iOS_核心动画（二）

目　　录：

一、Core Animation开发步骤

二、Core Animation的继承结构

三、CAAnimation常用的属性

四、CAPropertyAnimation（属性动画）

五、CABasicAnimation（基本动画）

六、CAKeyframeAnimation（关键帧动画）

七、CAAnimationGroup（动画组）

八、CATransition（转场动画）

　　上节中分享了核心动画的基础部分CALayer，知道了核心动画的操作对象不是UIView,而是基于CALayer。今天来看下Core Animation如何实现动画效果的。

　　Core Animation是一组非常强大的动画处理API，使用它能我们可以做出非常炫丽的动画效果，而且往往是事半功倍！不过在iOS 7之前使用它需要先添加QuartzCore.framework和引入对应的框架<QuartzCore/QuartzCore.h>。Core Aaimation在创建动画上不仅简单，而且具有更好的性能，原因有两个：

　　（1）动画在单独的线程中完成，不会阻塞主线程。

　　（2）动画只会重绘界面上变化的部分（部分刷新）。

一、Core Animation开发步骤

　　Core Animation开发步骤，大致划分两步：

　　1.初始化一个动画对象(CAAnimation)并设置一些动画相关属性

　　（1）CALayer中很多属性都可以通过CAAnimation实现动画效果，包括：opacity、position、transform、bounds、contents等（可以在API文档中搜索：CALayer Animatable Properties）

　　2.添加动画对象到层（CALayer）中，开始执行动画

　　（1）通过调用CALayer的addAnimation:forKey增加动画到层（CALayer）中，这样就能触发动画了。通过调用removeAnimationForKey可以停止层中的动画。

　　（2）Core Animation的动画执行过程都是在后台操作的，不会阻塞主线程。

二、Core Animation的继承结构

　　Core Animation动画的核心时CALayer,每个UIView都有自己的CALayer，而且每个CALayer都可不断地添加子CALayer，CALayer所在的CALayer称为父CALyaer，CALayer的这种组织方式被称为Layer Tree(各Layer之间的机构就像一棵树)。

　　图为：CAAnimation继承结构

　　

　　注意：图中的黑色虚线代表“继承”某个类，红色虚线代表“遵守”某个协议。

　　从上图可以看出CAAnimation时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，如果设置动画应该使用它具体的子类。

　　（1）CAAnimation：它是所有动画类的基类，它实现了CAMediaTiming协议，提供了动画的持续时间、速度和重复计数等。CAAnimation还实现了CAAction协议，该协议为CALayer动画触发的动作提供标准化响应。

　　（2）CATransition:可以通过预置的过渡效果来控制CALayer层的过渡动画。

　　（3）CAPropertyAnimation:它代表一个属性动画，可通过+animationWithKeyPath:类方法来创建属性动画实例（程序一般创建该子类的实例），该方法需要指定一个CALayer支持动画的属性，然后通过它的子类控制CALayer的动画属性慢慢睇改变，即可实现CALayer动画。

　　（4）CBasicAnimation:简单地控制CALayer层的属性慢慢改变，从而实现动画效果。很多CALayer层的属性值的修改默认会执行这个动画类。比如大小、透明度、颜色等属性。

　　（5）CAKeyframeAnimation:支持关键帧的属性动画，该动画的最大特点在于可通过values属性指定多个关键帧，通过多个关键帧可以指定动画的各阶段的关键值。

　　（6）CAAnimationGroup:用于将多个动画组合在一起执行。

三、CAAnimation常用的属性（红色代表来自CAMediaTiming协议的属性）。

　　（1） duration:动画的持续时间

　　（2） repeatCount:重复的次数，无线循环可以设置HUGE_VALF或者MAXFLOAT

　　（3）repeatDuration:重复时间

　　（4）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fillMode为kCAFillModeForwards（产生一个动画将CALayer移动到另外一个位置，而CALayer的实际位置却没有改变，仍然在动画开启前的位置）

　  （5）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

默认值为0，无延迟

 　 （6）delegate：动画代理

　  （7） fillMode：动画填充模式（要想fillMode有效，需要设置removedOnCompletion = NO）,它的属性值是一个枚举类型的，如下：

　　　　–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

　 （8）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。

 四、CAPropertyAnimation（属性动画）

　　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：

　　（1）CABasicAnimation（基本动画）

　　（2）CAKeyframeAnimation（关键帧动画）

　　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。

五、CABasicAnimation（基本动画）

　　CABasicAnimation有两个属性：

　　–fromValue：keyPath相应属性的初始值（起始点）

　　–toValue：keyPath相应属性的结束值（结束点）

　　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。

　　案例分析：

#import "ViewController.h"

@interface ViewController ()
@property(strong,nonatomic)CALayer *subLayer;

@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    //创建子层
    self.subLayer = [CALayer layer];
    self.subLayer.bounds = CGRectMake(0, 0, 100, 100);
    self.subLayer.position = CGPointMake(100, 100);
    self.subLayer.cornerRadius = 50;
    self.subLayer.backgroundColor = [[UIColor greenColor]CGColor];

    
    [self.view.layer addSublayer:self.subLayer];
    
    UITapGestureRecognizer *tap = [[UITapGestureRecognizer alloc]initWithTarget:self action:@selector(tap:)];

    tap.numberOfTapsRequired = 1;
    //接受几个手指响应的事件
    tap.numberOfTouchesRequired = 1;
    [self.view addGestureRecognizer:tap];
    
}
-(void)tap:(UITapGestureRecognizer *)sender
{
    CGPoint location = [sender locationInView:self.view];
    CABasicAnimation *basic = [[CABasicAnimation alloc]init];
    basic.duration = 3.0;//动画时长
    basic.keyPath = @"position";
    basic.removedOnCompletion = NO;
    basic.fillMode = kCAFillModeForwards;
    basic.delegate = self;
    //将动画的结束位置移动到点击的坐标处
    basic.toValue = [NSValue valueWithCGPoint:location];
    [self.subLayer addAnimation:basic forKey:@"basic"];
    
}
- (IBAction)pauseClicked:(UIButton *)sender
{
    if (sender.tag == 0)
    {
        //动画暂停
        [self animationPause];
        sender.tag = 1;
    }
    else
    {
        //动画恢复
        [self animationResume];
        sender.tag = 0;
    }
}
//动画暂停
-(void)animationPause
{
    //获取当前暂停的时间段
    CFTimeInterval pauseTime = [self.subLayer convertTime:CACurrentMediaTime() fromLayer:nil];
    NSLog(@"pausetTime:%f",pauseTime);
    
    //将速度降为0，动画停止
    self.subLayer.speed = 0.0;
    //保存暂停时间
    self.subLayer.timeOffset = pauseTime;
}
-(void)animationResume
{
    CFTimeInterval pauseTime = self.subLayer.timeOffset;
    self.subLayer.timeOffset = pauseTime;
    self.subLayer.speed = 1.0;
    self.subLayer.beginTime = 0.0;
    
    //计算开始时间
    CFTimeInterval beginTime = [self.subLayer convertTime:CACurrentMediaTime() fromLayer:nil]-pauseTime;
    self.subLayer.beginTime = beginTime;
//    NSLog(@"beginTime:%@",beginTime);
    
}
#pragma mark - 动画代理的方法
//动画开始
-(void)animationDidStart:(CAAnimation *)anim
{
    NSLog(@"animationDidStart");
}
//动画结束
-(void)animationDidStop:(CAAnimation *)anim finished:(BOOL)flag
{
    //
    NSLog(@"%@",((CABasicAnimation *)anim).toValue);
    NSValue *toValue = ((CABasicAnimation *)anim).toValue;
    CGPoint location = [toValue CGPointValue];
    self.subLayer.position = location;
}

@end

六、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

　　属性说明：

　　- values:上述的NSArray对象。里面的元素称为“帧”。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positon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。

#import "ViewController.h"
#define MAX_TOUCH_NUM 5//最大点击次数
@interface ViewController ()
@property(strong,nonatomic)NSMutableArray *points;
@property(strong,nonatomic)CALayer *subLayer;
@property(assign,nonatomic)CGMutablePathRef path;
@property(strong,nonatomic)CALayer *drawLayer;

@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    //添加绘图层
    self.drawLayer = [CALayer layer];
    self.drawLayer.bounds = self.view.bounds;
    self.drawLayer.position = self.view.center;
    self.drawLayer.backgroundColor = [[UIColor whiteColor]CGColor];
    [self.view.layer addSublayer:self.drawLayer];
    
    //创建子层
    self.subLayer = [CALayer layer];
    self.subLayer.bounds = CGRectMake(0, 0, 100, 100);
    self.subLayer.position = CGPointMake(100, 100);
    self.subLayer.backgroundColor = [[UIColor greenColor]CGColor];
    
    [self.view.layer addSublayer:self.subLayer];
    
    self.points = [NSMutableArray array];
//    //设置跟layer的代理
    self.drawLayer.delegate = self;
    
}
-(void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
    UITouch *touch = [touches anyObject];
    CGPoint location = [touch locationInView:self.view];

    //创建路径
    self.path = CGPathCreateMutable();
    CGPathMoveToPoint(self.path, nil, location.x, location.y);
    
}
-(void)touchesMoved:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
    //将当前点加到路径中去
    UITouch *touch = [touches anyObject];
    CGPoint location = [touch locationInView:self.view];
    CGPathAddLineToPoint(self.path,nil, location.x, location.y);
    [self.drawLayer setNeedsDisplay];
}
-(void)touchesEnded:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
    //创建帧动画(路径动画)
    CAKeyframeAnimation *keyFrame = [[CAKeyframeAnimation alloc]init];
    keyFrame.keyPath = @"position";
    keyFrame.path = self.path;
    keyFrame.duration = 3.0f;
    //设置动画保存在最后的位置
    keyFrame.removedOnCompletion = NO;
    keyFrame.fillMode = kCAFillModeForwards;
    
    keyFrame.delegate = self;
    [self.subLayer addAnimation:keyFrame forKey:@"keyFrame"];
    
}
-(void)animationDidStop:(CAAnimation *)anim finished:(BOOL)flag
{
    CGPathRelease(self.path);
}
#pragma mark - 层绘制的代理方法
-(void)drawLayer:(CALayer *)layer inContext:(CGContextRef)ctx
{
    CGContextAddPath(ctx, self.path);
    CGContextSetStrokeColorWithColor(ctx, [[UIColor blueColor]CGColor]);
    CGContextDrawPath(ctx, kCGPathStroke);
    
}
@end

　　运行效果图，如下：　　

 七、CAAnimationGroup动画组

　　动画组是CAAnimation子类，可以保存一组动画对象，将CAAnimationGroup对象加入层后，组中的所有动画可以同时并发运行。

　　属性说明：

　　- animations:用来管理多个动画对象的NSArray。默认情况下，多个动画是同时执行的，可以通过设置动画对象的beginTime来改变动画的开始执行时间。

　　案例分析：

#import "ViewController.h"

@interface ViewController ()
@property(strong,nonatomic)CALayer *subLayer;

@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    //创建子层
    self.subLayer = [CALayer layer];
    self.subLayer.bounds = CGRectMake(0, 0, 100, 100);
    self.subLayer.position = CGPointMake(100, 100);
    self.subLayer.backgroundColor = [[UIColor blueColor]CGColor];
    
    [self.view.layer addSublayer:self.subLayer];
    
    UITapGestureRecognizer *tap = [[UITapGestureRecognizer alloc]initWithTarget:self action:@selector(tap:)];
    tap.numberOfTapsRequired = 1;
    tap.numberOfTouchesRequired = 1;
    [self.view addGestureRecognizer:tap];
}
//创建旋转动画
-(CABasicAnimation *)rotationAnimationFromValue:(CGFloat)fromValue toValue:(CGFloat)toValue
{
    //创建基本动画
    CABasicAnimation *animationRotation = [[CABasicAnimation alloc]init];
    animationRotation.keyPath = @"transform.rotation.z";
    animationRotation.fromValue = @(fromValue);
    animationRotation.toValue = @(toValue);
    animationRotation.duration = 1.0f;
    
    animationRotation.removedOnCompletion = NO;
    animationRotation.fillMode = kCAFillModeForwards;
    return animationRotation;
    
}
//创建缩放动画
-(CABasicAnimation *)scaleAnimationFromValue:(CGFloat)fromValue toValue:(CGFloat)toValue
{
    CABasicAnimation *scaleAnimation = [[CABasicAnimation alloc]init];
    scaleAnimation.keyPath = @"transform.scale";
    scaleAnimation.fromValue = @(fromValue);
    scaleAnimation.toValue = @(toValue);
    scaleAnimation.duration = 2.0f;
    scaleAnimation.removedOnCompletion = NO;
    scaleAnimation.fillMode = kCAFillModeForwards;
    return scaleAnimation;
    
}
-(void)tap:(UITapGestureRecognizer *)sender
{
    //创建动画组
    CAAnimationGroup *group = [[CAAnimationGroup alloc]init];
    NSArray *animations = @[[self rotationAnimationFromValue:-M_PI toValue:-M_PI_4],                        [self scaleAnimationFromValue:1.0 toValue:2.0]];
    group.animations = animations;
    //动画组中的动画的属性，受动画组的控制（比如：动画内设置了大小，时长，在动画组内不起作用，以动画组设置为准）
    group.duration = 4.0f;
//        group.removedOnCompletion = NO;
//        group.fillMode = kCAFillModeForwards;
    //延时执行
//    group.beginTime = CACurrentMediaTime()+1.0f;
    [self.subLayer addAnimation:group forKey:@"animation"];
    
}
@end

八、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 OSX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。

　　动画属性:

　　–type：动画过渡类型

　　–subtype：动画过渡方向

　　–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)

#import "ViewController.h"

@interface ViewController ()
@property(strong,nonatomic)UIImageView *imageView;
@property(assign,nonatomic)NSInteger index;

@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad
{
    [super viewDidLoad];
    self.index = 0;
    
    //创建imageView；
    self.imageView = [[UIImageView alloc]initWithFrame:self.view.frame];
    self.imageView.contentMode = UIViewContentModeScaleAspectFit;
    self.imageView.image = [UIImage imageNamed:[NSString stringWithFormat:@"%ld.jpg",self.index]];
    self.imageView.userInteractionEnabled = YES;
    [self.view addSubview:self.imageView];
    
    UISwipeGestureRecognizer *leftSwipe = [[UISwipeGestureRecognizer alloc]initWithTarget:self action:@selector(leftSwipe:)];
    leftSwipe.direction = UISwipeGestureRecognizerDirectionLeft;
    [self.imageView addGestureRecognizer:leftSwipe];
    
    UISwipeGestureRecognizer *rightSwipe = [[UISwipeGestureRecognizer alloc]initWithTarget:self action:@selector(leftSwipe:)];
    rightSwipe.direction = UISwipeGestureRecognizerDirectionRight;
    [self.imageView addGestureRecognizer:rightSwipe];
}
-(void)leftSwipe:(UISwipeGestureRecognizer *)sender
{
    if (sender.direction == UISwipeGestureRecognizerDirectionLeft)
    {
        if (self.index > 0)
        {
            self.index--;
        }
    }
    else
    {
        if (self.index < 9)
        {
            self.index++;
        }
    }
    //过场动画
    CATransition *transition = [[CATransition alloc]init];
    //动画类型
    transition.type = @"cube";
    //设置方向
    transition.subtype = kCATransitionFromBottom;
    //设置时长
    transition.duration = 0.5f;
    //添加动画
    [self.imageView.layer addAnimation:transition forKey:@"transition"];
    
    self.imageView.image = [UIImage imageNamed:[NSString stringWithFormat:@"%ld.jpg",self.index]];
}

@end

　　到此，核心动画就完结了。