Core Animation(核心动画)

作者: 6ffd6634d577 | 来源:发表于2017-07-26 17:16 被阅读48次

1、什么是核心动画

Core Animation(核心动画)可以用在Mac OS X和iOS平台, 是一组功能强大、效果华丽的动画API，无论在iOS系统或者在你开发的App中，都有大量应用。

核心动画所在的位置如下图所示：

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可以看到，核心动画位于UIKit的下一层，相比UIView动画，它可以实现更复杂的动画效果。

核心动画作用在CALayer（Core animation layer）上，CALayer从概念上类似UIView，我们可以将UIView看成是一种特殊的CALayer（可以响应事件）。

实际上，每一个view都有其对应的layer，这个layer是root layer：

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

给view加上动画，本质上是对其layer进行操作，layer包含了各种支持动画的属性，动画则包含了属性变化的值、变化的速度、变化的时间等等，两者结合产生动画的过程。

核心动画和UIView动画的对比：UIView动画可以看成是对核心动画的封装，和UIView动画不同的是，通过核心动画改变layer的状态（比如position），动画执行完毕后实际上是没有改变的（表面上看起来已改变）。

总体来说核心动画的优点有：

性能强大，使用硬件加速，可以同时向多个图层添加不同的动画效果
接口易用，只需要少量的代码就可以实现复杂的动画效果
运行在后台线程中，在动画过程中可以响应交互事件（UIView动画默认动画过程中不响应交互事件）。

2、核心动画类的层次结构

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CAAnimation是所有动画对象的父类，实现CAMediaTiming协议，负责控制动画的时间、速度和时间曲线等等，是一个抽象类，不能直接使用。

CAPropertyAnimation ：是CAAnimation的子类，它支持动画地显示图层的keyPath，一般不直接使用。

iOS9.0之后新增CASpringAnimation类，它实现弹簧效果的动画，是CABasicAnimation的子类。

综上，核心动画类中可以直接使用的类有：

CABasicAnimation (基本动画)
CAKeyframeAnimation (关键帧动画)
CATransition (转场动画)
CAAnimationGroup (组动画)
CASpringAnimation (弹簧动画)

３、核心动画类的核心方法

1.初始化CAAnimation对象
一般使用animation方法生成实例

 + (instancetype)animation;

如果是CAPropertyAnimation的子类，还可以通过animationWithKeyPath生成实例

 + (instancetype)animationWithKeyPath:(nullable NSString *)path;

2.设置动画的相关属性
设置动画的执行时间，执行曲线，keyPath的目标值，代理等等

3.动画的添加和移除
调用CALayer的addAnimation:forKey:方法将动画添加到CALayer中，这样动画就开始执行了

- (void)addAnimation:(CAAnimation *)anim forKey:(nullable NSString *)key;

调用CALayer的removeAnimation方法停止CALayer中的动画

- (void)removeAnimationForKey:(NSString *)key;
 - (void)removeAllAnimations;

４、核心动画类的常用属性

keyPath：可以指定keyPath为CALayer的属性值，并对它的值进行修改，以达到对应的动画效果，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 旋轉
     //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

duration：动画的持续时间

repeatCount：动画的重复次数

timingFunction：动画的时间节奏控制

 timingFunctionName的enum值如下：
     kCAMediaTimingFunctionLinear 匀速
     kCAMediaTimingFunctionEaseIn 慢进
     kCAMediaTimingFunctionEaseOut 慢出
     kCAMediaTimingFunctionEaseInEaseOut 慢进慢出
     kCAMediaTimingFunctionDefault 默认值（慢进慢出）

fillMode：视图在非Active时的行为

removedOnCompletion：动画执行完毕后是否从图层上移除，默认为YES（视图会恢复到动画前的状态），可设置为NO（图层保持动画执行后的状态，前提是fillMode设置为kCAFillModeForwards）

beginTime：动画延迟执行时间（通过CACurrentMediaTime() + your time 设置）

delegate：代理

代理方法如下：
     - (void)animationDidStart:(CAAnimation *)anim;  //动画开始
     - (void)animationDidStop:(CAAnimation *)anim finished:(BOOL)flag; //动画结束

CABasicAnimation

CABasicAnimation可以设定keyPath的起点，终点的值，动画会沿着设定点进行移动，CABasicAnimation可以看成是只有两个关键点的特殊的CAKeyFrameAnimation。

下面以改变视图的position为例演示其使用：

- (void)position {
    CABasicAnimation * ani = [CABasicAnimation animationWithKeyPath:@"position"];
    ani.toValue = [NSValue valueWithCGPoint:self.centerShow.center];
    ani.removedOnCompletion = NO;
    ani.fillMode = kCAFillModeForwards;
    ani.timingFunction = [CAMediaTimingFunction functionWithName:kCAMediaTimingFunctionEaseInEaseOut];
    [self.cartCenter.layer addAnimation:ani forKey:@"PostionAni"];
}

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CAKeyframeAnimation

可以设定keyPath起点、中间关键点（不止一个）、终点的值，每一帧所对应的时间，动画会沿着设定点进行移动。

CAKeyframeAnimation的重要属性：

values：关键帧数组对象，里面每一个元素即为一个关键帧，动画会在对应的时间段内，依次执行数组中每一个关键帧的动画。

path：动画路径对象，可以指定一个路径，在执行动画时路径会沿着路径移动，Path在动画中只会影响视图的Position。

keyTimes：设置关键帧对应的时间点，范围：0-1。如果没有设置该属性，则每一帧的时间平分。

下面以让视图绕圈为例演示其使用：
1、设置values使其沿正方形运动

- (void)valueKeyframeAni {
    CAKeyframeAnimation * ani = [CAKeyframeAnimation animationWithKeyPath:@"position"];
    ani.duration = 4.0;
    ani.removedOnCompletion = NO;
    ani.fillMode = kCAFillModeForwards;
    ani.timingFunction = [CAMediaTimingFunction functionWithName:kCAMediaTimingFunctionEaseInEaseOut];
    NSValue * value1 = [NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(150, 200)];
    NSValue *value2=[NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(250, 200)];
    NSValue *value3=[NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(250, 300)];
    NSValue *value4=[NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(150, 300)];
    NSValue *value5=[NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(150, 200)];
    ani.values = @[value1, value2, value3, value4, value5];
    [self.centerShow.layer addAnimation:ani forKey:@"PostionKeyframeValueAni"];
}

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2、设置path使其绕圆圈运动

- (void)pathKeyframeAni {
    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"];
}

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CATransition

转场动画，比UIVIew转场动画具有更多的动画效果，比如Nav的默认Push视图的效果就是通过CATransition的kCATransitionPush类型来实现。

CATransition的重要属性：

type：过渡动画的类型

 type的enum值如下：
    kCATransitionFade 渐变
    kCATransitionMoveIn 覆盖
    kCATransitionPush 推出
    kCATransitionReveal 揭开

subtype：过渡动画的方向

subtype的enum值如下：
    kCATransitionFromRight 从右边
    kCATransitionFromLeft 从左边
    kCATransitionFromTop 从顶部
    kCATransitionFromBottom 从底部

以渐变效果为例

- (void)transitionAni {
    CATransition * ani = [CATransition animation];
    ani.type = kCATransitionFade;
    ani.subtype = kCATransitionFromLeft;
    ani.duration = 1.5;
    self.centerShow.image = [UIImage imageNamed:@"Raffle"];
    [self.centerShow.layer addAnimation:ani forKey:@"transitionAni"];
}

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CASpringAnimation

CASpringAnimation是iOS9新加入动画类型，是CABasicAnimation的子类，用于实现弹簧动画。

CASpringAnimation的重要属性：

mass：质量（影响弹簧的惯性，质量越大，弹簧惯性越大，运动的幅度越大）
stiffness：弹性系数（弹性系数越大，弹簧的运动越快）
damping：阻尼系数（阻尼系数越大，弹簧的停止越快）
initialVelocity：初始速率（弹簧动画的初始速度大小，弹簧运动的初始方向与初始速率的正负一致，若初始速率为0，表示忽略该属性）
settlingDuration：结算时间（根据动画参数估算弹簧开始运动到停止的时间，动画设置的时间最好根据此时间来设置）

CASpringAnimation和UIView的SpringAnimation对比：

1.CASpringAnimation 可以设置更多影响弹簧动画效果的属性，可以实现更复杂的弹簧动画效果，且可以和其他动画组合。
2.UIView的SpringAnimation实际上就是通过CASpringAnimation来实现。

以实现视图的bounds变化的弹簧动画效果为例：

- (void)springAni {
    CASpringAnimation * ani = [CASpringAnimation animationWithKeyPath:@"bounds"];
    ani.mass = 10.0; //质量，影响图层运动时的弹簧惯性，质量越大，弹簧拉伸和压缩的幅度越大
    ani.stiffness = 5000; //刚度系数(劲度系数/弹性系数)，刚度系数越大，形变产生的力就越大，运动越快
    ani.damping = 100.0;//阻尼系数，阻止弹簧伸缩的系数，阻尼系数越大，停止越快
    ani.initialVelocity = 5.f;//初始速率，动画视图的初始速度大小;速率为正数时，速度方向与运动方向一致，速率为负数时，速度方向与运动方向相反
    ani.duration = ani.settlingDuration;
    ani.toValue = [NSValue valueWithCGRect:self.centerShow.bounds];
    ani.removedOnCompletion = NO;
    ani.fillMode = kCAFillModeForwards;
    ani.timingFunction = [CAMediaTimingFunction functionWithName:kCAMediaTimingFunctionEaseInEaseOut];
    [self.cartCenter.layer addAnimation:ani forKey:@"boundsAni"];
}

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CAAnimationGroup

使用Group可以将多个动画合并一起加入到层中，Group中所有动画并发执行，可以方便地实现需要多种类型动画的场景。

以实现视图的position、bounds和opacity改变的组合动画为例

- (void)groupAni {
    CABasicAnimation * posAni = [CABasicAnimation animationWithKeyPath:@"position"];
    posAni.toValue = [NSValue valueWithCGPoint:self.centerShow.center];
    CABasicAnimation * opcAni = [CABasicAnimation animationWithKeyPath:@"opacity"];
    opcAni.toValue = [NSNumber numberWithFloat:1.0];
    opcAni.toValue = [NSNumber numberWithFloat:0.7];
    CABasicAnimation * bodAni = [CABasicAnimation animationWithKeyPath:@"bounds"];
    bodAni.toValue = [NSValue valueWithCGRect:self.centerShow.bounds];
    CAAnimationGroup * groupAni = [CAAnimationGroup animation];
    groupAni.animations = @[posAni, opcAni, bodAni];
    groupAni.duration = 1.0;
    groupAni.fillMode = kCAFillModeForwards;
    groupAni.removedOnCompletion = NO;
    groupAni.timingFunction = [CAMediaTimingFunction functionWithName:kCAMediaTimingFunctionEaseInEaseOut];
    [self.cartCenter.layer addAnimation:groupAni forKey:@"groupAni"];
}

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CATransaction

最后讲一下事务，在核心动画里面存在事务（CATransaction）这样一个概念，它负责协调多个动画原子更新显示操作。

简单来说事务是核心动画里面的一个基本的单元，动画的产生必然伴随着layer的Animatable属性的变化，而layer属性的变化必须属于某一个事务。

因此，核心动画依赖事务。

事务的作用：保证一个或多个layer的一个或多个属性变化同时进行

事务分为隐式和显式：

1.隐式：没有明显调用事务的方法，由系统自动生成事务。比如直接设置一个layer的position属性，则会在当前线程自动生成一个事务，并在下一个runLoop中自动commit事务。

2.显式：明显调用事务的方法（[CATransaction begin]和[CATransaction commit]）。

CA事务的可设置属性（会覆盖隐式动画的设置）：

animationDuration：动画时间
    animationTimingFunction：动画时间曲线
    disableActions：是否关闭动画
    completionBlock：动画执行完毕的回调

原文链接：http://www.jianshu.com/p/d05d19f70bac

Core Animation(核心动画)

1、什么是核心动画

2、核心动画类的层次结构

３、核心动画类的核心方法

４、核心动画类的常用属性

CABasicAnimation

CAKeyframeAnimation

CATransition

CASpringAnimation

CAAnimationGroup

CATransaction

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