iOS开发之核心动画

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,使用它能做出非常绚丽的动画效果,而且往往事半功倍.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的动画执行过程都是在后台操作的,不会阻塞主线程
  • Core Animation是直接作用在CALayer上的,并非UIView

所以在了解Core Animation之前,先要了解什么是CALayer

CALayer

在iOS中,你能看得见摸得着的东西基本上都是UIView,比如:按钮,文本标签等等;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;UIView本身不具备显示的功能,是它内部的层才有显示功能
  • CALayer的一些属性
//宽度和高度
@property CGRect bounds;
//位置(默认指中点,具体由anchorPoint决定)
@property CGPoint position;
//锚点(x,y的范围都是0-1),决定了position的含义
@property CGPoint anchorPoint;
//背景颜色(CGColorRef类型)
@property CGColorRef backgroundColor;
//形变属性
@property CATransform3D transform;
//边框颜色(CGColorRef类型)
@property CGColorRef borderColor;
//边框宽度
@property CGFloat borderWidth;
//圆角半径
@property CGColorRef borderColor;
//内容(比如设置为图片CGImageRef)
@property(retain) id contents;

UIView和CALayer的选择

通过CALayer,就能做出跟UIImageView一样的界面效果
既然CALayer和UIView都能实现相同的显示效果,那究竟该选择谁好呢?
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.

position和anchorPoint

@property CGPoint position;
  1. 用来设置CALayer在父层中的位置
  • 以父层的左上角为原点(0, 0)
@property CGPoint anchorPoint;
  1. 称为“定位点”、“锚点”
  • 决定着CALayer身上的哪个点会在position属性所指的位置
  • 以自己的左上角为原点(0, 0)
  • 它的x、y取值范围都是0~1,默认值为(0.5, 0.5)

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Root Layer,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Root Layer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Animatable Properties(可动画属性)
    • 列举几个常见的Animatable Properties:
      1. 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
    • 可以通过动画事务(CATransaction)关闭默认的隐式动画效果
[CATransaction begin];
[CATransaction setDisableActions:YES];
self.myview.layer.position = CGPointMake(10, 10);
[CATransaction commit];

Core Animation

Core Animation结构图
Core Animation结构图
  • 核心动画中所有类都遵守CAMediaTiming
  • CAAnaimation是个抽象类,不具备动画效果,必须用它的子类才有动画效果
  • CAAnimationGroup和CATransition才有动画效果
    • CAAnimationGroup是个动画组,可以同时进行缩放,旋转。
    • CATransition是转场动画,界面之间跳转都可以用转场动画。
  • CAPropertyAnimation也是个抽象类,本身不具备动画效果,只有子类才有
    • CABasicAnimation和CAKeyframeAnimation
      1. CABasicAnimation基本动画,做一些简单效果
      • CAKeyframeAnimation帧动画,做一些连续的流畅的动画

开发步骤

如果不是xcode5之后的版本,使用它需要先添QuartzCore.framework和引入对应的框架<QuartzCore/QuartzCore.h>

  1. 首先得有CALayer
  • 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

简介

  • 是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:(红色代表来自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
#pragma mark 暂停CALayer的动画
-(void)pauseLayer:(CALayer*)layer
{
    CFTimeInterval pausedTime = [layer convertTime:CACurrentMediaTime() fromLayer:nil];

    // 让CALayer的时间停止走动
      layer.speed = 0.0;
    // 让CALayer的时间停留在pausedTime这个时刻
    layer.timeOffset = pausedTime;
}


#pragma mark 恢复CALayer的动画
-(void)resumeLayer:(CALayer*)layer
{
    CFTimeInterval pausedTime = layer.timeOffset;
    // 1. 让CALayer的时间继续行走
      layer.speed = 1.0;
    // 2. 取消上次记录的停留时刻
      layer.timeOffset = 0.0;
    // 3. 取消上次设置的时间
      layer.beginTime = 0.0;    
    // 4. 计算暂停的时间(这里也可以用CACurrentMediaTime()-pausedTime)
    CFTimeInterval timeSincePause = [layer convertTime:CACurrentMediaTime() fromLayer:nil] - pausedTime;
    // 5. 设置相对于父坐标系的开始时间(往后退timeSincePause)
      layer.beginTime = timeSincePause;
}

动画填充模式

  • fillMode属性值(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

速度控制函数

  • 速度控制函数(CAMediaTimingFunction)
    1. 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。

动画代理方法

@interface NSObject (CAAnimationDelegate)

/* Called when the animation begins its active duration. */

- (void)animationDidStart:(CAAnimation *)anim;

/* Called when the animation either completes its active duration or
 * is removed from the object it is attached to (i.e. the layer). 'flag'
 * is true if the animation reached the end of its active duration
 * without being removed. */

- (void)animationDidStop:(CAAnimation *)anim finished:(BOOL)flag;

@end

1. 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:

    1. 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

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。

关键帧动画

  • 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

2. CAAnimationGroup

  • 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

3. 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)
    • 转场动画过渡效果
类型字符串 效果说明 关键字 方向
fade 交叉淡化过渡 YES
push 新视图把旧视图推出去 YES
moveIn 新视图移到旧视图上面 YES
reveal 将旧视图移开,显示下面的新视图 YES
cube 立方体翻滚效果
oglFlip 上下左右翻转效果
suckEffect 收缩效果,如一块布被抽走 NO
rippleEffect 水滴效果 NO
pageCurl 向上翻页效果
pageUnCurl 向下翻页效果
facameraIrisHollowOpende 相机镜头打开效果 NO
cameraIrisHollowClose 相机镜头关闭效果 NO

使用UIView动画函数实现转场动画——单视图

+ (void)transitionWithView:(UIView *)view duration:(NSTimeInterval)duration options:(UIViewAnimationOptions)options animations:(void (^)(void))animations completion:(void (^)(BOOL finished))completion;
  • 参数说明:
    • duration:动画的持续时间
    • view:需要进行转场动画的视图
    • options:转场动画的类型
    • animations:将改变视图属性的代码放在这个block中
    • completion:动画结束后,会自动调用这个block

使用UIView动画函数实现转场动画——双视图

+ (void)transitionFromView:(UIView *)fromView toView:(UIView *)toView duration:(NSTimeInterval)duration options:(UIViewAnimationOptions)options completion:(void (^)(BOOL finished))completion;
  • 参数说明:
    • duration:动画的持续时间
    • options:转场动画的类型
    • animations:将改变视图属性的代码放在这个block中
    • completion:动画结束后,会自动调用这个block

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