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iOS Core Animation(核心动画)框架及使用

iOS Core Animation(核心动画)框架及使用

作者: 沙克阿拉卡 | 来源:发表于2020-07-16 19:02 被阅读0次

一、核心动画和UIView区别:

       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;

       核心动画一切都是假象,并不会改变真实的值。如果需要与用户交互就使用UIView的动;不需要与用户交互可以使用核心动画。在转场动画中,核心动画的类型比较多。根据⼀个路径做动画,只能用核心动画。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)。

       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。所在的位置如下图所示:

二、核心动画结构:

       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

    - CAKeyframeAnimation

    - CATransition

    - CAAnimationGroup

    - CASpringAnimation

三、核心动画应用:

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;

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

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;

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 旋转

   //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"];
    }

       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:
     //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"];
     }

    // 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"];
     }

       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。

       CAKeyframeAnimation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
       还有一些私有动画类型,效果很炫酷,不过不推荐使用。私有动画类型的值有:"cube"、"suckEffect"、"oglFlip"、"rippleEffect"、"pageCurl"、"pageUnCurl"等等。

       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"];
    }

       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"];
    }

       CAAnimationGroup
       使用Group可以将多个动画合并一起加入到layer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"];
     }

       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:
       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。
       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
       事务支持嵌套使用:当最外层的事务commit后动画才会开始。

    //使用实例:
    [CATransaction begin];
    [CATransaction setAnimationDuration:2.0];
    [CATransaction setAnimationTimingFunction:             
    [CAMediaTimingFunction functionWithName:kCAMediaTimingFunctionEaseInEaseOut]];
    //[CATransaction setDisableActions:YES]; //设置为YES就关闭动画      
    self.subLayer.bounds=self.centerShow.layer.bounds;      
    [CATransaction commit];

       注意:只有非root layer才有隐式动画,如果你是直接设置self.cartCenter.layer.bounds = self.centerShow.layer.bounds;是不会有动画效果的。

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