iOS——动画基础

一、CAlayer层的属性

一、position和anchorPoint

1.简单介绍
CALayer有2个非常重要的属性：position和anchorPoint

 @property CGPoint position;

position用来设置CALayer在父层中的位置
以父层的左上角为原点(0, 0)

   @property CGPoint anchorPoint;

anchorPoint称为“定位点”、“锚点”
决定着CALayer身上的哪个点会在position属性所指的位置
以自己的左上角为原点(0, 0)
它的x、y取值范围都是0~1，默认值为（0.5, 0.5）

二、隐式动画

每一个UIView内部都默认关联着一个CALayer，我们可用称这个Layer为Root Layer（根层）
所有的非Root Layer，也就是手动创建的CALayer对象，都存在着隐式动画

什么是隐式动画？
当对非Root Layer的部分属性进行修改时，默认会自动产生一些动画效果
而这些属性称为Animatable Properties(可动画属性)

self.myLayer.bounds=CGRectMake(0, 0, 20, 20);

-(void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:  (UIEvent *)event
{
    self.myLayer.bounds=CGRectMake(0, 0, 50, 50);    
}

列举几个常见的Animatable Properties：
1、bounds：用于设置CALayer的宽度和高度。修改这个属性会产生缩放动画
2、backgroundColor：用于设置CALayer的背景色。修改这个属性会产生背景色的渐变动画
3、position：用于设置CALayer的位置。修改这个属性会产生平移动画

三、基础动画

一、简单介绍

CABasicAnimation 是CAPropertyAnimation的子类

属性解析:
fromValue：keyPath相应属性的初始值
toValue：keyPath相应属性的结束值

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

如果fillMode=kCAFillModeForwards和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。

比如，CALayer的position初始值为(0,0)，CABasicAnimation的fromValue为(10,10)，toValue为(100,100)，虽然动画执行完毕后图层保持在(100,100)这个位置，实质上图层的position还是为(0,0)

平移动画

-(void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
    // 基础动画
    //1.创建核心动画
    //    CABasicAnimation *anima=[CABasicAnimation animationWithKeyPath:<#(NSString *)#>]
    CABasicAnimation *anima=[CABasicAnimation animation];
    //1.1告诉系统要执行什么样的动画
    anima.keyPath=@"position";
   //设置通过动画，将layer从哪儿移动到哪儿
    anima.fromValue=[NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(0, 0)];
    anima.toValue=[NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(200, 300)]; 
    //1.2设置动画执行完毕之后不删除动画
    anima.removedOnCompletion=NO;
    //1.3设置保存动画的最新状态
    anima.fillMode=kCAFillModeForwards;
    // 1.4设置代理：设置动画的代理，可以监听动画的执行过程，这里设置控制器为代理
    anima.delegate=self;
    //2.添加核心动画到layer
    [self.myLayer addAnimation:anima forKey:nil];
}

缩放动画

-(void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
    // 基础动画
    //1.创建核心动画
    //    CABasicAnimation *anima=[CABasicAnimation animationWithKeyPath:<#(NSString *)#>]
    CABasicAnimation *anima=[CABasicAnimation animation];
    //1.1告诉系统要执行什么样的动画
    anima.keyPath=@"bounds";
    //设置通过动画，将layer从哪儿移动到哪儿
    anima.fromValue=[NSValue valueWithCGRect:CGRectMake(0, 0, 20, 20)];
    anima.toValue=[NSValue valueWithCGRect:CGRectMake(0, 0, 50, 50)];
    //1.2设置动画执行完毕之后不删除动画
    anima.removedOnCompletion=NO;
    //1.3设置保存动画的最新状态
    anima.fillMode=kCAFillModeForwards;
    anima.repeatCount = 10;// 动画重复次数
    anima.duration = 1;// 执行一次动画时间
    //2.添加核心动画到layer
    [self.myLayer addAnimation:anima forKey:nil];
}

代码说明：
1、设置的keyPath是@"position"，说明要修改的是CALayer的position属性，也就是会执行平移动画
2、fromValue、toValue属性接收的时id类型的参数，因此并不能直接使用CGRect这种结构体类型，而是要先包装成NSValue对象后再使用。
3、 默认情况下，动画执行完毕后，动画会自动从CALayer上移除，CALayer又会回到原来的状态。为了保持动画执行后的状态，可以加入第48，50行代码
4、byValue和toValue的区别，前者是在当前的位置上增加多少，后者是到指定的位置。

旋转动画

-(void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
    // 旋转动画
    //1.创建动画
    CABasicAnimation *anima=[CABasicAnimation animationWithKeyPath:@"transform"];
    //1.1设置动画执行时间
    anima.duration=2.0;
    //1.2修改属性，执行动画
    anima.toValue=[NSValue valueWithCATransform3D:CATransform3DMakeRotation(M_PI_2+M_PI_4, 1, 1, 0)];
    // 可以通过transform（KVC）的方式来进行设置。
     anima.toValue=[NSValue valueWithCATransform3D:CATransform3DMakeTranslation(0, 100, 1)];
    //1.3设置动画执行完毕后不删除动画
    anima.removedOnCompletion=NO;
    //1.4设置保存动画的最新状态
    anima.fillMode=kCAFillModeForwards;
    //2.添加动画到layer
    [self.myLayer addAnimation:anima forKey:nil];
}

如果要让图形以2D的方式旋转，只需要把CATransform3DMakeRotation在z方向上的值改为1即可。

anima.toValue=[NSValue valueWithCATransform3D:CATransform3DMakeRotation(M_PI_2+M_PI_4, 1, 1, 0)];

四、关键帧动画

一、简单介绍

CAKeyframeAnimation是CApropertyAnimation的子类，跟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

属性解析：

values：就是上述的NSArray对象。里面的元素称为”关键帧”(keyframe)。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,让层跟着路径移动。path只对CALayer的anchorPoint和position起作用。如果你设置了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.当keyTimes没有设置的时候,各个关键帧的时间是平分的

说明：CABasicAnimation可看做是最多只有2个关键帧的CAKeyframeAnimation

二、代码示例

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];

    self.view.backgroundColor = [UIColor blueColor];
    UIView * contentView = [[UIView alloc] initWithFrame:CGRectMake(100, 100, 100, 100)];
    contentView.backgroundColor = [UIColor whiteColor];
    [self.view addSubview:contentView];
    self.contentView = contentView;
   // 停止按钮
    UIButton * stopBtn = [UIButton buttonWithType:UIButtonTypeCustom];
    stopBtn.backgroundColor = [UIColor orangeColor];
    stopBtn.frame = CGRectMake(10, 10,100 , 30);
    [stopBtn setTitle:@"停止" forState:UIControlStateNormal];
    [self.view addSubview:stopBtn];
    [stopBtn addTarget:self action:@selector(stopBtnClicked:) forControlEvents:UIControlEventTouchUpInside];

}
-(void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
    //1.创建核心动画
    CAKeyframeAnimation *keyAnima=[CAKeyframeAnimation animation];
    //平移
    keyAnima.keyPath=@"position";
    //1.1告诉系统要执行什么动画
    NSValue *value1=[NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(100, 100)];
    NSValue *value2=[NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(200, 100)];
    NSValue *value3=[NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(200, 200)];
    NSValue *value4=[NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(100, 200)];
    NSValue *value5=[NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(100, 100)];
    keyAnima.values=@[value1,value2,value3,value4,value5];
    //1.2设置动画执行完毕后，不删除动画
    keyAnima.removedOnCompletion=NO;
    //1.3设置保存动画的最新状态
    keyAnima.fillMode=kCAFillModeForwards;
    //1.4设置动画执行的时间
    keyAnima.duration=4.0;
    //1.5设置动画的节奏
    keyAnima.timingFunction=[CAMediaTimingFunction functionWithName:kCAMediaTimingFunctionEaseInEaseOut];
    //设置代理，开始—结束
    keyAnima.delegate=self;
    keyAnima.repeatCount = 10;
    //2.添加核心动画
    [self.contentView.layer addAnimation:keyAnima forKey:@"demoAni"];
}

-(void)animationDidStart:(CAAnimation *)anim
{

}

-(void)animationDidStop:(CAAnimation *)anim finished:(BOOL)flag
{

}

-(void)stopBtnClicked:(UIButton *)sender
{
   // 动画停止
    [self.contentView.layer removeAnimationForKey:@"demoAni"];
}

五、组动画

CAAnimation的子类，可以保存一组动画对象，将CAAnimationGroup对象加入层后，组中所有动画对象可以同时并发运行

属性解析：

animations：用来保存一组动画对象的NSArray

默认情况下，一组动画对象是同时运行的，也可以通过设置动画对象的beginTime属性来更改动画的开始时间

- (void)viewDidLoad {
   [super viewDidLoad];
   // Do any additional setup after loading the view.
   self.view.backgroundColor = [UIColor blueColor];
   UIView * contentView = [[UIView alloc] initWithFrame:CGRectMake(10, 10, 100, 100)];
   contentView.backgroundColor = [UIColor whiteColor];
   [self.view addSubview:contentView];
   self.contentView = contentView;

}
-(void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:  (UIEvent *)event
{
   CABasicAnimation * a1 = [CABasicAnimation animation];
   a1.keyPath = @"transform.translation.y";
   a1.toValue = @(100);

      // 缩放动画
    CABasicAnimation *a2 = [CABasicAnimation animation];
   a2.keyPath = @"transform.scale";
   a2.toValue = @(0.0);

   // 旋转动画
   CABasicAnimation *a3 = [CABasicAnimation animation];
   a3.keyPath = @"transform.rotation";
   a3.toValue = @(M_PI_2);
   // 组动画
   CAAnimationGroup *groupAnima = [CAAnimationGroup animation];
   groupAnima.animations = @[a1, a2, a3];
   //设置组动画的时间
   groupAnima.duration = 2;
   groupAnima.fillMode = kCAFillModeForwards;
   groupAnima.removedOnCompletion = NO;
   [self.contentView.layer addAnimation:groupAnima forKey:nil];
}

六、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 OS X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

属性解析:

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)

@interface TransitionAniViewController ()<CAAnimationDelegate>
@property(nonatomic,assign) int index;
@property (nonatomic, strong) UIImageView * contentView;
@end

@implementation TransitionAniViewController
- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // Do any additional setup after loading the view.
    self.index=1;
    UIButton * nextBtn = [UIButton buttonWithType:UIButtonTypeCustom];
    nextBtn.backgroundColor = [UIColor orangeColor];
    nextBtn.frame = CGRectMake(10, 50,100 , 30);
    [nextBtn setTitle:@"下一个" forState:UIControlStateNormal];
    [self.view addSubview:nextBtn];
    [nextBtn addTarget:self action:@selector(nextBtnClicked:) forControlEvents:UIControlEventTouchUpInside];

    UIButton * preBtn = [UIButton buttonWithType:UIButtonTypeCustom];
    preBtn.backgroundColor = [UIColor orangeColor];
    preBtn.frame = CGRectMake(10, 10,100 , 30);
    [preBtn setTitle:@"上一个" forState:UIControlStateNormal];
    [self.view addSubview:preBtn];
    [preBtn addTarget:self action:@selector(preBtnClicked:) forControlEvents:UIControlEventTouchUpInside];

    UIImageView * contentView = [[UIImageView alloc] initWithFrame:CGRectMake(100, 100, 200, 200)];
    contentView.backgroundColor = [UIColor whiteColor];
    [self.view addSubview:contentView];
    self.contentView = contentView;

}

-(void)preBtnClicked:(UIButton *)sender
{
    self.index--;
    if (self.index<1) {
        self.index=7;
    }
    self.contentView.image=[UIImage imageNamed: [NSString stringWithFormat:@"%d.jpg",self.index]];
    //创建核心动画
    CATransition *ca=[CATransition animation];
    //告诉要执行什么动画
    //设置过度效果
    ca.type=@"cube";
    //设置动画的过度方向（向左）
    ca.subtype=kCATransitionFromLeft;
    //设置动画的时间
    ca.duration=2.0;
    //添加动画
    [self.contentView.layer addAnimation:ca forKey:nil];
    
}
-(void)nextBtnClicked:(UIButton *)sender
{
    self.index++;
    if (self.index>7) {
        self.index=1;
    }
    self.contentView.image=[UIImage imageNamed: [NSString stringWithFormat:@"%d.jpg",self.index]];
    //1、创建核心动画
    CATransition *ca=[CATransition animation];
    //1.1 告诉要执行什么动画
    //1.2 设置过渡效果
//    过渡效果有四种`fade', `moveIn', `push' and `reveal'
    ca.type=@"cube";
    //1.3 设置动画的过度方向（向左）
    ca.subtype=kCATransitionFromRight;
    //1.4 设置动画的时间
    ca.duration=2.0;
    //1.5设置动画的起点
//    ca.startProgress=0.5;
    //2、添加动画
    [self.contentView.layer addAnimation:ca forKey:nil];

}

七、UIView动画

UIKit直接将动画集成到UIView类中，当内部的一些属性发生改变时，UIView将为这些改变提供动画支持

执行动画所需要的工作由UIView类自动完成，但仍要在希望执行动画时通知视图，为此需要将改变属性的代码放在[UIView beginAnimations:nil context:nil]和[UIView commitAnimations]之间

常见方法解析:

+ (void)setAnimationDelegate:(id)delegate    

设置动画代理对象，当动画开始或者结束时会发消息给代理对象

+ (void)setAnimationWillStartSelector:(SEL)selector   

当动画即将开始时，执行delegate对象的selector，并且把beginAnimations:context:中传入的参数传进selector

+ (void)setAnimationDidStopSelector:(SEL)selector  

当动画结束时，执行delegate对象的selector，并且把beginAnimations:context:中传入的参数传进selector

+ (void)setAnimationDuration:(NSTimeInterval)duration   

动画的持续时间，秒为单位

+ (void)setAnimationDelay:(NSTimeInterval)delay 

动画延迟delay秒后再开始

+ (void)setAnimationStartDate:(NSDate *)startDate   

动画的开始时间，默认为now

+ (void)setAnimationCurve:(UIViewAnimationCurve)curve  

动画的节奏控制

+ (void)setAnimationRepeatCount:(float)repeatCount 

动画的重复次数

+ (void)setAnimationRepeatAutoreverses:(BOOL)repeatAutoreverses 

如果设置为YES,代表动画每次重复执行的效果会跟上一次相反

+ (void)setAnimationTransition:(UIViewAnimationTransition)transition forView:(UIView *)view cache:(BOOL)cache  

设置视图view的过渡效果, transition指定过渡类型, cache设置YES代表使用视图缓存，性能较好

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // Do any additional setup after loading the view.
    self.view.backgroundColor = [UIColor blueColor];
    UIView * contentView = [[UIView alloc] initWithFrame:CGRectMake(10, 10, 100, 100)];
    contentView.backgroundColor = [UIColor whiteColor];
    [self.view addSubview:contentView];
    self.contentView = contentView;

}

-(void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
    NSLog(@"动画执行之前的位置：%@",NSStringFromCGPoint(self.contentView.center));
    //首尾式动画
    [UIView beginAnimations:nil context:nil];
    //设置动画执行时间
    [UIView setAnimationDuration:2.0];
   [UIView setAnimationRepeatCount:3];
    //设置代理
    [UIView setAnimationDelegate:self];
    //设置动画执行完毕调用的事件
    [UIView setAnimationDidStopSelector:@selector(didStopAnimation)];
    self.contentView.center=CGPointMake(200, 300);
    [UIView commitAnimations];
}
-(void)didStopAnimation{
    NSLog(@"动画执行之后的位置：%@",NSStringFromCGPoint(self.contentView.center));
}

八、UIView封装的动画与CALayer动画的对比

使用UIView和CALayer都能实现动画效果，但是在真实的开发中，一般还是主要使用UIView封装的动画，而很少使用CALayer的动画。

CALayer核心动画与UIView动画的区别：
UIView封装的动画执行完毕之后不会反弹。即如果是通过CALayer核心动画改变layer的位置状态，表面上看虽然已经改变了，但是实际上它的位置是没有改变的。

九、block动画

1.简单说明
+ (void)animateWithDuration:(NSTimeInterval)duration delay:
(NSTimeInterval)delay options:(UIViewAnimationOptions)options
animations:(void (^)(void))animations completion:(void (^)
(BOOL finished))completion

参数解析:
duration：动画的持续时间
delay：动画延迟delay秒后开始
options：动画的节奏控制
animations：将改变视图属性的代码放在这个block中
completion：动画结束后，会自动调用这个block

转场动画

+ (void)transitionWithView:(UIView *)view duration:(NSTimeInterval)duration
 options:(UIViewAnimationOptions)options animations:(void (^)(void))animations 
completion:(void (^)(BOOL finished))completion

参数解析:
duration：动画的持续时间
view：需要进行转场动画的视图
options：转场动画的类型
animations：将改变视图属性的代码放在这个block中
completion：动画结束后，会自动调用这个block

+ (void)transitionFromView:(UIView *)fromView toView:(UIView *)toView
 duration:(NSTimeInterval)duration options:(UIViewAnimationOptions)options 
completion:(void (^)(BOOL finished))completion

方法调用完毕后，相当于执行了下面两句代码：

// 添加toView到父视图
[fromView.superview addSubview:toView]; 
// 把fromView从父视图中移除
[fromView removeFromSuperview];

参数解析:

duration：动画的持续时间
options：转场动画的类型
animations：将改变视图属性的代码放在这个block中
completion：动画结束后，会自动调用这个block

2.代码示例

-(void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
   //block代码块动画
       [UIView transitionWithView:self.customView duration:3.0 options:0 animations:^{
           //执行的动画
          NSLog(@"动画开始执行前的位置：%@",NSStringFromCGPoint(self.customView.center));
           self.customView.center=CGPointMake(200, 300);
       } completion:^(BOOL finished) {
           //动画执行完毕后的首位操作
           NSLog(@"动画执行完毕");
           NSLog(@"动画执行完毕后的位置：%@",NSStringFromCGPoint( self.customView.center));
      }];
 }

提示：self.customView.layer.position和self.customView.center等价，因为position的默认值为（0.5，0.5）。

十、补充

1.UIImageView的帧动画

UIImageView可以让一系列的图片在特定的时间内按顺序显示

相关属性解析:
animationImages：要显示的图片(一个装着UIImage的NSArray)
animationDuration：完整地显示一次animationImages中的所有图片所需的时间
animationRepeatCount：动画的执行次数(默认为0，代表无限循环)

相关方法解析:
- (void)startAnimating; 开始动画

- (void)stopAnimating;  停止动画

- (BOOL)isAnimating;  是否正在运行动画

2.UIActivityIndicatorView

是一个旋转进度轮，可以用来告知用户有一个操作正在进行中，一般用initWithActivityIndicatorStyle初始化

方法解析:

- (void)startAnimating; 开始动画

- (void)stopAnimating;  停止动画

- (BOOL)isAnimating;  是否正在运行动画

UIActivityIndicatorViewStyle有3个值可供选择：

UIActivityIndicatorViewStyleWhiteLarge //大型白色指示器
UIActivityIndicatorViewStyleWhite //标准尺寸白色指示器
UIActivityIndicatorViewStyleGray //灰色指示器，用于白色背景