iOS核心动画 - CAEmitterLayer&CAEmitt

通常我们的点赞效果，下emoji雨等效果都被称为粒子效果，通常我们都是通过CAEmitterLayer&CAEmitterCell相结合实现的。

上图是 CALayer 常用的一些子类，通过上图可以发现：CAEmitterLayer&CAEmitterCell是 CALyaer的子类，所以自然的遵循继承的相关准则。而我们知道CALayer的底层是对OpenGL的一层封装，暴露其接口而组成的一个簇，所以自然如果我们要是不用CAEmitterLayer来实现粒子效果自然就会很麻烦。

一、CAEmitterLayer&CAEmitterCell的相关介绍

1. CAEmitterLayer&CAEmitterCell的关系：
   首先我们得知道，要实现粒子效果，单单的使用CAEmitterLayer或CAEmitterCell是实现不了的，只能两者搭配起来使用才可以。
   发射类：CAEmitterLayer
   发射的离子：CAEmitterCell
   CAEmitterLayer 是 CAEmitterCell 个数数组:

 @property(nullable, copy) NSArray<CAEmitterCell *> *emitterCells;

2. CAEmitterLayer相关属性：

产生离子的速度（产生率）
 @property float birthRate;
 
 离子的生命周期 默认为1
 @property float lifetime;

 离子发射的中心点 默认为屏幕的中心
 @property CGPoint emitterPosition;
 离子的深度 z轴
 @property CGFloat emitterZPosition;

 离子发射的尺寸 —— 离子发射源的尺寸
 @property CGSize emitterSize;
 离子发射的深度
 @property CGFloat emitterDepth;

 离子发射的形状 默认点形状
 @property(copy) CAEmitterLayerEmitterShape emitterShape;

 离子发射的模式
 @property(copy) CAEmitterLayerEmitterMode emitterMode;

 离子渲染的模式
 @property(copy) CAEmitterLayerRenderMode renderMode;

 离子是否需要深度
 @property BOOL preservesDepth;

 离子的速度 默认1.0
 @property float velocity;

 离子的缩放比例 默认1.0
 @property float scale;

 离子的自旋
 @property float spin;

 随机的发射器
 @property unsigned int seed;

大部分的属性看着翻译过来的注释就可以理解；那就对少部分个人觉得需要着重理解记忆的进行解释：

• emitterShape：离子发射的形状
  这是一个枚举类型，几种类型分别是：
  • point (the default) - 点：发射源的形状就是一个点，位置在上面 position设置的位置
  • line - 线形：发射源的形状是一条线，位置在rect的横向的位于垂直方向中间那条
  • rectangle - 矩形：矩形状，发射源的形状是一个矩形，就是上面生成的那个矩形rect
  • circle - 环形：发射源是一个圆形，形状为矩形包裹的那个圆，二维的
    cuboid - 长方体(3D)：发射源是一个立体矩形，这里要生效的话需要设置z方向的数据，如果不设置就同矩形状
    sphere - 球(3D)：三维的圆形，同样需要设置z方向数据，不设置则通二维一样。

这些形状可以在调试的时候修改来看看有什么不同，比如我们设置的红包效果，就是用的kCAEmitterLayerLine

redpacketLayer.emitterPosition = CGPointMake(100, 100);
redpacketLayer.emitterSize = CGSizeMake(20, 0);
redpacketLayer.emitterShape = kCAEmitterLayerLine;

达到的效果

• emitterMode：离子发射的模式
  这个字段规定了在特定形状上发射的具体形式是什么。它的作用其实就是进一步决定发射的区域是在发射形状的哪一部份。
  这也是一个枚举类型，几种类型分别是：

  • points：点模式，发射器是以点的形式发射粒子。发射点就是形状的某个特殊的点，比如shap是一个点的话，那么这个点就是中心点，如果是圆形，那么就是圆心。
  • outline：轮廓模式，从形状的边界上发射粒子。
  • surface：表面模式，从形状的表面上发射粒子。
  • volume (the default).：是相对于3D形状的“球体内”或“立方体内”发射

• CAEmitterLayer决定粒子系数的一些属性：

birthRate： 粒子产生系数，默认1.0；
每个粒子cell的产生率乘以这个粒子产生系数，得出每一秒产生这个粒子的个数。 即：每秒粒子产生个数 = layer.birthRate * cell.birthRate ；
lifetime：粒子的生命周期系数，默认1.0。计算方式同上；
velocity：粒子速度系数, 默认1.0。计算方式同上；
scale：粒子的缩放比例系数, 默认1.0。计算方式同上；
spin：自旋转速度系数, 默认1.0。计算方式同上；

2. CAEmitterCell 相关的属性和方法：

+ (instancetype)emitterCell;

 + (nullable id)defaultValueForKey:(NSString *)key;
 - (BOOL)shouldArchiveValueForKey:(NSString *)key;

 @property(nullable, copy) NSString *name;

 @property(getter=isEnabled) BOOL enabled;

 @property float birthRate;

 生命周期
 @property float lifetime;
 生命周期的范围
 @property float lifetimeRange;

 x轴和z轴 平面之间的夹角
 @property CGFloat emissionLatitude;
 x轴和y轴 平面之间的夹角
 @property CGFloat emissionLongitude;
 发射的角度
 @property CGFloat emissionRange;

 离子发射的速度
 @property CGFloat velocity;
 离子发射的速度的范围
 @property CGFloat velocityRange;

 加速度
 @property CGFloat xAcceleration;
 @property CGFloat yAcceleration;
 @property CGFloat zAcceleration;

 缩放比例
 @property CGFloat scale;
 @property CGFloat scaleRange;
 @property CGFloat scaleSpeed;

 自旋
 @property CGFloat spin;
 @property CGFloat spinRange;

 颜色
 @property(nullable) CGColorRef color;

 颜色范围
 @property float redRange;
 @property float greenRange;
 @property float blueRange;
 @property float alphaRange;

 颜色变换速度
 @property float redSpeed;
 @property float greenSpeed;
 @property float blueSpeed;
 @property float alphaSpeed;redc/gfdsa 

 内容
 @property(nullable, strong) id contents;

 内容的大小
 @property CGRect contentsRect;
 内容的缩放比例
 @property CGFloat contentsScale;

 纹理
 @property(copy) NSString *minificationFilter;
 @property(copy) NSString *magnificationFilter;
 @property float minificationFilterBias;

 嵌套的离子
 @property(nullable, copy) NSArray<CAEmitterCell *> *emitterCells;
 
 @property(nullable, copy) NSDictionary *style;

AEmitterLayer就是粒子的工厂，但是要实现效果就必须需要CAEmitterCell的帮助

在CAEmitterCell属性中，可以发现很多的属性都是一个 range 值：

• color相关：
  redRange、greenRange、blueRange、alphaRange:这些是对应的color的RGBA的取值范围,取值范围为0~1；
  redSpeed、greenSpeed、blueSpeed、alphaSpeed:这些是对应的是粒子的RGBA的变化速度，取值范围为0~1。表示每秒钟的RGBA的变化率。

snowCell.lifetime = 20.f;  // 粒子的生命周期
    snowCell.color = [[UIColor colorWithRed:0.f green:1.f blue:1.f alpha:1.f]CGColor];
    snowCell.redSpeed = 0.2;

这里设置了粒子颜色的RGBA，以及redSpeed，其他的没设置默认为0。粒子的生命周期(lifetime)为20秒，那么这个粒子从产生到消失的时间就是20秒。它的Red值为0，redSpeed为0.2，那么在粒子的这个生命周期内，粒子的每秒钟的Rde值就会增加0.2 * 255,表现在外观上的状态就是粒子颜色在不断变化，接近白色。最后粒子生命周期结束的时候，粒子的color正好是RGBA(1,1,1,1)。当然个变化的速度也可以负数，计算方式相同。比如要设置烟花的效果，那么要让在爆炸的过程中颜色变化，就是通过这样的设置达到的效果。

ios核心动画 - CAEmitterLayer&CAEmitterCell粒子效果的大致介绍就是这些，欢迎补充和批评

参考文章：【iOS】CALayer之CAEmitterLayer粒子发射器的神奇效果