改CALayer的position属性的值,以达到平移的动画效果,需要注意的是部分属性值是不支持动画效果的,以下是具有动画效果的keyPath:

//CATransform3D Key Paths : (example)transform.rotation.z
     //rotation.x
     //rotation.y
     //rotation.z
     //rotation 旋转

     //scale.x
     //scale.y
     //scale.z
     //scale 缩放

     //translation.x
     //translation.y
     //translation.z
     //translation 平移

     //CGPoint Key Paths : (example)position.x
     //x
     //y

     //CGRect Key Paths : (example)bounds.size.width
     //origin.x
     //origin.y
     //origin
     //size.width
     //size.height
     //size

     //opacity
     //backgroundColor
     //cornerRadius 
     //borderWidth
     //contents 

     //Shadow Key Path:
     //shadowColor 
     //shadowOffset 
     //shadowOpacity 
     //shadowRadius

CABasicAnimation——基本动画

 // 1.创建动画对象
    CABasicAnimation *anim = [CABasicAnimation animation];
    
    // 2.设置动画对象
    // keyPath决定了执行怎样的动画, 调整哪个属性来执行动画
    anim.keyPath = @"bounds";
    
    anim.toValue = [NSValue valueWithCGRect:CGRectMake(0, 0, 200, 200)];
    anim.duration = 2.0;
    
    /**让图层保持动画执行完毕后的状态**/
    // 动画执行完毕后不要删除动画
    anim.removedOnCompletion = NO;
    // 保持最新的状态
    anim.fillMode = kCAFillModeForwards;
    
    // 3.添加动画
    [self.layer addAnimation:anim forKey:@"baseAnimal"];

  • 如果fillMode = kCAFillModeForwards同时removedOnComletion = NO,那么在动画执行完毕后,图层会保持显示动画执行后的状态。但在实质上,图层的属性值还是动画执行前的初始值,并没有真正被改变。

CAKeyframeAnimation——关键帧动画

关键帧动画,也是CAPropertyAnimation的子类,与CABasicAnimation的区别是:

CABasicAnimation只能从一个数值(fromValue)变到另一个数值(toValue),而CAKeyframeAnimation会使用一个NSArray保存这些数值
CABasicAnimation可看做是只有2个关键帧的CAKeyframeAnimation

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    CAKeyframeAnimation *anim = [CAKeyframeAnimation animation];
    
    anim.keyPath = @"position";
    
    NSValue *v1 = [NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(100, 100)];
    NSValue *v2 = [NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(200, 100)];
    NSValue *v3 = [NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(200, 200)];
    NSValue *v4 = [NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(100, 200)];
    NSValue *v5 = [NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(100, 100)];

    anim.values = @[v1, v2, v3, v4,v5];
    
    anim.duration = 2.1;
    
    
    anim.removedOnCompletion = NO;
    anim.fillMode = kCAFillModeForwards;
    
    [self.redView.layer addAnimation:anim forKey:nil];

    CAKeyframeAnimation * ani = [CAKeyframeAnimation animationWithKeyPath:@"position"];
    CGMutablePathRef path = CGPathCreateMutable();
    CGPathAddEllipseInRect(path, NULL, CGRectMake(130, 200, 100, 100));
    ani.path = path;
    CGPathRelease(path);
    ani.duration = 4.0;
    ani.removedOnCompletion = NO;
    ani.fillMode = kCAFillModeForwards;
    [self.centerShow.layer addAnimation:ani forKey:@"PostionKeyframePathAni"];

CAAnimationGroup——动画组

动画组,是CAAnimation的子类,可以保存一组动画对象,将CAAnimationGroup对象加入层后,组中所有动画对象可以同时并发运行。

  // 1.创建旋转动画对象
    CABasicAnimation *rotate = [CABasicAnimation animation];
    rotate.keyPath = @"transform.rotation";
    rotate.toValue = @(M_PI);
    
    // 2.创建缩放动画对象
    CABasicAnimation *scale = [CABasicAnimation animation];
    scale.keyPath = @"transform.scale";
    scale.toValue = @(0.0);
    
    // 3.平移动画
    CABasicAnimation *move = [CABasicAnimation animation];
    move.keyPath = @"transform.translation";
    move.toValue = [NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(100, 100)];
    
    // 4.将所有的动画添加到动画组中
    CAAnimationGroup *group = [CAAnimationGroup animation];
    group.animations = @[rotate, scale, move];
    group.duration = 2.0;
    group.removedOnCompletion = NO;
    group.fillMode = kCAFillModeForwards;
    
    [self.myvie.layer addAnimation:group forKey:nil];

CATransition——转场动画

CATransition是CAAnimation的子类,用于做转场动画,能够为层提供移出屏幕和移入屏幕的动画效果。iOS比Mac OS X的转场动画效果少一点。

UINavigationController就是通过CATransition实现了将控制器的视图推入屏幕的动画效果。

属性说明:

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过渡效果设置

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  // 转场动画
    CATransition *anim = [CATransition animation];
//    type的enum值如下:
//    kCATransitionFade 渐变
//    kCATransitionMoveIn 覆盖
//    kCATransitionPush 推出
//    kCATransitionReveal 揭开
    anim.type = @"pageCurl";
    
//    subtype的enum值如下:
//    kCATransitionFromRight 从右边
//    kCATransitionFromLeft 从左边
//    kCATransitionFromTop 从顶部
//    kCATransitionFromBottom 从底部
    anim.subtype = kCATransitionFromRight;
    anim.duration = 0.5;
    
//    anim.startProgress = 0.0;
//    
//    anim.endProgress = 0.5;
    
    [self.view.layer addAnimation:anim forKey:nil];

CADisplayLink

CADisplayLink是一种以屏幕刷新频率触发的时钟机制,每秒钟执行大约60次左右。

CADisplayLink是一个计时器,可以使绘图代码与视图的刷新频率保持同步,而NSTimer无法确保计时器实际被触发的准确时间。

// 定义
CADisplayLink *link = [CADisplayLink displayLinkWithTarget:self selector:@selector(hehe)];
// 添加到主循环队列
[link addToRunLoop:[NSRunLoop mainRunLoop] forMode: NSRunLoopCommonModes];
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