核心动画基础——2015-11-29

核心动画通常用来APP中的一些View和其它的可视化的元素。核心动画并不是View的替代者。相反的，layer和View组合在一起能够更好地展示和使内容更有生气。

layer是内容绘制和动画的基础

layer是一个展示在3D空间的2D面，并且是一切核心动画的核心。像View一样，layer能够处理层面的几何形状、内容、以及一些可视属性。但是，layer又可以定义他们自己的展示形态。layer不仅仅管理位图（bitmap）的状态信息，它自身可以是绘制的内容也可以是你所定义的图片。因此，应用当中的main layer可以认为是主要处理数据的模型对象，要特别注意这一点，因为这会影响到动画的性能。

基于图层的绘制模型

APP中的许多layer并不会绘制实质性的内容。相反，layer会捕捉到APP的内容，然后缓存到位图中，通常被称为backing store.你之后改变的layer的属性值，就会改变layer所在对象的状态。当一个改变触发动画的时候，核心动画会将layer的位图和状态信息传递给利用新的状态信息渲染位图的图形硬件。

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基于layer和传统的基于View的绘制技术的最明显的区别就是操纵的是静态的位图。基于View的绘制技术，对于View自身的改变会调用View的drawRect:方法来重新绘制内容。但是，这种方式会更耗CPU性能，因为这样会在主线程进行绘制内容。核心动画会在硬件层通过操纵位图来达到相同的效果。
尽管核心动画会对内容进行缓存，但是应用仍然需要提供原始的并且实时的更新显示内容。

基于layer的动画

layer对象的数据和状态信息是和屏幕上layer内容的展示是分离的。这就使得核心动画能够在旧值和新值之间插入动画转换。下面的图展示了layer可以实现的动画效果。

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在动画执行的过程当中，核心动画会在硬件层实时绘制内容，你所需要做的就是设置动画的开始和结束。你也可以自定义动画执行的曲线效果以及参数。

layer对象定义自己的几何形状

layer的功能之一就是管理显示内容的几何属性，其中就包括内容的bounds、在屏幕上显示位置position、以及是否旋转、缩放或者是以某种方式转换。layer也像View一样有自己的bounds和position属性，而你可以使用这些属性来控制内容在屏幕上的显示位置。layer也有一些View没有的属性，比如锚点anchor point（表示的是操纵点位置）。

layer有两种坐标系

layer有点坐标系和单位坐标系来规定内容的显示。究竟使用哪种坐标系则取决于所传递的信息的类型。点坐标系通常用在需要确定内容投射到屏幕坐标系位置或者是相对于其他的View的位置的时候，比如position属性。单位坐标系通常用来确定layer的哪一个点来对应屏幕坐标系位置，因为它是相对于其他值的一个数值。例如，layer的anchor point属性确定一个相对于layer自身的bounds属性的一个值，但并不是一个固定值。

layer的属性当中，用bounds和position属性来定义layer的位置和尺寸大小。bounds属性定义layer自身的坐标系系统，包括layer在屏幕上的大小。position属性定义了layer相对于父控件坐标系的位置。尽管layer也有frame属性，这个属性起源于bounds和position的值，用的比较少。

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需要指出的是，上图中的position属性位于layer的中央。这个属性会随着锚点anchorPoint的改变而改变，锚点表示的是坐标系起始的位置。
锚点是在单位坐标系中使用的属性，核心动画使用单位坐标系表示的属性，会随着layer尺寸的改变而改变。你可以认为单位坐标系表示的是总值的百分比，坐标值都是从0.0~1.0.

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锚点对几何操纵的影响

可以使用layer的anchorPoint属性来操纵layer几何形状，并且在操纵layer的position和transform属性的时候作用较为明显。position属性是和锚点属性密切相关的，即使layer没有在父控件内发生移动，通过操纵锚点的位置，同样可以改变layer对象的position属性的值。

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下面的图展示了锚点是如何影响layer的transform属性的。当你对一个layer实施旋转rotation的时候，会在锚点处出现旋转效果。锚点在layer中心位置的旋转动画是你最容易也最常见的效果，但是如果你改变了锚点的位置的话，那么效果就会有很大区别了。

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可以在三维空间操纵layer

layer都有两个transform矩阵可以操纵layer以及它的内容。CALayer的transform属性可以定义layer以及其子layer的transform属性效果。通常会使用这个属性来短暂改变layer的缩放比例或者是对layer进行旋转。sublayerTransform是一个只用在子layer上的一个属性。
因为核心动画可以是三维空间的，可以用CATransform3D类型动画效果来实现，可以通过一个4x4的矩阵来实现。

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layer和View之间的关系

layer并不能完全替代APP的View——你不可能仅仅通过layer对象来创建可视界面。layer是View的基础，特别的，layer会更加有效的在原比例基础上绘制View的内容。但是，也有一些layer不会去做的事情，比如layer不会去处理事件、绘制内容、参与响应者链条以及一些其它的事情。因此，每一个APP必须有一个或者多个View来处理这些事件。
除了与View相关的layer之外，你也可以在APP中添加一些纯layer。也可以将独立的layer作为一个优化方法。例如，如果你想在多处使用同一个图片，你可以使用一些独立layer来加载图片并且添加到layer结构中。每一个layer指向源图片而不是在内存中创建一个图片的副本出来。