一款Loading动画的实现思路系列已经结束了,非常感谢大家的捧场。
看过本系列的同学可能还记得,我对原动效做了简化,
为了让大家回忆一下,也让新来的同学有点印象,我先贴一下原动画效果图:
可以看到,圆被上方的竖线压扁的时候,发生了不规则的变形,
具体来说,圆的顶部比底部变形明显。
这个很好理解,我们把球放到地上,拿手指去按它,手指按下的地方,肯定要比球和地面接触的地方变形更明显。
在Loading系列中我做了简化,圆只是简单的变成了椭圆,如下图:
虽然效果也不错,但还是有点遗憾,
所以今天我们一起看一下,圆的不规则变形的一种实现方案,
效果如图:
好,我们开始吧。
看上去,这个动画就是从一个形状变成了另一个形状,
熟悉CAShapeLayer的同学,可能想到了它的path属性,没错,path属性是支持动画的,
那我们用UIBezierPath分别画出动画初始、结束的形状,作为path动画的from、to值,应该就可以了吧。
思路看上去没有问题,我们来测试一下,示意代码如下:
(p.s. 从本篇开始,我在文章示例中使用swift代码,GitHub上会上传swift、OC两个版本)
@IBAction func startAnimation(sender: AnyObject) {
// reset
animationLayer.removeAllAnimations()
// 初始
let fromPath = ... // 圆
// 结束
let toPath = ... // 圆变形后的形状
// end status
animationLayer.path = toPath.CGPath
// animation
let animation = CABasicAnimation(keyPath: "path")
animation.duration = 3
animation.fromValue = fromPath.CGPath
animation.toValue = toPath.CGPath
animationLayer.addAnimation(animation, forKey: nil)
}
测试之前我们最好有个用例,或者有个非正式的预期。
比如我对这段代码的预期是这样的:
测试一下,
结果是这样的:
很明显,测试结果和我们的预期不一样;
由此,我们得出一个不严谨的结论:path动画的效果是不可控的。
也许有的同学会说,换一种绘制方式,动画效果可能就达到要求了,
这是可能的,大家可以试一试,
但本篇中,我就不去猜怎么绘制才能达到要求了,我尝试找一个可控的方案。
所谓可控,就是动画的每一步,形状的样子我们都知道。
如果我们能建立起形状和动画进度(用progress代替,取值0.0~1.0)的关系,那么progress变化时,我们重绘形状,应该就可以了。
思考一下,形状和progress建立关系的难点在哪?
初始我们绘制了一个圆,结束时我们绘制了一个不规则的形状,
它们的绘制逻辑是不一样的,从代码层面讲,它们各自有一套绘制代码。
两套绘制代码,听着不太符合直觉。
比较符合直觉的是,我们只有一套绘制代码,progress是这套代码的参数,progress为0时,绘制的是圆,progress为1时,绘制的是不规则图形。
一套代码可以做到吗?
可以的,前提是我们要将形状进行分解,
看上去不一样的东西,经过分解后,很可能发现共同点。
请看下面的两张图:
可以看出,两图中的形状都可以认为是由两条平滑曲线(贝塞尔曲线)构成的。
(本篇不深入贝塞尔曲线,大家只要知道贝塞尔曲线由起点、终点和N个控制点决定就好)
假设蓝线和红线都以顶部为起点,以底部为终点,
动画过程,其实就是两条曲线的起点下移,终点不动,控制点适当变化的过程。
结合前面所说的,我们可以得到初步的方案:
一套绘制代码:绘制两条贝塞尔曲线
动画:贝塞尔曲线的起点、终点、控制点随progress值变化
大思路有了,
但是贝塞尔曲线的起点、终点、控制点是如何随progress值变化,才能实现不规则变形呢?
对我而言,这个问题还是太复杂了,
觉得复杂, 接着分解。
规则的东西实现起来,总会简单一些,我们先想一想,如何实现规则变形,
打破规则,也不难,我们在规则变形的基础上,破坏一些规则变形的条件,应该就能实现不规则变形。
在进行下一步的思考之前,我们要先处理一个问题,
上述思路,分析是合理的,但存在一个技术问题:两条贝塞尔曲线,是没法完美模拟一个圆的(没有深入调研,有兴趣的同学请搜索“贝塞尔曲线拟合圆”)。
目前的结论是,四条贝塞尔曲线可以比较完美的模拟一个圆。
所以我们的方案调整一下,如下图:
为了让大家看的更清晰,我给形状加上辅助点和辅助线(p.s. 辅助点和辅助线的思路来自Kitten的A-GUIDE-TO-iOS-ANIMATION),如下图:
每条曲线的起点、终点和两个控制点,应该比较清晰了。
在处理变形之前,我们先看下,四条贝塞尔曲线怎么模拟出一个圆,如图:
贝塞尔曲线拟合圆
有兴趣的同学可以去找下相关的数学知识,可以搜“贝塞尔曲线拟合圆”。
此处我们直接引用别人的结论,如图所示,第一个控制点和起点在连线与圆相切方向上,距离为半径r的1/1.8,第二个控制点和终点也是类似的。
代码中定义的下述常量,大家就知道是什么意思了:
let controlPointFactor: CGFloat = 1.8
圆模拟出来了,现在我们来看一下如何规则变形,
简化一下,先考虑竖直方向的变形,我们以圆的底部为原点(0, 0),竖直变形,可以认为是各曲线的起点、终点和有需要的控制点的y坐标均乘于一个系数,本例中取0.8(竖直方向压扁),那么变形如下图:
只竖直方向变形水平方向也类似,假设x方向系数为1.2(水平方向拉长),那么变形如下图:
只水平方向变形
两者结合起来就得到了圆的规则变形,如图(本篇中的规则变形可以认为是对称变形,圆未必变成了数学意义上的椭圆):
规则变化实现了,接下来就该破坏规则变形的条件了。
大家跑的一样快,队形很整齐,想破坏队形,只要让一个人跑的比大家快或慢就行了。
我们的动效中是顶部变形更明显,
所以,我们让顶点y方向乘的系数小于0.8就可以了,也就说,顶点相对于其他点,y值变化的幅度更大,比0.8时的位置更接近原点(底点),如图:
至此,我们的效果就实现了。
发散一下,
顶点跑的慢:
左点不向左跑,反而向右跑:
不多举例了,大家可以看到,这种方案还是比较灵活的。
复杂的形状可以由更多的贝塞尔曲线组成,只要我们找到贝塞尔曲线的起点、终点、控制点和progress的关系,就可以实现复杂可控的形状动画。
具体代码实现,和本系列主线第一篇是类似的,采用的重绘方案,示意代码如下:
// 创建CALayer子类
class CircleIrregularTransformLayer: CALayer
// progress变化时,告知layer重绘自己
override static func needsDisplayForKey(key: String) -> Bool {
switch key {
case "progress":
return true
default:
break
}
return super.needsDisplayForKey(key)
}
// 绘制代码
override func drawInContext(ctx: CGContext) {
let path = UIBezierPath()
// 以底点为原点
let bottom = ...
// 控制点偏移距离
let controlOffsetDistance = radius / 1.8
// 各点变化系数
let xFactor = ... // 根据progress计算
let yFactor = ... // 根据progress计算
// 顶点特殊的变化系数(破坏规则变形)
let topYFactor = ... // 根据progress计算
// 右上弧
path.addCurveToPoint(dest0, controlPoint1: control0A, controlPoint2: control0B)
// 左上弧
path.addCurveToPoint(dest1, controlPoint1: control1A, controlPoint2: control1B)
// 左下弧
path.addCurveToPoint(dest2, controlPoint1: control2A, controlPoint2: control2B)
// 右下弧
path.addCurveToPoint(dest3, controlPoint1: control3A, controlPoint2: control3B)
CGContextAddPath(ctx, path.CGPath)
CGContextSetLineWidth(ctx, lineWidth)
CGContextSetStrokeColorWithColor(ctx, UIColor.blueColor().CGColor)
CGContextStrokePath(ctx)
// 辅助点
// 辅助线
}
大家在看代码的时候,可能感觉各点的计算和文中提到的不完全一致,
文中侧重思路,是以底点为坐标系原点(0, 0)、常规坐标系(x轴向右为正方向,y轴向上为正方向)来描述的,
而代码中实现时,会使用UIKit的坐标系,底点在superView的坐标系中也不会是(0, 0),
因此,请放心看代码,思路是一样的,不一样的只是实现上的细节。
本篇作为一款Loading动画系列的补充,到这就这结束了,非常感谢大家的捧场!
大家,下个系列见。
完整代码
请参考GitHub上OneLoadingAnimation工程中Swift、OC目录下的CircleIrregularTransform。
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- Loading动画外篇·圆的不规则变形
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