6.2 核心动画->2.0 Core Animation(

作者: 蓝田_Loto | 来源:发表于2016-07-25 20:03 被阅读554次

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本文相关目录：
===================== 所属文集：6.0 图形和多媒体 =====================
6.2 核心动画->1.0 CALayer的简介
 6.2 核心动画->1.1 CALayer的基本属性
 6.2 核心动画->1.2 CALayer的创建 & 非根layer的隐式动画
 6.2 核心动画->2.0 Core Animation(核心动画)
6.2 核心动画->3.0 核心动画 & UIView动画
 6.2 核心动画->4.0 常用动画效果
===================== 所属文集：6.0 图形和多媒体 =====================

0、 Core Animation - 核心动画

核心动画简介：

（1）它是一组非常强大的动画处理API，也就是说，使用少量的代码就可以实现非常强大的功能。
（2）Core Animation可以用在Mac OS X和iOS平台。
（3）Core Animation的动画执行过程都是在后台操作的，不会阻塞主线程。
（4）核心动画的本质：在后台移动图层中的内容,  执行完毕后图层本身的位置并没有发生变化。

注意：Core Animation是直接作用在CALayer上的，并非UIView。

使用步骤：（简版）

1. 创建动画对象
2. 设置动画属性
3. 把动画对象添加到某个 CALayer 对象上
4. 需要停止动画：可以调用 remove 方法移除动画

使用步骤：（详细版）

1.使用它需要先添加QuartzCore.framework框架和引入主头文件<QuartzCore/QuartzCore.h>  (iOS7以上不需要)

2.初始化一个CAAnimation对象，并设置一些动画相关属性

3.通过调用CALayer的 addAnimation:forKey: 方法增加CAAnimation对象到CALayer中，这样就能开始执行动画了

4.通过调用CALayer的 removeAnimationForKey: 方法可以停止CALayer中的动画

CAAnimation继承结构：

注意：图中的黑色虚线代表”继承”某个类，红色虚线代表“遵守”某个协议

CAAnimation继承结构.png

属性解析：(着色部分代表来自CAMediaTiming协议的属性)

duration：动画的持续时间，默认动画时长是0.25秒。通过 duration 属性自定义时长（单位：秒）
repeatCount：动画的重复次数
repeatDuration：动画的重复时间
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,动画结束之后

（要想fillMode有效，最好设置removedOnCompletion = NO）
- kCAFillModeRemoved：这个是默认值，也就是说当动画开始前和动画结束后，动画对layer都没有影响，动画结束后，layer会恢复到之前的状态
- kCAFillModeForwards：当动画结束后，layer会一直保持着动画最后的状态
- kCAFillModeBackwards：在动画开始前，只需要将动画加入了一个layer，layer便立即进入动画的初始状态并等待动画开始。
- kCAFillModeBoth：这个其实就是上面两个的合成.动画加入后开始之前，layer便处于动画初始状态，动画结束后layer保持动画最后的状态
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
timingFunction可选的值有：
- kCAMediaTimingFunctionLinear（线性）：匀速，给你一个相对静态的感觉
- kCAMediaTimingFunctionEaseIn（渐进）：动画缓慢进入，然后加速离开
- kCAMediaTimingFunctionEaseOut（渐出）：动画全速进入，然后减速的到达目的地
- kCAMediaTimingFunctionEaseInEaseOut（渐进渐出）：动画缓慢的进入，中间加速，然后减速的到达目的地。这个是默认的动画行为。
delegate：动画代理

核心动画中所有类都遵守 CAMediaTiming 协议

CAAnimation是所有动画类的父类，负责控制动画的持续时间和速度，是个抽象类，但是它不能直接使用，不具备动画效果，必须用它的子类才有动画效果

子类：CAAnimationGroup和CATransition才有动画效果

- CAAnimationGroup：动画组，可以同时进行缩放，旋转。

- CATransition：转场动画，界面之间跳转都可以用转场动画。

- CAPropertyAnimation：属性动画，也是个抽象类，不能直接使用，本身不具备动画效果，只有子类才有。
 （1）CABasicAnimation：基本动画，做一些简单效果
 （2）CAKeyframeAnimation：帧动画，做一些连续的流畅的动画

1、CAAnimationGroup - 组动画

是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（一组动画同时执行）

属性说明：

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

代码示例：

#import "ViewController.h"

@interface ViewController ()
@property(weak, nonatomic) IBOutlet UIView *redView;

@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
  [super viewDidLoad];
  // Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
}

- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
  // 组动画：同时缩放，旋转，平移
  CAAnimationGroup *group = [CAAnimationGroup animation];

  // 缩放
  CABasicAnimation *scale = [CABasicAnimation animation];
  scale.keyPath = @"transform.scale";
  scale.toValue = @0.5;

  // 旋转（随机效果）
  CABasicAnimation *rotation = [CABasicAnimation animation];
  rotation.keyPath = @"transform.rotation";
  rotation.toValue = @(arc4random_uniform(M_PI));

  // 平移（随机效果）
  CABasicAnimation *position = [CABasicAnimation animation];
  position.keyPath = @"position";
  position.toValue =
      [NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(arc4random_uniform(200),
                                            arc4random_uniform(200))];

  // 放入组动画
  group.animations = @[ scale, rotation, position ];

  [_redView.layer addAnimation:group forKey:nil];
}

- (void)didReceiveMemoryWarning {
  [super didReceiveMemoryWarning];
  // Dispose of any resources that can be recreated.
}

@end

运行效果：

组动画.gif

2.0 CAPropertyAnimation - 属性动画

属性动画

是CAAnimation的子类，也是个抽象类，不能直接使用，本身不具备动画效果，只有子类才有。

CABasicAnimation
CAKeyframeAnimation

属性说明：

keyPath：通过指定CALayer的一个属性名称为keyPath（NSString类型），并且对CALayer的这个属性的值进行修改，达到相应的动画效果。比如，指定@“position”为keyPath，就修改CALayer的position属性的值，以达到平移的动画效果

2.1 CABasicAnimation - 基本动画

CABasicAnimation - 基本动画：是CAPropertyAnimation（属性动画）的子类

属性说明:

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

动画过程说明：

- 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

- keyPath内容是CALayer的可动画Animatable属性

- 如果fillMode=kCAFillModeForwards且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)

#pragma mark - 平移动画
    CABasicAnimation *anim = [CABasicAnimation animationWithKeyPath:@"position"];
    anim.duration = 1; // 动画持续1秒
    // 因为CGPoint是结构体，所以用NSValue包装成一个OC对象
    anim.fromValue = [NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(50, 50)];
    anim.toValue = [NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(100, 100)];
    [layer addAnimation:anim forKey:@"MyAnim"];
    // 通过MyAnim可以取回相应的动画对象，比如用来中途取消动画

#pragma mark - 缩放动画
    CABasicAnimation *anim = [CABasicAnimation animationWithKeyPath:@"transform"];
    // 没有设置fromValue说明当前状态作为初始值
    // 宽度(width)变为原来的2倍，高度(height)变为原来的1.5倍
    anim.toValue =
    [NSValue valueWithCATransform3D:CATransform3DMakeScale(2, 1.5, 1)];
    anim.duration = 1;
    [layer addAnimation:anim forKey:nil];

#pragma mark - 旋转动画
    CABasicAnimation *anim = [CABasicAnimation animationWithKeyPath:@"transform"];
    // 这里是以向量(1, 1, 0)为轴，旋转π/2弧度(90°)
    // 如果只是在手机平面上旋转，就设置向量为(0, 0, 1)，即Z轴
    anim.toValue =
    [NSValue valueWithCATransform3D:CATransform3DMakeRotation(M_PI_2, 1, 1, 0)];
    anim.duration = 1;
    [layer addAnimation:anim forKey:nil];

基本动画代码示例：

#import "ViewController.h"

@interface ViewController ()
@property(weak, nonatomic) UIView *animView;
@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
  [super viewDidLoad];

  UIView *animView = [[UIView alloc] init];
  animView.frame = CGRectMake(100, 100, 100, 100);
  animView.backgroundColor = [UIColor redColor];

  self.animView = animView;

  [self.view addSubview:animView];
}

#pragma mark - 基本动画(CABasicAnimation)
- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
  // 1.什么动画
  CABasicAnimation *anim = [[CABasicAnimation alloc] init];

  // 2.怎么做动画
  anim.keyPath = @"position.x"; // 修改哪个属性，此处修改的是x方向

  // 方法1：
  // anim.fromValue = @(50); // 从哪
  // anim.toValue = @(300); // 到哪

  //方法2:
  anim.byValue = @(10); // 累加

  // 核心动画结束后，不想回到原来的位置，需要以下两行代码
  anim.fillMode = kCAFillModeForwards; // 填充模式
  anim.removedOnCompletion = NO;

  // 3.对谁做动画
  [self.animView.layer addAnimation:anim forKey:nil];
}

@end

运行效果：

CABasicAnimation - 基本动画.gif

基本动画案例代码示例：

#import "ViewController.h"

@interface ViewController ()
@property(weak, nonatomic) IBOutlet UIImageView *imageV;
@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
  [super viewDidLoad];
  // Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
}

- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
  // 创建动画
  CABasicAnimation *anim = [CABasicAnimation animation];

  // 修改哪个属性产生动画（只能是layer属性）
  anim.keyPath = @"transform.scale"; // 缩放
  // 设置值
  anim.toValue = @0.5; // 表示缩放0.5

  // 设置动画执行次数
  anim.repeatCount = MAXFLOAT;

  // 取消动画反弹（设置动画完成的时候不要移除动画）
  anim.removedOnCompletion = NO;

  // 设置动画执行完成要保持最新的效果
  anim.fillMode = kCAFillModeForwards;

  // 添加动画
  [_imageV.layer addAnimation:anim forKey:nil];
}

- (void)didReceiveMemoryWarning {
  [super didReceiveMemoryWarning];
}
@end

运行效果：

CABasicAnimation - 基本动画案例.gif

2.2 CAKeyframeAnimation - 关键帧动画

CAKeyframeAnimation - 关键帧动画：也是CAPropertyAnimation的子类

与CABasicAnimation的区别是：

- CABasicAnimation只能从一个数值（fromValue）变到另一个数值（toValue）
- CAKeyframeAnimation会使用一个NSArray保存这些数值
- CABasicAnimation可看做是最多只有2个关键帧的CAKeyframeAnimation

补间动画：填补两个帧中间的空白帧，中间的补间动画由系统完成！
基本动画：只有两个帧的动画

属性说明：

- values：放关键帧的数组。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：做动画的路径。可以设置一个CGPathRef、CGMutablePathRef，让图层按照路径轨迹移动。
path只对CALayer的anchorPoint和position起作用。如果设置了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。如果没有设置keyTimes，各个关键帧的时间是平分的

计算模式（calculationMode）：

其主要针对的是每一帧的内容为一个座标点的情况，也就是对anchorPoint和 position进行的动画。当在平面座标系中有多个离散的点的时候，可以是离散的，也可以直线相连后进行插值计算，也可以使用圆滑的曲线将他们相连后进行插值计算

calculationMode目前提供如下几种模式：

kCAAnimationLinear：默认值，表示当关键帧为座标点的时候，关键帧之间直接直线相连进行插值计算

kCAAnimationDiscrete：离散的，不进行插值计算，所有关键帧直接逐个进行显示

kCAAnimationPaced：使得动画均匀进行，而不是按keyTimes设置的或者按关键帧平分时间，此时keyTimes和timingFunctions无效

kCAAnimationCubic：对关键帧为座标点的关键帧进行圆滑曲线相连后插值计算，这里的主要目的是使得运行的轨迹变得圆滑

kCAAnimationCubicPaced：看这个名字就知道和kCAAnimationCubic有一定联系,其实就是在kCAAnimationCubic的基础上使得动画运行变得均匀，就是系统时间内运动的距离相同，此时keyTimes以及timingFunctions也是无效的

注意：就目前而言，此属性研究的优先级不高，只有再做复杂动画，同时动画效果不理想的时候，才需要考虑使用这一属性。

图片抖动效果，代码示例：

#define angle2radion(a) ((a) / 180.0 * M_PI) // 角度转弧度

#import "ViewController.h"

@interface ViewController ()
@property(weak, nonatomic) IBOutlet UIImageView *imageView;
@end

@implementation ViewController
- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
  // 添加核心动画
  CAKeyframeAnimation *anim = [CAKeyframeAnimation animation];

  // 旋转
  anim.keyPath = @"transform.rotation";
  anim.values =
      @[ @(angle2radion(-5)), @(angle2radion(5)), @(angle2radion(-5)) ];

  // 设置动画重复次数
  anim.repeatCount = MAXFLOAT;

  [_imageView.layer addAnimation:anim forKey:nil];
}

- (void)viewDidLoad {
  [super viewDidLoad];

  // 设置锚点：图层左上角
  _imageView.layer.anchorPoint = CGPointZero;
}

- (void)didReceiveMemoryWarning {
  [super didReceiveMemoryWarning];
  // Dispose of any resources that can be recreated.
}

@end

运行效果：

关键帧动画-抖动效果.gif

指定路径移动效果，代码示例：

ViewController.m

#import "ViewController.h"

@interface ViewController ()
@property(weak, nonatomic) IBOutlet UIImageView *imageView;
@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
  [super viewDidLoad];
  // Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
}

- (void)didReceiveMemoryWarning {
  [super didReceiveMemoryWarning];
  // Dispose of any resources that can be recreated.
}

@end

DrawView.h

#import <UIKit/UIKit.h>

@interface DrawView : UIView
@end

DrawView.m

#import "DrawView.h"

@interface DrawView ()
@property(nonatomic, strong) UIBezierPath *path;
@end

@implementation DrawView

#pragma mark - 开始点击屏幕
- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
  // 获取 touch 对象
  UITouch *touch = [touches anyObject];

  // 获取手指的触摸点
  CGPoint curP = [touch locationInView:self];

  // 创建路径
  UIBezierPath *path = [UIBezierPath bezierPath];
  _path = path;

  // 设置起点
  [path moveToPoint:curP];
}

#pragma mark - 在屏幕移动
- (void)touchesMoved:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
  // touch
  UITouch *touch = [touches anyObject];

  // 获取手指的触摸点
  CGPoint curP = [touch locationInView:self];

  [_path addLineToPoint:curP];

  [self setNeedsDisplay];
}

#pragma mark - 手指抬起的时候
- (void)touchesEnded:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
  // 给imageView 添加核心动画
  CAKeyframeAnimation *anim = [CAKeyframeAnimation animation];

  anim.keyPath = @"position";

  anim.path = _path.CGPath; // 转换成 CGPath

  anim.duration = 1;

  anim.repeatCount = MAXFLOAT;

  // 获取子控件的第一个 view，的图层，再添加动画
  [[[self.subviews firstObject] layer] addAnimation:anim forKey:nil];
}

- (void)drawRect:(CGRect)rect {
  [_path stroke];
}

@end

运行效果：

关键帧动画-指定路径移动效果.gif

在指定的点上运动+抖动,代码示例：

#import "ViewController.h"

@interface ViewController ()
@property(weak, nonatomic) UIView *animView;
@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
  [super viewDidLoad];

  UIView *animView = [[UIView alloc] init];
  animView.frame = CGRectMake(100, 200, 20, 20);
  animView.backgroundColor = [UIColor redColor];

  self.animView = animView;
  [self.view addSubview:animView];
}

#pragma mark - 点击屏幕调用
- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event {

  [self positionAnim];
  [self shake];
//  [self positionAnim1];
}

#pragma mark - 1、在指定的几个点上运动
- (void)positionAnim {
  // 1.1 创建动画
  CAKeyframeAnimation *anim = [[CAKeyframeAnimation alloc] init];

  // 1.2 操作
  anim.keyPath = @"position";

  // 此代码相当于上面的两个步骤
  //  CAKeyframeAnimation *anim =[CAKeyframeAnimation animationWithKeyPath:@"position"];

  // 2.1 关键帧
  NSValue *v1 = [NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(50, 50)];
  NSValue *v2 = [NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(150, 50)];
  NSValue *v3 = [NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(50, 150)];
  NSValue *v4 = [NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(150, 150)];
  anim.values = @[ v1, v2, v3, v4 ]; // 放关键帧

  // 2.2 设置属性
  anim.fillMode =
      kCAFillModeForwards;       // 设置保存动画的最新状态,图层会保持显示动画执行后的状态
  anim.removedOnCompletion = NO; // 设置动画执行完毕之后不删除动画
  anim.duration = 3;             // 动画时间
  anim.repeatCount = INT_MAX; // 重复的次数，此处为最大(不要写0!!!!!)

  // 3.添加到某个layer对象
  [self.animView.layer addAnimation:anim forKey:nil];
}

#pragma mark - 摇晃动画
- (void)shake {

  if ([self.animView.layer animationForKey:@"shake"])
    return;

  CAKeyframeAnimation *anim =
      [CAKeyframeAnimation animationWithKeyPath:@"transform.rotation"];

  anim.values = @[ @(-M_PI / 36), @(M_PI / 36), @(-M_PI / 36) ];

  anim.repeatCount = MAXFLOAT;

  [self.animView.layer addAnimation:anim forKey:@"shake"];
}

#pragma mark - 图层在指定的路径上运动
- (void)positionAnim1 {
  // 1.创建动画
  CAKeyframeAnimation *anim =
      [CAKeyframeAnimation animationWithKeyPath:@"position"];

  // 2.绘制圆形路径

  // 画圆方法1:
  //  UIBezierPath *path =
  [UIBezierPath bezierPathWithArcCenter:CGPointMake(150, 150)
                                 radius:100
                             startAngle:0
                               endAngle:2 * M_PI
                              clockwise:1];
  anim.path = path.CGPath; // 路径

  //   画圆方法2：此种方法会提前走完一个圆，走完后会停滞一段时间
//  UIBezierPath *path = [UIBezierPath bezierPathWithOvalInRect:CGRectMake(50, 50, 200, 200)];
//  anim.path = path.CGPath; // 路径

  // 此代码相当于上面的两个步骤
//  anim.path =[UIBezierPath bezierPathWithOvalInRect:CGRectMake(60, 100, 200, 200)].CGPath;

  anim.duration = 2.0f;        // 持续时间
  anim.repeatCount = MAXFLOAT; // 重复次数

  // 3.添加动画
  [self.animView.layer addAnimation:anim forKey:nil];
}

- (void)didReceiveMemoryWarning {
  [super didReceiveMemoryWarning];
  // Dispose of any resources that can be recreated.
}

@end

运行效果图：

关键帧动画-在指定的点上运动+抖动.gif

关键帧动画-指定路径上运动+抖动1.gif

关键帧动画-指定路径上运动+抖动2.gif

2.3 CATransition - 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

动画属性：

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)

转场动画过渡效果：

转场动画过渡效果.png

转场动画过渡方向：

kCATransitionFromRight
kCATransitionFromLeft
kCATransitionFromBottom
kCATransitionFromTop

代码示例：

#import "ViewController.h"

@interface ViewController ()
@property(weak, nonatomic) IBOutlet UIImageView *imageView;
@property(assign, nonatomic) int imageName;
@end

@implementation ViewController
- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event {

  self.imageName++;
  // 更新imageView中的图像
  if (self.imageName == 6) {
    self.imageName = 1;
  }

  // 加载图片名称
  NSString *imageName = [NSString stringWithFormat:@"%d", self.imageName];
  // 获取图片
  UIImage *image = [UIImage imageNamed:imageName];

  // 转场动画
  // 1.创建动画
  CATransition *anim = [[CATransition alloc] init];

  // 2.要执行什么动画，设置过度效果
  anim.type = @"cameraIrisHollowOpen";  // 动画过渡类型
  anim.subtype = kCATransitionFromLeft; // 动画过渡方向
  anim.duration = 2.0;                  //  设置动画持续时间

  // 3.添加动画
  [self.imageView.layer addAnimation:anim forKey:nil];

  // 换图片
  self.imageView.image = image;
}

- (void)viewDidLoad {
  [super viewDidLoad];
  self.imageName = 1;
}
- (void)didReceiveMemoryWarning {
  [super didReceiveMemoryWarning];
  // Dispose of any resources that can be recreated.
}

@end

运行效果：

转场动画.gif

本文源码 Demo 详见 Github
https://github.com/shorfng/iOS_6.0_Graphics_and_multimedia.git

作者：蓝田（Loto）

出处：简书

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① 评论区回复 ② 微信（加好友请注明“简书+称呼”） ③发送邮件至 shorfng@126.com

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6.2 核心动画->2.0 Core Animation(

0、 Core Animation - 核心动画

核心动画简介：

使用步骤：（简版）

使用步骤：（详细版）

CAAnimation继承结构：

1、CAAnimationGroup - 组动画

2.0 CAPropertyAnimation - 属性动画

属性动画

2.1 CABasicAnimation - 基本动画

2.2 CAKeyframeAnimation - 关键帧动画

计算模式（calculationMode）：

2.3 CATransition - 转场动画

动画属性：

转场动画过渡效果：

转场动画过渡方向：

作者：蓝田（Loto）

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1、CAAnimationGroup - 组动画

2.0 CAPropertyAnimation - 属性动画

属性动画

2.1 CABasicAnimation - 基本动画

2.2 CAKeyframeAnimation - 关键帧动画

计算模式（calculationMode）：

2.3 CATransition - 转场动画

动画属性：

转场动画过渡效果：

转场动画过渡方向：

作者：蓝田（Loto）

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