Quarzt2D、CALayer与核心动画

Quarzt2D、CALayer与核心动画

• 什么是Quarzt2D？

  • Quartz 2D是一个二维绘图引擎，同时支持iOS和Mac系统

  • Quartz2D的API是纯C语言的

  • lQuartz2D的API来自于Core Graphics框架

• 数据类型和函数基本都以CG作为前缀
  CGContextRef
  CGPathRef
  CGContextStrokePath(ctx);
  ……

​

Quartz 2D能完成的工作

• ​绘制图形 : 线条\三角形\矩形\圆\弧等
• 绘制文字
• 绘制\生成图片(图像)
  ​ * 读取\生成PDF
  ​ * 截图\裁剪图片
  ​ 自定义UI控件

利用Quarzt2D自定义控件

图形上下文

• 是一个CGContextRef类型的数据
• 作用
• 保存绘图信息、绘图状态
• 决定绘制的输出目标

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类型
BitmapGraphics Context

PDFGraphics Context

WindowGraphics Context

LayerGraphics Context

PrinterGraphics Context

自定义view

首先，得有图形上下文，因为它能保存绘图信息，并且决定着绘制到什么地方去

其次，那个图形上下文必须跟view相关联，才能将内容绘制到view上面
步骤
​ 1.新建一个类，继承自UIView
​ 2.实现-(void)drawRect:(CGRect)rect方法，然后在这个方法中
​ （1）取得跟当前view相关联的图形上下文
​ （2）绘制相应的图形内容
​ （3）利用图形上下文将绘制的所有内容渲染显示到view上面
drawRect:
​ 1.为什么要实现drawRect:方法才能绘图到view上？
​ 因为在drawRect:方法中才能取得跟view相关联的图形上下文
​ 2.方法在什么时候被调用？
​ 当view第一次显示到屏幕上时（被加到UIWindow上显示出来）
​ 调用view的setNeedsDisplay或者setNeedsDisplayInRect:时
在drawRect:方法中取得上下文后，就可以绘制东西到view上
View内部有个layer（图层）属性，drawRect:方法中取得的是一个 LayerGraphicsContext，因此，绘制的东西其实是绘制到view的layer上去了

View之所以能显示东西，完全是因为它内部的layer

一般步骤
1.获得图形上下文
CGContextRefctx = UIGraphicsGetCurrentContext();

2.拼接路径（以下代码是画一条线段）

CGContextMoveToPoint(ctx, 10, 10);

CGContextAddLineToPoint(ctx, 100, 100);

3.绘制路径
CGContextStrokePath(ctx);

CALayer
CALayer的认识和基本属性

在iOS中，你能看得见摸得着的东西基本上都是UIView，比如一个按钮、一个文本标签、一个文本输入框、一个图标等等，这些都是UIView

其实UIView之所以能显示在屏幕上，完全是因为它内部的一个图层

在创建UIView对象时，UIView内部会自动创建一个图层(即CALayer对象)，通过UIView的layer属性可以访问这个层
@property(nonatomic,readonly,retain)CALayer*layer;

当UIView需要显示到屏幕上时，会调用drawRect:方法进行绘图，并且会将所有内容绘制在自己的图层上，绘图完毕后，系统会将图层拷贝到屏幕上，于是就完成了UIView的显示

换句话说，UIView本身不具备显示的功能，是它内部的层才有显示功能
注意点：
​ 首先
​ CALayer是定义在QuartzCore框架中的
​ CGImageRef、CGColorRef两种数据类型是定义在CoreGraphics框架中的
​ UIColor、UIImage是定义在UIKit框架中的
​ 其次
​ QuartzCore框架和CoreGraphics框架是可以跨平台使用的，在iOS和Mac OS X上都能使用
​ 但是UIKit只能在iOS中使用
为了保证可移植性，QuartzCore不能使用UIImage、UIColor，只能使用CGImageRef、CGColorRef
​ 属性
宽度和高度
​ @propertyCGRectbounds;

位置(默认指中点，具体由anchorPoint决定)
​ @propertyCGPointposition;

锚点(x,y的范围都是0-1)，决定了position的含义

@propertyCGPointanchorPoint;

背景颜色(CGColorRef类型)
@propertyCGColorRefbackgroundColor;

形变属性
@propertyCATransform3Dtransform;

边框颜色(CGColorRef类型)
@propertyCGColorRefborderColor;

边框宽度
@propertyCGFloatborderWidth;

圆角半径
@propertyCGColorRefborderColor;

内容(比如设置为图片CGImageRef)
@property(retain)idcontents;

作用
给图层添加动画，来实现一些比较炫酷的效果

通过操作CALayer对象，可以很方便地调整UIView的一些外观属性，比如：
阴影
圆角大小
边框宽度和颜色
… …

UIView与CALayer的选择
其实，对比CALayer，UIView多了一个事件处理的功能。也就是说，CALayer不能处理用户的触摸事件，而UIView可以

所以，如果显示出来的东西需要跟用户进行交互的话，用UIView；如果不需要跟用户进行交互，用UIView或者CALayer都可以

当然，CALayer的性能会高一些，因为它少了事件处理的功能，更加轻量级

隐式动画
每一个UIView内部都默认关联着一个CALayer，我们可用称这个Layer为Root Layer（根层）

所有的非RootLayer，也就是手动创建的CALayer对象，都存在着隐式动画
什么是隐式动画？
当对非RootLayer的部分属性进行修改时，默认会自动产生一些动画效果

而这些属性称为AnimatableProperties(可动画属性)

列举几个常见的AnimatableProperties：
bounds：用于设置CALayer的宽度和高度。修改这个属性会产生缩放动画
backgroundColor：用于设置CALayer的背景色。修改这个属性会产生背景色的渐变动画
position：用于设置CALayer的位置。修改这个属性会产生平移动画

核心动画
Core Animation
Core Animation，中文翻译为核心动画，它是一组非常强大的动画处理API，使用它能做出非常炫丽的动画效果，而且往往是事半功倍。也就是说，使用少量的代码就可以实现非常强大的功能。

Core Animation可以用在Mac OS X和iOS平台。

Core Animation的动画执行过程都是在后台操作的，不会阻塞主线程。

要注意的是，Core Animation是直接作用在CALayer上的，并非UIView。

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使用步骤
首先得有CALaye

初始化一个CAAnimation对象，并设置一些动画相关属性

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

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

CAAnimation属性及使用注意点
所有动画对象的父类，负责控制动画的持续时间和速度，是个抽象类，不能直接使用，应该使用它具体的子类

属性说明：(来自CAMediaTiming协议的属性)
​ 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

CAPropertyAnimation
是CAAnimation的子类，也是个抽象类，要想创建动画对象，应该使用它的两个子类：
CABasicAnimation
基本动画，是CAPropertyAnimation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同时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。

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），而CAKeyframeAnimation会使用一个NSArray保存这些数值

属性说明：
values：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：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

CABasicAnimation可看做是只有2个关键帧的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
​

CAAnimationGroup——动画组
动画组，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

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

转场动画——CATransition

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)

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