理解了隐式动画后，显式动画就更加通俗易懂了。区别于隐式动画的特点，显式动画就是需要我们明确指定类型、时间等参数来实现效果的动画。除此之外，我们也可以创建非线性动画，比如沿着任意一条曲线运动等；
我们平时最常用的也是显式动画，不仅系统为我们的视图提供了UIViewAnimationWithBlock的动画封装，而且我们在熟悉了Core Animation的动画属性后也可以很方便的设置显式动画；
本篇主要内容：
1.iOS动画的分类
2.CAMediaTiming协议
3.CAAnimation基类
4.CAPropertyAnimation基类
5.基础动画CABasicAnimation
6.关键帧动画CAKeyframeAnimation
7.动画组CAGroupAnimation
8.过渡动画CATransition
9.委托模式下的动画区分
10.虚拟属性及其作用
11.动画的取消
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一、动画的分类
1、实现动画的方式
如果根据实现动画时直接操作对象的类型，我们可以简单的将动画分为视图和图层两种；但事实上，无论UIViewAnimaiton动画还是UIViewAnimaitonWithBlock动画都只是对UIView的关联图层CALayer动画的进一步封装。
实现动画的方式.png
2.核心动画Core Animation常用类的继承关系
我们在使用Core Animation动画之前，有必要对核心动画常见的类和动画属性做一个基本了解；从继承关系的图示中，我们可以十分清晰的看出这些属性设置设置因何而来，以及它们各自的联系。
核心动画类的继承关系.jpg
| 动画类 | 动画特性 |
|---|---|
| CAMediaTiming | 协议；定义了一段动画内用于控制时间的属性的集合 |
| CAAnimation | 抽象类；作为所有动画类型父类，不可直接使用 |
| CAPropertyAnimation | 抽象类；作为基础动画和帧动画的父类，不可直接使用 |
| CABasicAnimation | 基础动画；用于实现单一属性变化的动画 |
| CAKeyFrameAnimation | 关键帧动画；用于实现单一属性连续变化的动画 |
| CAAnimaitionGroup | 组动画；用于实现多属性同时变化的动画 |
| CATrasition | 转场过渡动画； |
二、CAMediaTiming协议
CAMediaTiming协议定义了一段动画内用于控制时间的属性的集合，CALayer和CAAnimation都实现了这个协议，所以时间可以被任意基于一个图层或者一段动画的类控制，有关CAMediaTimg协议具体的属性如下：
| 属性 | 参数类型 | 具体描述 |
|---|---|---|
| beginTime | CFTimeInterval | 动画开始之前的延迟时间，这里的延迟从动画添加到可见图层上那一刻开始测量； (设置动画beginTime为1，动画将延时1秒后开始执行) |
| duration | CFTimeInterval | 动画持续时间； (默认值为0，但是实际动画默认持续时间为0.25秒) |
| speed | float | 动画执行的速度； (默认值为0，减少它会减慢动画的时间，增加它会加快速度) (设置speed为2时，则动画实际执行时间是duration的一半) |
| timeOffset | CFTimeInterval | 动画时间偏移量； (设置时长3秒动画的timeOffset为1时，动画会从1秒位置执到最后，再执行之前跳过的部分) |
| repeatCount | float | 动画重复次数；默认值是0，但是实际默认动画执行1次； (设置为INFINITY，则一直执行)； (duration是2，repeatCount设置为3.5，则完整动画时长7秒) |
| repeatDuration | CFTimeInterval | 动画重复的时间，让动画重复执行一个指定的时间; (设置为INFINITY，一直执行) repeatCount和repeatDuration可能会相互冲突，所以你只需要对其中一个指定非零值，对两个属性都设置非0值的行为没有被定义； |
| autoreverses | BOOL | 动画从初始值执行到最终值，是否会反向回到初始值； (设置为YES，动画完成后将以动画的形式回到初始位置) |
| fillMode | NSStrinng | 决定当前对象在非动画时间端段的动画属性值，如动画开始之前和动画结束之后 |
1.fillMode详细说明
试想这样一个问题：在beginTime非0(即动画未真正执行之前)，以及removeOnCompletion被设置为NO的动画结束时，我们会遇到这样一个问题：被设置动画的属性应该是什么值？
一种可能是属性与动画没被添加之前保持一致，还有一种可能是保持动画开始之前那一帧或者动画结束那一帧，这就是所谓的填充。
CAMediaTiming的fillMode用来控制填充效果，它是一个NSString类型，有四种常量可供使用：
| fillMode类型 | 参数类型 | 具体描述 |
|---|---|---|
| kCAFillModeRemoved (default) | NSString | 默认值，动画开始前和结束后，动画对图层都没有影响，图层依然保持初始值 |
| kCAFillModeForwards | NSString | 动画结束后，图层一直保持动画后的最终状态 |
| kCAFillModeBackwards | NSString | 动画开始前，只要加入动画就会处于动画的初始状态 |
| kCAFillModeBoth | NSString | 综合了kCAFillModeForwards与kCAFillModeBackwards特性; (动画加入图层到真正执行动画的时间段里，图层保持动画初始状态；动画结束之后保持动画最终状态） |
特别注意：removedOnCompletion需要设置为NO，否则fillMode不起作用；
2.CAMediaTiming属性应用总结
时间属性的综合应用.png
三、CAAnimation基类
CAAnimation作为所有动画类型父类，是一个抽象类；我们不能直接使用CAAnimation类，而是使用它的子类；关于它的定义如下：
@interface CAAnimation : NSObject<NSSecureCoding, NSCopying, CAMediaTiming, CAAction>
@property(nullable, strong) CAMediaTimingFunction *timingFunction;
@property(nullable, strong) id <CAAnimationDelegate> delegate;
@property(getter=isRemovedOnCompletion) BOOL removedOnCompletion;
@end
可以看到，CAAnimation动画基类遵循了CAMediaTiming协议，而且另外包含了三个常用的动画属性；下面是对这三个属性的总结：
1.动画缓冲属性timingFunction
动画实际上就是在一段时间内随着某个特定速率执行变化的过程，现实中的任何物体都会在运动中经历加速或者减速的过程，而不是速度骤变；因此，CoreAnimation也内嵌了一系列标准的缓冲函数来使动画看起来更平滑自然，这就是我们要说到的动画缓冲。
timingFunction属性是CAMediaTimingFunction类的一个对象，用来控制图层动画变换的速度；使用它需要调用+functionWithName:的构造方法，下面是可传入的变量的介绍：
| 变量名 | 具体说明 |
|---|---|
| KCAMediaTimingFuncationLinear | 默认，匀速执行动画 |
| KCAMediaTimingFuncationEaseIn | 先慢慢加速，后突然停止 |
| KCAMediaTimingFuncationEaseOut | 先全速开始，再慢慢减速停止 |
| KCAMediaTimingFuncationEaseInEaseOut | 先慢慢加速，再慢慢减速 |
| KCAMediaTimingFuncationDefault | 效果同KCAMediaTimingFuncationEaseInEaseOut |
这五种不同的缓冲效果如下：
动画缓冲属性timingFunction.jpg
通过这种方法控制动画速度，其实是使用不同的变量创建了不同的计时函数。比如KCAMediaTimingFuncationLinear选项创建的是一个线性的计时函数，这也是CAAnimation的timingFunction属性为空时候的默认函数。
注意：KCAMediaTimingFuncationDefault相比KCAMediaTimingFuncationEaseInEaseOut的加速和减速过程稍微有些慢，两者区别很难察觉；可能苹果也觉得它更适合用于隐式动画，就作为了隐式动画的默认效果；但是创建显式的CAAnimation时，KCAMediaTimingFuncationLinear才是默认效果而非KCAMediaTimingFuncationDefault；
UIKit动画其实也同样支持这些缓冲效果的使用，在我们使用UIViewAnimationBlock实现动画的时候，可以给options参数提供了如下的常量来修改缓冲效果：
| 变量名 | 具体说明 |
|---|---|
| UIViewAnimationOptionCurveLinear | 默认，匀速执行动画 |
| UIViewAnimationOptionCurveEaseIn | 先慢慢加速，后突然停止 |
| UIViewAnimationOptionCurveEaseOut | 先全速开始，再慢慢减速停止 |
| UIViewAnimationOptionCurveEaseInOut | 先慢慢加速，再慢慢减速 |
2.动画代理属性delegate
/* Delegate methods for CAAnimation. */
@protocol CAAnimationDelegate <NSObject>
@optional
//动画开始时调用
- (void)animationDidStart:(CAAnimation *)anim;
//动画结束时调用
- (void)animationDidStop:(CAAnimation *)anim finished:(BOOL)flag;
@end
3.removedOnCompletion
removedOnCompletion属性默认为YES，表示动画完成后就会从图层上移除，图层也会恢复到动画执行前的状态；当其修改为NO时，那么图层将会保持动画结束后的状态，此时的fillMode属性也将生效；
另外，removedOnCompletion设置为NO时，直到我们手动移除动画，否则动画将不会自动释放；所以通常我们此时会给动画添加一个非空的键，这样可以在不需要动画的时候把它从图层上移除；
四、CAPropertyAnimation基类
CAPropertyAnimation是一个抽象类，不能直接用于实现CALayer动画操作，但是它的类定义中增加用于设置CALayer可被实现动画的属性keyPath，总结这些属性如下：
| 属性 | 解读 |
|---|---|
| transform.rotation | 默认围绕z轴旋转，相当于transform.rotation.z |
| transform.rotation.x transform.rotation.y transform.rotation.z |
分别围绕x轴、y轴、z轴旋转； |
| transform.scale | 在所有方向上进行缩放 |
| transform.scale.x transform.scale.y transform.scale.z |
分别在x轴、y轴、z轴方向上缩放； |
| transform.translation | 平移到指定坐标点 |
| transform.translation.x transform.translation.y transform.translation.z |
分别在x轴、y轴、z轴方向上平移； |
| zPosition | z轴位置 |
| opacity | 透明度 |
| backgroundColor | 背景颜色 |
| cornerRadius | 圆角大小 |
| borderWidth | 边框宽度 |
| bounds | 图层大小 |
| contents | 寄宿图内容 |
| contentsRect | 可视内容 |
| position | 图层位置，类似transform.translation |
| shadowColor | 阴影颜色 |
| shadowOffset | 阴影偏移 |
| shadowOpacity | 阴影透明度 |
| shadowRadius | 阴影角度 |
五、基础动画CABasicAnimation
CABasicAnimation即基础动画，在指定可动画属性后，动画会按照预定的参数持续一定时间由初始值变换为终点值。其实，CABasicAnimation就相当于只有开始和结束两个帧的特殊关键帧动画(后续会详解)；
1.属性说明
| 属性 | 属性说明 |
|---|---|
| fromValue | 起始值 |
| toValue | 结束值 |
| byValue | keyPath属性的变化值 |
2.动画演示
下面的示例使用CABasicAnimation实现了修改颜色图层colorLayer的背景色为随机颜色的动画，具体的代码如下：
@interface TestBacicAnimation1VC ()<CAAnimationDelegate>
@property (nonatomic,strong) CALayer *colorLayer;
@end
@implementation TestBacicAnimation1VC
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
//创建显示颜色的图层，添加于视图控制器的View上
CALayer *colorLayer = [CALayer layer];
colorLayer.frame = CGRectMake(50, 50, 100, 100);
colorLayer.backgroundColor = [UIColor redColor].CGColor;
self.colorLayer = colorLayer;
[self.view.layer addSublayer:colorLayer];
}
- (IBAction)changeColor:(UIButton *)sender{
//步骤1：创建动画
CABasicAnimation *animation = [CABasicAnimation animation];
animation.keyPath = @"backgroundColor";
//步骤2：设定动画属性
animation.autoreverses = NO;
animation.duration = 0.25;
animation.repeatCount = 1;
animation.removedOnCompletion = NO;
animation.fillMode = kCAFillModeForwards;
animation.delegate = self;
UIColor *randomColor = [UIColor randomColor]; //自定义获取随机色的方法
animation.toValue = (__bridge id _Nullable)(randomColor.CGColor);
//步骤3：添加动画到图层
[self.colorLayer addAnimation:animation forKey:@"keyPath_backgroundColor"];
}
- (void)animationDidStop:(CABasicAnimation *)anim finished:(BOOL)flag{
//禁用隐式动画
[CATransaction begin];
[CATransaction setDisableActions:true];
self.colorLayer.backgroundColor = (__bridge CGColorRef)anim.toValue;
[CATransaction commit];
}
效果图如下：
CABasicAnimation.gif
总结创建动画的两种方式如下：
//方法1：实例化同时指定动画类型
CABasicAnimation *animation = [CABasicAnimation animationWithKeyPath:@"backgroundColor"];
//方法2:先实例化，再指定动画类型
CABasicAnimation *animation = [CABasicAnimation animation];
animation.keyPath = @"backgroundColor";
3.关闭隐式动画
对独立图层(即非UIView的关联图层，类似上述例子中的colorLayer)做更新属性的显式动画，我们需要设置一个事务来禁用图层行为，否则动画会发生两次，一次是因为显式的CABasicAnimation，另一次是因为隐式动画，从而导致我们看到的动画异常。
六、关键帧动画CAKeyframeAnimation
CACAKeyfameAnimation是CAPropertyAnimation的另一个子类，它和和CABasicAnimation一样都只能作用于图层对象的单一属性；它们的区别在于：CACAKeyfameAnimation不限制于设置一个起始值和结束值，而是可以根据一连串的值来做动画。其实，CABasicAnimation可看做是只有2个关键帧的CAKeyframeAnimation。
1.关键帧动画常用属性总结
关键帧动画相对于基础动画的具有一些独特的属性，我们现将其总结如下：
| 属性 | 具体描述 |
|---|---|
| values | 用于提供关键帧数据的数组，数组中每一个值都对应一个关键帧属性值； 数组中的数据类型根据动画类型(KeyPath)而不同； 当使用path的时候，values的值将会被自动忽略； |
| path | 用于提供关键帧数据的路径； path与values属性作用相同，但是两者互斥，同时指定values和path，path会覆盖values的效果； |
| keyTimes | ktyTimes与Values中的值具有一一对应的关系，用于指定关键帧在动画的时间点，取值范围是[0,1]; 若没有设置keyTimes，则每个关键帧的时间是平分动画总时长(duration); |
| timingFunctions | 用于指定每个关键帧之间的动画缓冲效果，这类似于物体运动的加速度； 注意：存在几个子路径就应该在此数组中传入几个元素； |
| calculationMode | 该属性决定了物体在每个子路径下是跳着走还是匀速走，跟timeFunctions属性有点类似； |
| rotationMode | 设置帧动画是否需要按照路径切线的方向运动； |
2.实现帧动画：使用values
从关键帧动画的属性可以看出，我们可以总结出关键帧动画的实现方式实际分为两种：
1.通过values设置关键帧属性值数组；
2.通过path设置关键帧路径，而且此种方式的优先级较高；
这里首先测试第一种方式，实现这样的关键帧动画：创建一个紫色滑块在四个坐标点之间滑动；具体的代码实现如下：
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
//创建测试帧动画的紫色图层
UIView *purpleView = [UIView new];
purpleView.frame = CGRectMake(0, 0, 50, 50);
purpleView.center = CGPointMake(50, 100);
purpleView.backgroundColor = [UIColor purpleColor];
[self.view addSubview:purpleView];
//步骤1：创建动画
CAKeyframeAnimation *animation = [CAKeyframeAnimation animation];
animation.keyPath = @"position";
//步骤2：设置动画关键帧数据
NSValue *value1 = [NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(50, 100)];
NSValue *value2 = [NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(kDeviceWidth -50, 100)];
NSValue *value3 = [NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(kDeviceWidth -50, kDeviceWidth- 100)];
NSValue *value4 = [NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(50, kDeviceWidth -100)];
NSValue *value5 = [NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(50, 100)];
animation.values = @[value1,value2,value3,value4,value5];
//步骤3：设定动画属性
animation.repeatCount = MAXFLOAT; //重复执行
animation.autoreverses = NO;
animation.removedOnCompletion = NO;
animation.duration = 4;
//animation.keyTimes = @[@(0), @(1 / 10.0), @(5 / 10.0), @(9 / 10.0), @(1) ];
animation.timingFunctions = @[[CAMediaTimingFunction functionWithName:kCAMediaTimingFunctionLinear],
[CAMediaTimingFunction functionWithName:kCAMediaTimingFunctionEaseIn],
[CAMediaTimingFunction functionWithName:kCAMediaTimingFunctionEaseOut],
[CAMediaTimingFunction functionWithName:kCAMediaTimingFunctionEaseInEaseOut]];
[purpleView.layer addAnimation:animation forKey:nil];
}
关键帧动画效果如下：
CAKeyframeAnimation_values.gif
3.实现关键帧动画：使用path
现在，我们测试CAKeyframeAnimation使用path实现这样一个动画：一架飞机沿着一个简单的曲线运动飞行；具体的操作包括以下几个步骤：
1.使用UIKit提供的UIBezierPath类创建贝塞尔曲线，作为飞机飞行的路线轨迹；
2.使用CAShapeLayer在屏幕上绘制曲线(此步骤对于动画不是必须的，只是为了动画看起来更直观)；
3.创建用于显示飞机的视图，将其设置在贝塞尔曲线的初始位置；
4.创建并执行关键帧动画，实现飞机飞行的曲线动画；
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
//1.创建三次贝塞尔曲线(一种使用起始点，结束点和另外两个控制点定义的曲线);
UIBezierPath *bezierPath = [[UIBezierPath alloc] init];
[bezierPath moveToPoint:CGPointMake(50, 200)];
[bezierPath addCurveToPoint:CGPointMake(kDeviceWidth - 50, 200) controlPoint1:CGPointMake(150, 50) controlPoint2:CGPointMake(kDeviceWidth - 150, 250)];
//2.绘制飞行路线
CAShapeLayer *pathLayer = [CAShapeLayer layer];
pathLayer.path = bezierPath.CGPath;
pathLayer.fillColor = [UIColor clearColor].CGColor;
pathLayer.strokeColor = [UIColor redColor].CGColor;
pathLayer.lineWidth = 3.0f;
[self.view.layer addSublayer:pathLayer];
//3.创建显示飞机的视图
UIImageView *airPlaneImgView = [[UIImageView alloc] init];
airPlaneImgView.frame = CGRectMake(0, 0, 50, 50);
airPlaneImgView.center = CGPointMake(50, 200);
airPlaneImgView.image = [UIImage imageNamed:@"airplane"];
[self.view addSubview:airPlaneImgView];
//4.设置关键帧动画
CAKeyframeAnimation *animation = [CAKeyframeAnimation animation];
animation.keyPath = @"position";
animation.duration = 5.0;
animation.path = bezierPath.CGPath;
animation.rotationMode = kCAAnimationRotateAuto; //设置根据曲线的切线自动旋转,让动画更加真实
[airPlaneImgView.layer addAnimation:animation forKey:nil];
}
关键帧动画效果图如下：
CAKeyframeAnimation_path.gif
七、动画组CAGroupAnimation
CAGroupAnimation顾名思义，就是可以将不同的动画效果组合起来，CABasicAnimation和CAKeyframeAnimation都仅仅作用于单一的属性，而CAAnimationGrop可以设置其animations数组的属性来组合别的动画，从而达到混合多种动画效果的目的；
下面演示一个动画组的示例：组合基础动画和关键帧动画，实现一个滑块在沿path运动过程修改其颜色，具体的测试代码如下：
@interface TestAnimationGroupVC ()
@property (nonatomic,strong) UIView *colorView;
@property (nonatomic,strong) UIBezierPath *bezierPath;
@end
@implementation TestAnimationGroupVC
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
//创建显示颜色的图层
self.colorView = [UIView new];
self.colorView.frame = CGRectMake(0, 0, 60, 60);
self.colorView.center = CGPointMake(50, 200);
self.colorView.backgroundColor = [UIColor orangeColor];
[self.view addSubview:self.colorView];
//创建贝塞尔曲线，即帧动画运动轨迹
self.bezierPath = [[UIBezierPath alloc] init];
[self.bezierPath moveToPoint:CGPointMake(50, 200)];
[self.bezierPath addCurveToPoint:CGPointMake(kDeviceWidth - 50, 200) controlPoint1:CGPointMake(150, 50) controlPoint2:CGPointMake(kDeviceWidth - 150, 250)];
//绘制绘制path，便于观察动画；
CAShapeLayer *pathLayer = [CAShapeLayer layer];
pathLayer.path = self.bezierPath.CGPath;
pathLayer.fillColor = [UIColor clearColor].CGColor;
pathLayer.strokeColor = [UIColor redColor].CGColor;
pathLayer.lineWidth = 3.0f;
[self.view.layer addSublayer:pathLayer];
}
- (IBAction)startAnimation:(UIButton *)sender{
//移除可能未执行完的动画，防止多重动画导致异常
[self.colorView.layer removeAnimationForKey:@"groupAnimation"];
//1.创建基础动画：修改背景色为紫色
CABasicAnimation *basicAnimation = [CABasicAnimation animation];
basicAnimation.keyPath = @"backgroundColor";
basicAnimation.toValue = (__bridge id _Nullable)([UIColor purpleColor].CGColor);
//2.创建关键帧动画
CAKeyframeAnimation *keyFrameAnimation = [CAKeyframeAnimation animation];
keyFrameAnimation.keyPath = @"position";
keyFrameAnimation.path = self.bezierPath.CGPath;
keyFrameAnimation.rotationMode = kCAAnimationRotateAuto;
//3.创建组动画：组合基础动画和关键帧动画
CAAnimationGroup *groupAnimation = [CAAnimationGroup animation];
groupAnimation.animations = @[basicAnimation, keyFrameAnimation];
groupAnimation.duration = 4.0;
[self.colorView.layer addAnimation:groupAnimation forKey:@"groupAnimation"];
}
动画组的效果如下：
CAGroupAnimation.gif
八、过渡动画CATransition
1.过渡动画简介
属性动画只能对图层的可动画属性起作用，而过渡动画可以改变非动画属性(比如交换一段文本和图片)，或者从层级关系中添加或者移除图层；于是就有了过渡的概念；
过渡动画使用CATransition来实现，它同样是CAAnimation的子类；它并不像属性动画那样在平滑的两个值之间做动画，而是影响到整个图层的变化。过渡动画首先展示之前的图层外观，然后通过一个交换过渡到新的外观。
过渡动画通常用于删除子控件、添加子控件、切换两个子控件等。
2.过渡动画属性介绍
过渡动画有type和subtype两个关键属性，type用于指定动画类型，subtype用于指定动画移动的方向；
type属性:
type属性是一个NSString类型，用于控制整体动画效果类型，具体的可选类型如下：
| type值 | 动画效果 | 对应常量 | 是否支持方向 |
|---|---|---|---|
| fade | 默认效果，渐变 | kCATransitionFade | 否 |
| moveIn | 覆盖 | kCATransitionMoveIn | 是 |
| Push | 退出 | kCATransitionPush | 是 |
| Reveal | 揭开 | kCATransitionReveal | 是 |
| cube | 立方体 | 无(私有类型) | 是 |
| suckEffect | 收缩 | 无(私有类型) | 否 |
| oglFlip | 翻转 | 无(私有类型) | 是 |
| rippleEffect | 水波动画 | 无(私有类型) | 否 |
| pageCurl | 页面揭开 | 无(私有类型) | 只支持左右方向 |
| vpageUnCurl | 放下页面 | 无(私有类型) | 只支持左右方向 |
| cameraIrisHollowOpen | 镜头打开 | 无(私有类型) | 否 |
| cameraIrisHollowClose | 镜头关闭 | 无(私有类型) | 否 |
目前为止，我们只能使用type的前四种公开属性，但是我们可以通过一些别的方法来自定义过渡效果(后续介绍)；
subtype属性:
subtype属性也是一个NSString类型，用于控制动画方向，具体的可选类型如下：
| Subtype类型 | 具体描述 |
|---|---|
| kCATransitionFromRight | 从右向左 |
| kCATransitionFromLeft | 从左向右 |
| kCATransitionFromTop | 从上向下 |
| kCATransitionFromBottom | 从下向上 |
3.过渡动画的使用
现在设想这样的一个需求：修改UIImageView的image属性，实现淡入淡出的平滑动画的效果；此时我们需要使用CATransition来对非动画属性做动画，具体的关键代码如下：
@interface TestTransition1VC ()
@property (nonatomic,strong) UIImageView *imageView;
@property (nonatomic,strong) NSArray *images;
@property (nonatomic, copy) NSString *type;
@property (nonatomic, copy) NSString *subtype;
@end
@implementation TestTransition1VC
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
self.images = @[[UIImage imageNamed:@"tree_spring"],
[UIImage imageNamed:@"tree_summer"],
[UIImage imageNamed:@"tree_autumn"],
[UIImage imageNamed:@"tree_winter"]];
self.type = kCATransitionFade;
self.subtype = kCATransitionFromRight;
}
- (void)perforomTransitionAnimation{
CATransition *transition = [[CATransition alloc] init];
transition.type = _type;
transition.subtype = _subtype;
transition.duration = 0.5;
[self.imageView.layer addAnimation:transition forKey:nil];
UIImage *currentImage = self.imageView.image;
NSUInteger index = [self.images indexOfObject:currentImage];
index = (index + 1) % self.images.count;
self.imageView.image = self.images[index];
}
过渡动画的效果如下:
CATransition.gif
注意：和属性动画不同，对指定图层一次只能使用那一次CATransition，因此无论对动画的键设置为什么值，过渡动画都会对它的键设置为”transition”，也就是常量KCATransition.
4.隐式过渡
CATransition可以对图层任何变化平滑过渡，这使得它成为那些不好做动画的属性图层行为的理想之选。所以，苹果将CATransition作为设置CALayer的contents属性时的默认行为，对图层contents图片做的改动都会自动附上淡入淡出的效果，这也就解释了隐式动画的原理；
但注意：
1.对于视图关联的图层，过渡动画的默认效果是禁用的；
2.我们不能错误的理解CATransition只可以改变非动画属性，其实它也可以对类似backgroundColor的属性做过渡效果动画；
5.自定义过渡动画
过渡动画的过程就是对原始图层外观截图，然后添加一段动画，平滑过渡到图层改变之后的那个截图效果。如果我们知道如何对图层截图，我们就可以使用属性动画来自定义CATransition动画了。
CALayer有一个-renderInContenxt：方法，通过它可以将图层绘制到Core Graphics的上下文中捕获当前内容的图片；所以现在我们尝试这样的实现：对当前视图控制器View进行截图，然后在改变其背景色的时候对截图快速旋转并且淡出，以达到一种过渡的效果；具体的代码示例如下：
- (void)performAnimation{
UIGraphicsBeginImageContextWithOptions(self.view.bounds.size, YES, 0.0);
[self.view.layer renderInContext:UIGraphicsGetCurrentContext()];
UIImage *coverImage = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();
UIView *coverView = [[UIImageView alloc] initWithImage:coverImage];
coverView.frame = self.view.bounds;
[self.view addSubview:coverView];
//使用自定义方法得到随机颜色(切换后的颜色)
UIColor *randomColor = [UIColor randomColor];
self.view.backgroundColor = randomColor;
//使用UIView动画方法来代替属性动画(为了简化代码步骤)
[UIView animateWithDuration:1 animations:^{
CGAffineTransform transform = CGAffineTransformMakeScale(0.01, 0.01);
transform = CGAffineTransformRotate(transform, M_PI_2);
coverView.transform = transform;
coverView.alpha = 0.0;
} completion:^(BOOL finished) {
[coverView removeFromSuperview];
}];
}
自定义过渡动画的效果如下：
CATransitionn_Custom.gif
注意：-renderInContext：捕获了图层的图片和子图层，但是不能对子图层正确的处理变换效果，而且对视频和OpenGL内容也不起作用。但是使用CATransition，或者使用私有的截屏方式就没有这个限制了。
九、委托模式下的动画区分
对于CAAnimation而言，使用委托模式而不是一个完成块会带来一个问题，那就是设置多个动画时，无法在回调方法中区分。通常视图控制器本身会作为一个委托，但所有动画都会调用同一个回调方法，所以我们需要判断到底是哪个图层的动画调用；
首先，动画本身会作为一个参数传入委托的方法，也许你会认为可以在控制器中把动画存储为一个属性，然后在回调用比较，但实际上并不起作用，因为委托传入的动画参数是原始值的一个深拷贝，从而不是同一个值。最后，这里提供两种思路来解决这个问题：
思路1：唯一key参数
当使用-addAnimation:forkey:添加动画到图层时，对每个动画都关联一个唯一的键，这样就可以对每个图层循环所有键，然后调用animationForKey:来对比结果；
思路2：KVC(键-值-编码)协议
像所有NSObject子类一样，CAAnimation也遵循了KVC协议，就像一个NSDictionary一样允许我们随意设置键值对；于是我们可以使用setValue:forKey:和-valueForKey:来存取属性，通过为对象创建一个键值对来判断区分动画；
验证上述两种思路的具体的代码使用如下：
@interface TestBacicAnimation2VC ()<CAAnimationDelegate>
@property (nonatomic,strong) UIView *colorView;
@property (nonatomic,strong) UIView *opacityView;
@end
@implementation TestBacicAnimation2VC
#pragma mark - Life Cycle
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
//创建显示颜色的图层
UIView *colorView = [UIView new];
colorView.frame = CGRectMake(50, 50, 100, 100);
colorView.backgroundColor = [UIColor redColor];
self.colorView = colorView;
[self.view addSubview:self.colorView];
//创建透明度视图
UIView *opacityView = [UIView new];
opacityView.frame = CGRectMake(50, 200, 100, 100);
opacityView.backgroundColor = [UIColor blueColor];
self.opacityView = opacityView;
[self.view addSubview:self.opacityView];
}
- (IBAction)startAnimation:(UIButton *)sender{
//背景色颜色动画
CABasicAnimation *animation1 = [CABasicAnimation animation];
animation1.keyPath = @"backgroundColor";
animation1.autoreverses = NO;
animation1.duration = 1;
animation1.repeatCount = 1;
animation1.removedOnCompletion = NO;
animation1.fillMode = kCAFillModeForwards;
animation1.delegate = self;
UIColor *randomColor = [UIColor randomColor]; //自定义获取随机色的方法
animation1.toValue = (__bridge id _Nullable)(randomColor.CGColor);
[animation1 setValue:@"animation_background" forKey:@"AnimationKey"];
[self.colorView.layer addAnimation:animation1 forKey:@"key_backgroundColor"];
//透明度动画
CABasicAnimation *animation2 = [CABasicAnimation animation];
animation2.keyPath = @"opacity";
animation2.autoreverses = NO;
animation2.duration = 5;
animation2.repeatCount = 1;
animation2.removedOnCompletion = NO;
animation2.fillMode = kCAFillModeForwards;
animation2.delegate = self;
animation2.fromValue = @(1);
animation2.toValue = @(0);
[animation2 setValue:@"animation_opacity" forKey:@"AnimationKey"];
[self.opacityView.layer addAnimation:animation2 forKey:@"key_opacity"];
}
//动画结束的代理：区分动画
- (void)animationDidStop:(CAAnimation *)anim finished:(BOOL)flag{
//方法1：唯一key参数
if([[self.colorView.layer animationForKey:@"key_backgroundColor"] isEqual:anim]){
}
if([[self.opacityView.layer animationForKey:@"key_opacity"] isEqual:anim]){
}
//方法2：KVC
NSString *animationValue = [anim valueForKey:@"AnimationKey"];
NSLog(@"animationValue:%@",animationValue);
if([animationValue isEqualToString:@"animation_background"]){
}else if([animationValue isEqualToString:@"animation_opacity"]){
}
}
注意：使用唯一key参数这种方法，必须设置removeOnCompletion为NO，否则通过animaitonForKey：获取的CAAnimation对象为空对象无法进行比较。
十、虚拟属性
属性动画CAPropertyAnimation的keyPath实际上针对的是关键路径而不是一个键，这就意味着属性动画作用的对象可以子属性(即属性的属性)甚至虚拟属性；
那么什么是虚拟属性呢？举个例子来讲，CATransform3D实际上是一个结构体而非一个对象，所以它并不符合KVC相关属性，但是我们却可以使用transform.rotation来实现动画；这其实就是因为transform.rotation是一个CALayer可用于处理动画变换的虚拟属性；
1.虚拟属性的作用
为了理解虚拟属性的用处，我们现在考虑这样一个动画：对一个物体实现旋转动画，由于CALayer并没有显式的给提供角度或者方向之类的属性，所以我们自然想到使用transform属性来实现动画，测试代码具体如下：
@interface TestBacicAnimation3VC ()
@property(nonatomic, strong) UILabel *txtLabel;
@end
@implementation TestBacicAnimation3VC
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
//创建测试虚拟属性的Label
_txtLabel = [UILabel new];
_txtLabel.frame = CGRectMake(50, 300, kDeviceWidth -100 , 50);
_txtLabel.backgroundColor = [UIColor purpleColor];
_txtLabel.font = [UIFont boldSystemFontOfSize:15];
_txtLabel.textAlignment = NSTextAlignmentCenter;
_txtLabel.text = @"测试虚拟属性";
[self.view addSubview:_txtLabel];
}
- (IBAction)startAnimation:(UIButton *)sender{
//步骤1：创建动画
CABasicAnimation *animation = [CABasicAnimation animation];
animation.keyPath = @"transform”; //代码1
//步骤2：设定动画属性
animation.autoreverses = NO;
animation.removedOnCompletion = NO;
animation.fillMode = kCAFillModeForwards;
animation.duration = 1;
animation.toValue = [NSValue valueWithCATransform3D:CATransform3DMakeRotation(M_PI * 2, 0, 0, 1)]; //代码2
[_txtLabel.layer addAnimation:animation forKey:nil];
}
在此例中，我们把旋转角度从M_PI(180度)调整到M_PI*2(360度)，对比两次动画会发现，txtLabel完全看不到旋转的动画效果；这是因为CATransform3D矩阵做了360度旋转其实适合0度是一样的，所以最后的值根本就没变；
这里就需要用到上述说到的虚拟属性了，为了旋转图层，我们可以针对于transform.rotation关键路径应用动画，而不是transform本身；现在将对上述代码进行修改如下：
//animation.keyPath = @"transform"; //代码1
animation.keyPath = @"transform.rotation”;
//animation.toValue = [NSValue valueWithCATransform3D:CATransform3DMakeRotation(M_PI * 2, 0, 0, 1)]; //代码2
animation.byValue = @(M_PI * 2);
再来看动画的效果如下：
CABasicAnimation_VirtualProperty.gif
总结transform.rotation相比transfrom做动画的好处如下：
- 可以不通过关键帧，只一个步骤就实现旋转多于180度的动画；
- 可以使用相对值而不是绝对值旋转，设置byValue而不是toValue；
- 可以不用创建CATransform3D，而是使用一个简单的数值来指定角度；
- 不会和transform.position或者transfrom.scale冲突(同样是使用关键路径来做独立的动画属性)；
2.虚拟属性原理
我们已经说过CATransform3D是一个结构体而非一个对象，所以transfrom.rotation其实是不存在的，我们不可以直接设置transform.rotation或者transform.scale；
实际上，Core Animation是自动通过CAValueFunction计算的值来更新transform属性的，CAValueFunction将我们赋值虚拟属性transfom.rotation的浮点值转换成了真正能用于摆放图层的CATransform3D矩阵值；我们也可以通过设置CAPropertyAnimation的valuefunction属性来改变，这样我们自定义函数就会覆盖默认函数。
CAValueFuncation对于那些不能简单相加的属性(例如变换矩阵)做动画十分有用，但是此方法的实现细节是私有的，所以，目前我们并不能通过继承来自定义此方法；我们可以通过使用苹果已经提供的常量来改善动画(目前都是和变换矩阵的虚拟属性相关，所以没太多的应用场景了，因为这些属性都有了默认的实现方式)。
十一、在动画过程中取消动画
在使用动画的过程中，我们可能需要适时的移除不要的动画，否则就可能造成内存的泄漏问题；从图层中取消动画的方法有以下两种方式：
//方法1：取消指定动画
/* Remove any animation attached to the layer for 'key'. */
- (void)removeAnimationForKey:(NSString *)key;
//方法2：移除所有动画
/* Remove all animations attached to the layer. */
- (void)removeAllAnimations;
关于移除动画的几点说明：
1.动画一旦被移除，图层的外观就立刻更新到当前的模型图层的值；
2.动画通常默认结束之后被自动移除，除非设置了removeCompletion为NO;
3.动画若设置为结束之后不自动移除，那么我们在不需要的时候需手动移除，否则它会一直在内存中，直到图层被销毁；
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
//创建测试停止动画的Label
_txtLabel = [UILabel new];
_txtLabel.frame = CGRectMake(50, 200, kDeviceWidth -100 , 50);
_txtLabel.backgroundColor = [UIColor purpleColor];
_txtLabel.font = [UIFont boldSystemFontOfSize:18];
_txtLabel.textAlignment = NSTextAlignmentCenter;
_txtLabel.textColor = [UIColor whiteColor];
_txtLabel.text = @"测试停止动画的Label";
[self.view addSubview:_txtLabel];
//添加开始动画的按钮
[self.view addSubview:self.button];
[self.button mas_makeConstraints:^(MASConstraintMaker *make) {
make.bottom.equalTo(self.view).offset(-50);
make.leading.equalTo(self.view).offset(60);
make.trailing.equalTo(self.view).offset(-60);
make.height.mas_equalTo(50);
}];
}
- (void)onBtnClick:(UIButton *)btn {
btn.selected = !btn.selected;
if (btn.selected) {
//停止动画
[self.txtLabel.layer removeAnimationForKey:@"Animation_transform_rotation"];
[self.button setTitle:@"开始动画" forState:UIControlStateNormal];
}else{
//开始动画
CABasicAnimation *animation = [CABasicAnimation animation];
animation.keyPath = @"transform.rotation";
animation.delegate = self;
animation.duration = 5;
animation.byValue = @(M_PI * 2);
[self.txtLabel.layer addAnimation:animation forKey:@"Animation_transform_rotation"];
[self.button setTitle:@"停止动画" forState:UIControlStateNormal];
}
}
- (void)animationDidStop:(CAAnimation *)anim finished:(BOOL)flag{
NSLog(@"The animation stopped (finished:%@)",flag? @"YES" : @"NO");
}
测试取消动画效果图如下：
CAAnimation_cancel.gif
代码分析：
-animationDidStop：finished：方法中的flag参数表明了动画是自然结束还是被打断的；此例中通过停止按钮来终止动画会打印NO，自然完成动画时打印YES;
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