iOS动画

题记 ：

在iOS开发中，我们往往能看到一些优美的交互体验，然后这些优美的交互体验往往离不开动画
在iOS实际开发中常用的动画一般有三种：UIView动画、核心动画、转场动画

iOS系统对动画实现的整体架构

iOS系统对动画实现的整体架构

在这里我们指讨论Core Animation和UIKit层的动画效果

1.UIKit动画

UIKit动画实质上是对coreAnimation的封装，提供简洁的动画接口，我们在开发中一般是来改动UIView的属性来实现动画效果，常用的属性有：

• frame
• bounds
• center
• transform
• alpha
• backgroundColor等

UIKit中执行动画的方法

常用方法：

• animateWithDuration:animations:
• animateWithDuration:animations:completion:
• animateWithDuration:delay:options:animations:completion:

其中：

withDuration:动画执行的时间
delay:在开始动画执行的时间
options:动画执行方式选项
animations:动画执行的block
completion:动画完成的回调

其他用法

1、关键帧动画

• animateKeyframesWithDuration:delay:options:animations:completion:
• addKeyframeWithRelativeStartTime:elativeDuration:animations:

其中：

frameStartTime 动画相对开始时间，取值为0-1.0
frameDuration 动画相对持续时间，取值为0-1.0

用例：

UIView.animateKeyframes(withDuration: 3, delay: 0, options: .calculationModePaced, animations: {
            UIView.addKeyframe(withRelativeStartTime: 0, relativeDuration: 0.2, animations: {
                self.animationView.frame.origin.y = 500
            })
            UIView.addKeyframe(withRelativeStartTime: 0.2, relativeDuration: 0.5, animations: {
                self.animationView.frame.origin.x = 300
            })
            UIView.addKeyframe(withRelativeStartTime: 0.7, relativeDuration: 0.3, animations: {
                self.animationView.frame.origin.y = 300
            })
        }, completion: nil)

2、阻尼动画

UIView.animate(withDuration: , delay: , usingSpringWithDamping: , initialSpringVelocity: , options: , animations:, completion:)

其中

usingSpringWithDamping:当弹簧动画接近静止状态时的阻尼比
initialSpringVelocity:初始弹簧速度

用例：

UIView.animate(withDuration: 3, delay: 0, usingSpringWithDamping: 0.5, initialSpringVelocity: 0.5, options: .curveEaseInOut, animations: {
            self.animationView.frame.origin.x = 300
        }, completion: nil)

3、Transitions过度动画

UIView.transition(from: , to: , duration: , options: , completion: )

其中

在动画过程中，首先将 fromView 从父视图中删除，然后将 toView 添加，就是做了一个替换操作

用例

UIView.transition(with: animationView, duration: 0.5, options: .transitionFlipFromLeft, animations: {
            self.animationView.setNeedsDisplay()
        }, completion: nil)

2. Core Animation核心动画

Core Animation核心动画主要来自定义layer的动画效果，因为view和layer紧密的关系，layer的变化会直接影响到view CAAnimation及其子类的关系

CAAnimation-所有动画对象的父类

控制着动画的时间、转速、重复时间、重复次数等，它不能直接使用，应使用其具体的子类
一些重要的属性

• duration：动画的持续时间
• repeatCount：重复次数，无限循环可以设置HUGE_VALF或者MAXFLOAT
• repeatDuration：重复时间
• removedOnCompletion：默认为YES，代表动画执行完毕后就从图层上移除，图形会恢复到动画执行前的状态。如果想让图层保持显示动画执行后的状态，那就设置为NO，不过还要设置fillMode为kCAFillModeForwards
• fillMode：决定当前对象在非active时间段的行为。比如动画开始之前或者动画结束之后
• beginTime：可以用来设置动画延迟执行时间，若想延迟2s，就设置为CACurrentMediaTime()+2，CACurrentMediaTime()为图层的当前时间
• timingFunction：速度控制函数，控制动画运行的节奏
• delegate：动画代理
• timingFunction: 速度控制函数

CAPropertyAnimation

CAPropertyAnimation也是一个抽象的类，在创建动画时使用CABasicAnimation和CAKeyFrameAnimation两个子类

CABasicAnimation

两个重要的属性

fromeValue：kayPath对应的初始值
toValue：keyPath对应的结束值

CAKeyFrameAnimation

两个重要的属性

values：指定用于动画的关键帧值的对象数组
path：贝塞尔曲线

CAAnimationGroup

允许多个动画被分组并发运行
主要属性

animations：CAAnimation对象数组

CATransition

过度动画主要为图层不同状态之间变换提供动画效果
主要属性

type：设置动画的类型
subtype：设置动画的方向

粒子动画

粒子动画也是基于layer层的动画
主要的类：

CAEmitterLayer：粒子发射器
CAEmitterCell：粒子单元

CAEmitterLayer

CAEmitterLayer 是一个高性能的粒子引擎，被用来创建复杂的粒子动画如：烟雾，火，雨，雪花等效果，并且很好地控制了性能

官方的解释是：

CAEmitterLayer 看上去像是许多 CAEmitterCell 的容器，这些 CAEmitterCell 定义了一个例子效果。你将会为不同的例子效果定义一个或多个 CAEmitterCell 作为模版，同时 CAEmitterLayer 负责基于这些模版实例化一个粒子流。一个 CAEmitterCell 类似于一个 CALayer ：它有一个 contents 属性可以定义为一个 CGImage ，另外还有一些可设置属性控制着表现和行为。

CAEmitterLayer本身不难，但由于其属性太多，因此在使用的时候可能会由许多困惑。下面就来解析一下它常用的属性

emitterPosition：粒子发射的位置
emitterSize：粒子的范围
emitterShape：粒子的形状
emitterDepth：粒子的深度
emitterMode：粒子发射的模式

CAEmitterCell

单个的粒子
常用属性

contents: 粒子的内容
birthRate：每秒释放多少个粒子
lifetime：每个粒子的生命周期
color：粒子的颜色
redRange，blueRange，greenRange，alphaRange：RGBA设置
velocity：重力加速度也就是物理里面G。
velocityRange：加速范围
emissionRange：下落是旋转的角度
scale：发射比例
alphaRange：透明度调整
spin：粒子的平均旋转速度

3.转场动画

转场定义：下一场景的视图替换当前场景的视图及相应的控制器的替换，表现为当前视图的消失和下一视图的出现。
而转场动画就是基于此而产生的动画
转场动画主要是实现五个转场协议

• 转场代理
• 动画控制器
• 交互控制器
• 转场环境
• 转场协调器

转场代理

在iOS中转场主要有三种方式push、model、UITabBarController子控制器的切换，所以转场代理也有三种

• UINavigationControllerDelegate UINavigationController的delegate属性遵守该协议，用于push和pop
• UITabBarControllerDelegate UITabBarController的delegate属性遵守该协议，用于TabBarController子控制器的切换
• UIViewControllerTransitioningDelegate UIViewController的delegate属性遵守该协议，用于present和dismiss

转场代理的代理方法都会返回动画控制器（UIViewControllerAnimatedTransitioning）或者交互控制器（UIViewControllerInteractiveTransitioning）
动画控制器用于非交互转场，交互控制器用于交互转场

动画控制器

是转场动画最重要的部分，主要负责添加视图以及执行动画；遵守<UIViewControllerAnimatedTransitioning>协议。由我们自己实现
代理方法

func transitionDuration(using transitionContext: UIViewControllerContextTransitioning?) -> TimeInterval
func animateTransition(using transitionContext: UIViewControllerContextTransitioning)

第一个代理方法是控制动画的时间
第二个代理方法是动画的具体实现

交互控制器

通过交互手段，通常是手势来驱动动画控制器来实现动画，时用户能够控制整个动画的过程，遵守<UIViewControllerInteractiveTransitioning>协议，系统已经打包好了< UIPercentDrivenInteractiveTransition>提供给我们使用，我们不需要做任何配置，只是在转场代理的相应方法中提供一个该类实例便能工作，另外交互控制器必须有动画控制器才能工作。

转场环境

提供转场中需要的数据；遵守<UIViewControllerContextTransitioning>协议；由UIKit在转场开始前生成并提供给我们提交的动画控制器和交互控制器使用，UIKit 在转场开始前生成遵守转场环境协议<UIViewControllerContextTransitioning>的对象 transitionContext，它提供了转场时动画控制器的信息

//提供了转场时的容器视图
func containerView() -> UIView?
//获取参与转场的控制器有， UITransitionContextFromViewControllerKey 和 UITransitionContextToViewControllerKey 两个 Key
func viewControllerForKey(_ key: String) -> UIViewController?
//获取参与转场的视图，有 UITransitionContextFromViewKey 和 UITransitionContextToViewKey 两个 Key
func viewForKey(_ key: String) -> UIView?

转场协调器

可在转场动画发生的同时并行执行其他的动画，其作用与其说协调不如说辅助，主要在 Modal 转场和交互转场取消时使用，其他时候很少用到；遵守<UIViewControllerTransitionCoordinator>协议；由 UIKit 在转场时生成，UIViewController 在 iOS 7 中新增了方法transitionCoordinator()返回一个遵守该协议的对象，且该方法只在该控制器处于转场过程中才返回一个此类对象，不参与转场时返回 nil

案例