iOS动画(Core Animation)

1.核心动画(Core Animation):强大的动画API

核心动画所在的位置如下图


核心动画位于UIKit的下一层,相比UIView动画,它可以实现更复杂的动画效果。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)。实际上,每一个view都有其对应的layer,这个layer是root layer: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、核心动画类的核心方法

1.初始化CAAnimation对象

一般使用animation方法生成实例:

+ (instancetype)animation;

如果是CAPropertyAnimation的子类,还可以通过animationWithKeyPath生成实例:

+ (instancetype)animationWithKeyPath:(nullable NSString *)path;

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。

以下是具有动画效果的keyPath:

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

//rotation.x

//rotation.y

//rotation.z

//rotation 旋轉

//scale.x

//scale.y

//scale.z

//scale 缩放

//translation.x

//translation.y

//translation.z

//translation 平移

//CGPoint Key Paths : (example)position.x

//x

//y

//CGRect Key Paths : (example)bounds.size.width

//origin.x

//origin.y

//origin

//size.width

//size.height

//size

//opacity

//backgroundColor

//cornerRadius

//borderWidth

//contents

//Shadow Key Path:

//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)

delegate:代理

代理方法如下:

- (void)animationDidStart:(CAAnimation *)anim;//动画开始

- (void)animationDidStop:(CAAnimation *)anim finished:(BOOL)flag;//动画结束

1)CABasicAnimation

CABasicAnimation可以设定keyPath的起点,终点的值,动画会沿着设定点进行移动,CABasicAnimation可以看成是只有两个关键点的特殊的CAKeyFrameAnimation。

下面以改变视图的position为例演示其使用:

```

- (void)position {

CABasicAnimation * ani = [CABasicAnimation animationWithKeyPath:@"position"];

ani.toValue = [NSValue valueWithCGPoint:self.centerShow.center];

ani.removedOnCompletion = NO;

ani.fillMode = kCAFillModeForwards;

ani.timingFunction = [CAMediaTimingFunction functionWithName:kCAMediaTimingFunctionEaseInEaseOut];

[self.cartCenter.layer addAnimation:ani forKey:@"PostionAni"];

}

```

2)CAKeyframeAnimation

可以设定keyPath起点、中间关键点(不止一个)、终点的值,每一帧所对应的时间,动画会沿着设定点进行移动。

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。

下面以让视图绕圈为例演示其使用:

(1)、设置values使其沿正方形运动

- (void)valueKeyframeAni {

CAKeyframeAnimation * ani = [CAKeyframeAnimation animationWithKeyPath:@"position"];

ani.duration = 4.0;

ani.removedOnCompletion = NO;

ani.fillMode = kCAFillModeForwards;

ani.timingFunction = [CAMediaTimingFunction functionWithName:kCAMediaTimingFunctionEaseInEaseOut];

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)];

ani.values = @[value1, value2, value3, value4, value5];

[self.centerShow.layer addAnimation:ani forKey:@"PostionKeyframeValueAni"];

}

(2)、设置path使其绕圆圈运动

- (void)pathKeyframeAni {

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;

[self.centerShow.layer addAnimation:ani forKey:@"PostionKeyframePathAni"];

}

3)CATransition

转场动画,比UIVIew转场动画具有更多的动画效果,比如Nav的默认Push视图的效果就是通过CATransition的kCATransitionPush类型来实现。

CATransition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"、"suckEffect"、"oglFlip"、 "rippleEffect"、"pageCurl"、"pageUnCurl"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

以渐变效果为例

- (void)transitionAni {

CATransition * ani = [CATransition animation];

ani.type = kCATransitionFade;

ani.subtype = kCATransitionFromLeft;

ani.duration = 1.5;

self.centerShow.image = [UIImage imageNamed:@"Raffle"];

[self.centerShow.layer addAnimation:ani forKey:@"transitionAni"];

}

4)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。

以实现视图的bounds变化的弹簧动画效果为例:

- (void)springAni {

CASpringAnimation * ani = [CASpringAnimation animationWithKeyPath:@"bounds"];

ani.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

ani.stiffness = 5000;//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

ani.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

ani.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

ani.duration = ani.settlingDuration;

ani.toValue = [NSValue valueWithCGRect:self.centerShow.bounds];

ani.removedOnCompletion = NO;

ani.fillMode = kCAFillModeForwards;

ani.timingFunction = [CAMediaTimingFunction functionWithName:kCAMediaTimingFunctionEaseInEaseOut];

[self.cartCenter.layer addAnimation:ani forKey:@"boundsAni"];

}

5)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

- (void)groupAni {

CABasicAnimation * posAni = [CABasicAnimation animationWithKeyPath:@"position"];

posAni.toValue = [NSValue valueWithCGPoint:self.centerShow.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:self.centerShow.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];

[self.cartCenter.layer addAnimation:groupAni forKey:@"groupAni"];

}

6)CATransaction

最后讲一下事务,在核心动画里面存在事务(CATransaction)这样一个概念,它负责协调多个动画原子更新显示操作。

简单来说事务是核心动画里面的一个基本的单元,动画的产生必然伴随着layer的Animatable属性的变化,而layer属性的变化必须属于某一个事务。

因此,核心动画依赖事务。

事务的作用:保证一个或多个layer的一个或多个属性变化同时进行

事务分为隐式和显式:

1.隐式:没有明显调用事务的方法,由系统自动生成事务。比如直接设置一个layer的position属性,则会在当前线程自动生成一个事务,并在下一个runLoop中自动commit事务。

2.显式:明显调用事务的方法([CATransaction begin]和[CATransaction commit])。

CA事务的可设置属性(会覆盖隐式动画的设置):

animationDuration:动画时间

animationTimingFunction:动画时间曲线

disableActions:是否关闭动画

completionBlock:动画执行完毕的回调

事务支持嵌套使用:当最外层的事务commit后动画才会开始。

使用实例:

[CATransaction begin];

[CATransaction setAnimationDuration:2.0];

[CATransaction setAnimationTimingFunction:[CAMediaTimingFunction functionWithName:kCAMediaTimingFunctionEaseInEaseOut]];

//    [CATransaction setDisableActions:YES]; //设置为YES就关闭动画

self.subLayer.bounds = self.centerShow.layer.bounds;

[CATransaction commit];

注意:只有非root layer才有隐式动画,如果你是直接设置self.cartCenter.layer.bounds = self.centerShow.layer.bounds;是不会有动画效果的。

原文作者: 明仔Su(简书作者)

原文链接:http://www.jianshu.com/p/d05d19f70bac

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