ios之核心动画(Core Animation)

Core Animation,中文翻译为核心动画,它是一组非常强大的动画处理API,使用它能做出非常炫丽的动画效果,而且往往是事半功倍。也就是说,使用少量的代码就可以实现非常强大的功能。
Core Animation可以用在Mac OS X和iOS平台。
Core Animation的动画执行过程都是在后台操作的,不会阻塞主线程。
要注意的是,Core Animation是直接作用在CALayer上的,并非UIView。

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,比如一个按钮、一个文本标签、一个文本输入框、一个图标等等,这些都是UIView。

其实UIView之所以能显示在屏幕上,完全是因为它内部的一个图层:

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。

@property(nonatomic,readonly,retain) CALayer *layer;

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,是它内部的层才有显示功能。

因此,通过调节CALayer对象,可以很方便的调整UIView的一些外观属性。

CALayer的基本属性

宽度和高度:

@property CGRect bounds;

位置(默认指中点,具体由anchorPoint决定):

@property CGPoint position;

锚点(x,y的范围都是0-1),决定了position的含义:

@property CGPoint anchorPoint;

背景颜色(CGColorRef类型):

@property CGColorRef backgroundColor;

形变属性:

@property CATransform3D transform;

position和anchorPoint的作用

@property CGPoint position;:

用来设置CALayer在父层中的位置
以父层的左上角为原点(0, 0)

@property CGPoint 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)

anchorPoint和position的关系举例:

假如锚点anchorPoint为默认值即中点(0.5,0.5),而该层的position设置为(0,0)即为父层的左上点,那么该层在父层中只会看到四分之一的部分。

anchorPoint和position

隐式动画

根层与非根层:

  • 每一个UIView内部都默认关联着一个CALayer,我们可用称这个Layer为Root Layer(根层)
  • 所有的非Root Layer,也就是手动创建的CALayer对象,都存在着隐式动画

当对非Root Layer的部分属性进行修改时,默认会自动产生一些动画效果,而这些属性称为Animatable Properties(可动画属性)。

常见的几个可动画属性:

  • bounds:用于设置CALayer的宽度和高度。修改这个属性会产生缩放动画
  • backgroundColor:用于设置CALayer的背景色。修改这个属性会产生背景色的渐变动画
  • position:用于设置CALayer的位置。修改这个属性会产生平移动画

可以通过事务关闭隐式动画:

[CATransaction begin];
// 关闭隐式动画
[CATransaction setDisableActions:YES];

self.myview.layer.position = CGPointMake(10, 10);

[CATransaction commit];

UIView和CALayer的选择

通过CALayer,就能做出跟UIImageView一样的界面效果。

既然CALayer和UIView都能实现相同的显示效果,那究竟该选择谁好呢?

其实,对比CALayer,UIView多了一个事件处理的功能。也就是说,CALayer不能处理用户的触摸事件,而UIView可以
所以,如果显示出来的东西需要跟用户进行交互的话,用UIView;如果不需要跟用户进行交互,用UIView或者CALayer都可以。当然,CALayer的性能会高一些,因为它少了事件处理的功能,更加轻量级

为什么CALayer不能直接使用UIColor,UIImage?

layer.backgroundColor = [UIColor redColor].CGColor;

首先,CALayer是定义在QuartzCore框架中的,CGImageRef、CGColorRef两种数据类型是定义在CoreGraphics框架中的
,而UIColor和UIImage是定义在UIKit框架中的。

其次,QuartzCore框架和CoreGraphics框架是可以跨平台使用的,在iOS和Mac OS X上都能使用
但是UIKit只能在iOS中使用。

所以,为了保证可移植性,QuartzCore不能使用UIImage、UIColor,只能使用CGImageRef、CGColorRef。

如果不是xcode5之后的版本,使用它需要先添加QuartzCore.framework和引入对应的框架QuartzCore/QuartzCore.h

Core Animation结构

继承关系

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。

基本使用

以基本动画为例:

  • 先要有CALayer图层。
  • 初始化一个CABasicAnimation对象,给对象设置相关的属性。
  • 将基本动画对象添加到CALayer对象中就可以开始动画了。
CALayer *layer = [CALayer layer];
...
CABasicAnimation *animation = [CABasicAnimation animation];

anmation.keyPath = @"transform.scale";
anmation.toValue = @0;

[layer addAnimation:animation forKey:nil];

CAAnimation——简介

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。

基本属性说明:

属性 说明
duration 动画的持续时间
repeatCount 重复次数,无限循环可以设置HUGE_VALF或者MAXFLOAT
repeatDuration 重复时间
removedOnCompletion 默认为YES,代表动画执行完毕后就从图层上移除,图形会恢复到动画执行前的状态。如果想让图层保持显示动画执行后的状态,那就设置为NO,不过还要设置fillModekCAFillModeForwards
fillMode 决定当前对象在非active时间段的行为。比如动画开始之前或者动画结束之
beginTime 可以用来设置动画延迟执行时间,若想延迟2s,就设置为CACurrentMediaTime()+2,CACurrentMediaTime()为图层的当前时间
timingFunction 速度控制函数,控制动画运行的节奏
delegate 动画代理

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

@interface NSObject (CAAnimationDelegate)

/* Called when the animation begins its active duration. */
// 动画开始时调用
- (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. */
// 动画结束后调用
- (void)animationDidStop:(CAAnimation *)anim finished:(BOOL)flag;

@end

CALayer上动画的暂停和恢复

#pragma mark 暂停CALayer的动画
-(void)pauseLayer:(CALayer*)layer
{
    CFTimeInterval pausedTime = [layer convertTime:CACurrentMediaTime() fromLayer:nil];

    // 让CALayer的时间停止走动
      layer.speed = 0.0;
    // 让CALayer的时间停留在pausedTime这个时刻
    layer.timeOffset = pausedTime;
}

#pragma mark 恢复CALayer的动画
-(void)resumeLayer:(CALayer*)layer
{
    CFTimeInterval pausedTime = layer.timeOffset;
    // 1. 让CALayer的时间继续行走
      layer.speed = 1.0;
    // 2. 取消上次记录的停留时刻
      layer.timeOffset = 0.0;
    // 3. 取消上次设置的时间
      layer.beginTime = 0.0;
    // 4. 计算暂停的时间(这里也可以用CACurrentMediaTime()-pausedTime)
    CFTimeInterval timeSincePause = [layer convertTime:CACurrentMediaTime() fromLayer:nil] - pausedTime;
    // 5. 设置相对于父坐标系的开始时间(往后退timeSincePause)
      layer.beginTime = timeSincePause;
}

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。

基本属性说明:

属性 说明
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

CABasicAnimation——基本动画

属性说明:

属性 说明
fromValue keyPath相应属性的初始值
toValue keyPath相应属性的结束值

动画过程说明:

随着动画的进行,在长度为duration的持续时间内,keyPath相应属性的值从fromValue渐渐地变为toValue。

keyPath内容是CALayer的可动画Animatable属性。

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

属性说明:

属性 说明
values NSArray对象。里面的元素称为“关键帧”(keyframe)。动画对象会在指定的时间(duration)内,依次显示values数组中的每一个关键帧
path 可以设置一个CGPathRef、CGMutablePathRef,让图层按照路径轨迹移动。path只对CALayer的anchorPoint和position起作用。如果设置了path,那么values将被忽略
keyTimes 可以为对应的关键帧指定对应的时间点,其取值范围为0到1.0,keyTimes中的每一个时间值都对应values中的每一帧。如果没有设置keyTimes,各个关键帧的时间是平分的

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。

默认情况下,一组动画对象是同时运行的,也可以通过设置动画对象的beginTime属性来更改动画的开始时间。

属性说明:

属性 说明
animations 用来保存一组动画对象的NSArray

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:

属性 说明
type 动画过渡类型
subtype 动画过度方向
startProgress 动画起点(在整体动画的百分比)
endProgress 动画终点(在整体动画的百分比)

过渡效果设置

type

使用UIView动画函数实现转场动画——双视图

+ (void)transitionFromView:(UIView *)fromView toView:(UIView *)toView duration:(NSTimeInterval)duration options:(UIViewAnimationOptions)options completion:(void (^)(BOOL finished))completion;
参数 说明
duration 动画持续时间
option 动画类型
animations 将改变视图属性的代码放在这个block中
completion 动画结束后,会自动调用这个block

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。

使用方法:

  • 定义CADisplayLink并制定触发调用方法
  • 将显示链接添加到主运行循环队列
// 定义
CADisplayLink *link = [CADisplayLink displayLinkWithTarget:self selector:@selector(rotationChange)];
// 添加到主循环队列
[link addToRunLoop:[NSRunLoop mainRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
  • 开始和暂停
// 暂停
link.paused = YES;
// 开始
link.paused = NO;
时间: 05-25

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iOS 核心动画 Core Animation

相关资料: 这个理论比较多:http://www.360doc.com/content/15/0727/09/20918780_487655250.shtml 这个实践比较多,常见的效果都有了http://www.cnblogs.com/wengzilin/p/4250957.html 例子:放大效果.思路是让CALayer动,CABasicAnimation是怎么动,然后将动画加到CALayer //演员初始化 CALayer *scaleLayer = [[CALayer alloc] in

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