iOS 核心动画(Core Animation)

1.基本概念

核心动画作用在CALayer（Core animation layer）上，CALayer从概念上类似UIView，我们可以将UIView看成是一种特殊的CALayer（可以响应事件）。给view加上动画，本质上是对其layer进行操作，layer包含了各种支持动画的属性，动画则包含了属性变化的值、变化的速度、变化的时间等等，两者结合产生动画的过程。

• 核心动画和UIView动画的对比：UIView动画可以看成是对核心动画的封装，和UIView动画不同的是，通过核心动画改变layer的状态（比如position），动画执行完毕后实际上是没有改变的（表面上看起来已改变）。

• 总体来说核心动画的优点有：
  　　1）性能强大，使用硬件加速，可以同时向多个图层添加不同的动画效果
  　　2）接口易用，只需要少量的代码就可以实现复杂的动画效果。
  　　3）运行在后台线程中，在动画过程中可以响应交互事件（UIView动画默认动画过程中不响应交互事件）。

2.核心动画类的层次结构

• CAAnimation是所有动画对象的父类，实现CAMediaTiming协议，负责控制动画的时间、速度和时间曲线等等，是一个抽象类，不能直接使用。
• CAPropertyAnimation ：是CAAnimation的子类，它支持动画地显示图层的keyPath，一般不直接使用。
• iOS9.0之后新增CASpringAnimation类，它实现弹簧效果的动画，是CABasicAnimation的子类。

综上，核心动画类中可以直接使用的类有：
　　CABasicAnimation
　　CAKeyframeAnimation
　　CATransition
　　CAAnimationGroup
　　CASpringAnimation

3.核心动画使用步骤

1.初始化CAAnimation对象
2.设置动画的相关属性
　　设置动画的执行时间，执行曲线，keyPath的目标值，代理等等
3.动画的添加和移除
　　调用CALayer的addAnimation:forKey:方法将动画添加到CALayer中，这样动画就开始执行了

- (void)addAnimation:(CAAnimation *)anim forKey:(nullable NSString *)key;

调用CALayer的removeAnimation方法停止CALayer中的动画

- (void)removeAnimationForKey:(NSString *)key; 
- (void)removeAllAnimations;

４.核心动画类的常用属性

keyPath：可以指定keyPath为CALayer的属性值，并对它的值进行修改，以达到对应的动画效果，需要注意的是部分属性值是不支持动画效果的

//CATransform3D Key Paths : (example)transform.rotation.z
//rotation 旋轉 
//rotation.x  
//rotation.y 
//rotation.z 

//scale 缩放
//scale.x 
//scale.y 
//scale.z 

//translation 平移 
//translation.x
//translation.y 
//translation.z 

//CGPoint Key Paths : (example)position.x
//x
//y 
//CGRect Key Paths : (example)bounds.size.width 
//origin.x 
//origin.y 
//origin 
//size.width  view的宽变化
//size.height view的高变化
//size 

//opacity       
//backgroundColor 
//cornerRadius  
//borderWidth 
//contents  

//Shadow Key Path:  View的边框操作
//shadowColor  
//shadowOffset  
//shadowOpacity  
//shadowRadius

duration：动画的持续时间　　
repeatCount：动画的重复次数　　
timingFunction：动画的时间节奏控制

timingFunctionName的enum值如下：
 kCAMediaTimingFunctionLinear 匀速 
 kCAMediaTimingFunctionEaseIn 慢进 
 kCAMediaTimingFunctionEaseOut 慢出 
 kCAMediaTimingFunctionEaseInEaseOut 慢进慢出 
 kCAMediaTimingFunctionDefault 默认值（慢进慢出）

fillMode：视图在非Active时的行为
　removedOnCompletion：动画执行完毕后是否从图层上移除，默认为YES（视图会恢复到动画前的状态），可设置为NO（图层保持动画执行后的状态，前提是fillMode设置为kCAFillModeForwards）
　　beginTime：动画延迟执行时间（通过CACurrentMediaTime() + your time 设置）

• position（移动）

CABasicAnimation *animition = [CABasicAnimation animationWithKeyPath:@"position"];
    animition.toValue = [NSValue valueWithCGPoint:_blueView.center];
    animition.duration = 2.0;
    animition.autoreverses = YES;//执行逆动画
    animition.fillMode = kCAFillModeForwards;
    animition.removedOnCompletion = NO;//动画执行完后是否保持此状态,当为NO时，保持当前状态，前提是fillMode是kCAFillModeForwards
    [_yellowView.layer addAnimation:animition forKey:@"position"];

• 旋转

CABasicAnimation *animition = [CABasicAnimation animationWithKeyPath:@"transform.rotation.y"];
    animition.fromValue = [NSNumber numberWithFloat:0];
    animition.toValue = [NSNumber numberWithFloat:M_PI/2];
    animition.repeatCount = 1;
    animition.duration = 2.0;
    animition.autoreverses = YES;
    animition.fillMode = kCAFillModeForwards;
    animition.removedOnCompletion = NO;
    [_yellowView.layer addAnimation:animition forKey:@"rotation"];

• 缩放

CABasicAnimation *animition = [CABasicAnimation animationWithKeyPath:@"transform.scale"];
    animition.fromValue = [NSNumber numberWithFloat:1.0];
    animition.toValue = [NSNumber numberWithFloat:2.0];
    animition.duration = 2.0;
    animition.autoreverses = YES;
    animition.fillMode = kCAFillModeForwards;
    animition.removedOnCompletion = NO;
    [_yellowView.layer addAnimation:animition forKey:@"scale"];

• 透明度

 CABasicAnimation *animition = [CABasicAnimation animationWithKeyPath:@"opacity"];           
 animition.fromValue= [NSNumbernumberWithFloat:1.0f];
 animition.toValue= [NSNumbernumberWithFloat:0.2f];
 [_yellowView.layer addAnimation:animaforKey:@"opacityAniamtion"];

• 背景色的改变

CABasicAnimation *animition = [CABasicAnimation animationWithKeyPath:@"background"];
animition.toValue=(id) [UIColorgreenColor].CGColor;
[_yellowView.layer addAnimation:animaforKey:@"backgroundAnimation"];

CAKeyframeAnimation的重要属性：

values：关键帧数组对象，里面每一个元素即为一个关键帧，动画会在对应的时间段内，依次执行数组中每一个关键帧的动画。
　　path：动画路径对象，可以指定一个路径，在执行动画时路径会沿着路径移动，Path在动画中只会影响视图的Position。
　　keyTimes：设置关键帧对应的时间点，范围：0-1。如果没有设置该属性，则每一帧的时间平分

• 设置value沿固定路线运动

//关键帧动画
    CAKeyframeAnimation *keyAni = [CAKeyframeAnimation animationWithKeyPath:@"position"];
    keyAni.duration = 4.0;
    keyAni.removedOnCompletion = NO;
    keyAni.fillMode = kCAFillModeForwards;
    keyAni.timingFunction = [CAMediaTimingFunction functionWithName:kCAMediaTimingFunctionEaseInEaseOut];//慢出
    NSValue * value1 = [NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(150, 200)];
    NSValue *value2=[NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(250, 200)];
    NSValue *value3=[NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(250, 300)];
    NSValue *value4=[NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(150, 300)];
    NSValue *value5=[NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(150, 200)];
    keyAni.values = @[value1, value2, value3, value4, value5];
    [_blueView.layer addAnimation:keyAni forKey:@"keyAnimition"];

• 设置path沿固定路线运动

CAKeyframeAnimation * ani = [CAKeyframeAnimation animationWithKeyPath:@"position"];
    CGMutablePathRef path = CGPathCreateMutable();
    CGPathAddEllipseInRect(path, NULL, CGRectMake(130, 200, 100, 100));
    ani.path = path;
    CGPathRelease(path);
    ani.duration = 4.0;
    ani.removedOnCompletion = NO;
    ani.fillMode = kCAFillModeForwards;
    [_blueView.layer addAnimation:ani forKey:@"KeyAnimition"];

CATransition

CAKeyframeAnimation的重要属性：
type：过渡动画的类型

type的enum值如下：
 kCATransitionFade 渐变
 kCATransitionMoveIn 覆盖
 kCATransitionPush 推出 
 kCATransitionReveal 揭开

还有一些私有动画类型，效果很炫酷，不过不推荐使用。　　私有动画类型的值有："cube(旋转魔方)"、"suckEffect(类似于抽纸的效果)"、"oglFlip(翻转)"、 "rippleEffect"、"pageCurl(翻页)"、"pageUnCurl(倒翻页)"等等。

subtype： 过渡动画的方向

subtype的enum值如下： 
kCATransitionFromRight 从右边 
kCATransitionFromLeft 从左边 
kCATransitionFromTop 从顶部 
kCATransitionFromBottom 从底部

以渐变为例

CATransition *trans = [CATransition animation];
    trans.type =  kCATransitionFade;//渐变
    trans.subtype =   kCATransitionFromLeft;//从左边
    trans.duration = 1.5;
    _blueView.backgroundColor = [UIColor cyanColor];
    [_blueView.layer addAnimation:trans forKey:@"transition"];

私有方法的调用（翻页的效果）

CATransition *trans = [CATransition animation];
    trans.type =  kCATransitionFade;//推开
    [trans setType:@"pageCurl"];
    trans.subtype =   kCATransitionFromLeft;//从上面
    trans.duration = 1.5;
    _blueView.backgroundColor = [UIColor cyanColor];
    [_blueView.layer addAnimation:trans forKey:@"transition"];

CASpringAnimation

CASpringAnimation是iOS9新加入动画类型，是CABasicAnimation的子类，用于实现弹簧动画。

CASpringAnimation的重要属性：
　　mass：质量（影响弹簧的惯性，质量越大，弹簧惯性越大，运动的幅度越大）
　　stiffness：弹性系数（弹性系数越大，弹簧的运动越快）
　　damping：阻尼系数（阻尼系数越大，弹簧的停止越快）
　　initialVelocity：初始速率（弹簧动画的初始速度大小，弹簧运动的初始方向与初始速率的正负一致，若初始速率为0，表示忽略该属性）
　　settlingDuration：结算时间（根据动画参数估算弹簧开始运动到停止的时间，动画设置的时间最好根据此时间来设置）

CASpringAnimation和UIView的SpringAnimation对比：
　　1.CASpringAnimation 可以设置更多影响弹簧动画效果的属性，可以实现更复杂的弹簧动画效果，且可以和其他动画组合。
　　2.UIView的SpringAnimation实际上就是通过CASpringAnimation来实现。

方法的实现：

CASpringAnimation *spring = [CASpringAnimation animationWithKeyPath:@"bounds"];
    spring.mass = 10.0; //质量，影响图层运动时的弹簧惯性，质量越大，弹簧拉伸和压缩的幅度越大
    spring.stiffness = 1000; //刚度系数(劲度系数/弹性系数)，刚度系数越大，形变产生的力就越大，运动越快
    spring.damping = 100.0;//阻尼系数，阻止弹簧伸缩的系数，阻尼系数越大，停止越快
    spring.initialVelocity = 5.f;//初始速率，动画视图的初始速度大小;速率为正数时，速度方向与运动方向一致，速率为负数时，速度方向与运动方向相反
    spring.duration = spring.settlingDuration;
    spring.toValue = [NSValue valueWithCGRect:_blueView.bounds];
    spring.removedOnCompletion = NO;
    spring.fillMode = kCAFillModeForwards;
    spring.timingFunction = [CAMediaTimingFunction functionWithName:kCAMediaTimingFunctionEaseInEaseOut];
    [_redView.layer addAnimation:spring forKey:@"boundsAni"];

CAAnimationGroup

使用Group可以将多个动画合并一起加入到层中，Group中所有动画并发执行，可以方便地实现需要多种类型动画的场景。

以实现视图的position、bounds和opacity改变的组合动画为例

CABasicAnimation * posAni = [CABasicAnimation animationWithKeyPath:@"position"];
    posAni.toValue = [NSValue valueWithCGPoint:_blueView.center];
    
    CABasicAnimation * opcAni = [CABasicAnimation animationWithKeyPath:@"opacity"];
    opcAni.toValue = [NSNumber numberWithFloat:1.0];
    opcAni.toValue = [NSNumber numberWithFloat:0.7];
    
    CABasicAnimation * bodAni = [CABasicAnimation animationWithKeyPath:@"bounds"];
    bodAni.toValue = [NSValue valueWithCGRect:_yellowView.bounds];
    
    CAAnimationGroup * groupAni = [CAAnimationGroup animation];
    groupAni.animations = @[posAni, opcAni, bodAni];
    groupAni.duration = 1.0;
    groupAni.fillMode = kCAFillModeForwards;
    groupAni.removedOnCompletion = NO;
    groupAni.timingFunction = [CAMediaTimingFunction functionWithName:kCAMediaTimingFunctionEaseInEaseOut];
    [_yellowView.layer addAnimation:groupAni forKey:@"groupAni"];

原文地址：http://www.jianshu.com/p/d05d19f70bac