快速上手核心动画

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1、什么是核心动画

Core Animation是一套包含图形绘制、投影、动画的Objective-C类集合,该框架包含在QuartzCore.framework中,它因为被用于处理更为强大的平滑的转场效果而引入OS X Leopard和iOS而出名。Core Animation和其它框架的位置关系如下图所示:

上图中的OpenGL ES是个C语言写的非常底层的图形处理框架,是个移动设备上绘制2D和3D计算机图形的标准开源库,广泛地被用在游戏的图形绘制上,负责直接驱动GPU,效率非常高,缺点是使用起来异常复杂。

Core Animation是对OpenGL ES的Objective-C封装,具有与OpenGL ES几乎等价的高性能,却隐藏了OpenGL ES的复杂性。

2、核心动画类的层次结构


核心动画中可以直接使用的类有:

CABasicAnimation

CAKeyframeAnimation

CAAnimationGroup

CATransition

CASpringAnimation

常用属性有:

duration : 动画的持续时间

beginTime : 动画的开始时间

repeatCount : 动画的重复次数

autoreverses : 执行的动画按照原动画返回执行

timingFunction : 控制动画的显示节奏系统提供五种值选择,分别是:

kCAMediaTimingFunctionLinear 线性动画

kCAMediaTimingFunctionEaseIn 先慢后快

kCAMediaTimingFunctionEaseOut 先快后慢

kCAMediaTimingFunctionEaseInEaseOut 先慢后快再慢

kCAMediaTimingFunctionDefault 默认,也属于中间比较快

fillMode:决定当前对象在非active时间段的行为.比如动画开始之前,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

delegate : 动画代理。能够检测动画的执行和结束。

@interfaceNSObject(CAAnimationDelegate)

@optional

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

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

@end

path:关键帧动画中的执行路径

type : 过渡动画的动画类型,系统提供了四种过渡动画。

kCATransitionFade 渐变效果

kCATransitionMoveIn 进入覆盖效果

kCATransitionPush 推出效果

kCATransitionReveal 揭露离开效果

subtype : 过渡动画的动画方向

kCATransitionFromRight 从右侧进入

kCATransitionFromLeft 从左侧进入

kCATransitionFromTop 从顶部进入

kCATransitionFromBottom 从底部进入

3、常见类介绍

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。

重要属性:

fromValue : keyPath对应的初始值

toValue : keyPath对应的结束值

基础动画主要提供了对于CALayer对象中的可变属性进行简单动画的操作。比如:位移、透明度、缩放、旋转、背景色等等。

注意点:

如果 fillMode = kCAFillModeForwards 和 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。

CABasicAnimation*positionAnima  = [CABasicAnimationanimationWithKeyPath:@"position.y"];

positionAnima.duration =0.8;positionAnima.fromValue = @(_iconView.center.y);

positionAnima.toValue = @(_iconView.center.y-30);

positionAnima.timingFunction = [CAMediaTimingFunctionfunctionWithName:kCAMediaTimingFunctionEaseIn];

positionAnima.repeatCount = HUGE_VALF;

positionAnima.repeatDuration =2;

positionAnima.removedOnCompletion =NO;

positionAnima.fillMode = kCAFillModeBackwards;

positionAnima.delegate =self;

[positionAnima setValue:@"PositionAnima"forKey:@"AnimationKey"];

[_iconView.layer addAnimation:positionAnima forKey:@"AnimationMoveY"];


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。

重要属性:

values : 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,可以设置一个CGPathRef\CGMutablePathRef,让层跟着路径移动。path只对CALayer的anchorPoint和position起作用。如果你设置了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.如果没有设置该属性,则每一帧的时间平分。

CAKeyframeAnimation *animation = [CAKeyframeAnimationanimationWithKeyPath:@"transform.rotation"];

animation.duration =0.25;

animation.repeatCount =10;

animation.values = @[@0.0,@(-M_PI_4/4),@0.0,@(M_PI_4/4),@0.0];

animation.keyTimes = @[@0.0,@0.25,@0.5,@0.75,@1.0];[_iconView.layeraddAnimation:animationforKey:@"AnimationKey"];

CAAnimationGroup

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。

重要属性:

animations : 用来保存一组动画对象的NSArray

CABasicAnimation*positionAnima = [CABasicAnimationanimationWithKeyPath:@"position.y"];

positionAnima.fromValue = @(self.iconView.center.y);

positionAnima.toValue = @(self.iconView.center.y-30);

positionAnima.timingFunction = [CAMediaTimingFunctionfunctionWithName:kCAMediaTimingFunctionEaseIn];

CABasicAnimation*transformAnima = [CABasicAnimationanimationWithKeyPath:@"transform.rotation.y"];

transformAnima.fromValue = @(0);

transformAnima.toValue = @(M_PI);

transformAnima.timingFunction = [CAMediaTimingFunctionfunctionWithName:kCAMediaTimingFunctionEaseInEaseOut];

CAAnimationGroup*animaGroup = [CAAnimationGroupanimation];

animaGroup.duration =2.0f;

animaGroup.fillMode = kCAFillModeForwards;

animaGroup.removedOnCompletion =NO;

animaGroup.animations = @[positionAnima,transformAnima];

[self.iconView.layer addAnimation:animaGroup forKey:@"Animation"];


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。

重要属性:

type :动画过渡类型

Apple 官方的SDK其实只提供了四种过渡效果。

kCATransitionFade 渐变效果

kCATransitionMoveIn 进入覆盖效果

kCATransitionPush 推出效果

kCATransitionReveal 揭露离开效果

还有一些私有API的动画类型,效果很炫酷,不过不推荐使用。比如:"cube"、"suckEffect"、"oglFlip"、"rippleEffect"、"pageCurl"、"pageUnCurl"、"cameraIrisHollowOpen"、"cameraIrisHollowClose"等等。

subtype :动画过渡方向

kCATransitionFromRight 从右侧进入

kCATransitionFromLeft 从左侧进入

kCATransitionFromTop 从顶部进入

kCATransitionFromBottom 从底部进入

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)

CATransition* transitionAnima = [CATransitionanimation];

transitionAnima.type = kCATransitionMoveIn;

transitionAnima.subtype = kCATransitionFromRight;

transitionAnima.duration =2.5;

_iconView.image = [UIImageimageNamed:@"paopao"];

[_iconView.layer addAnimation:transitionAnima forKey:@"transitionAnima"];


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。

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* springAnima = [CASpringAnimationanimationWithKeyPath:@"bounds"];

springAnima.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springAnima.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springAnima.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springAnima.initialVelocity =3.0;//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

springAnima.duration = springAnima.settlingDuration;

springAnima.toValue = [NSValuevalueWithCGRect:CGRectMake(100,200,200,200)];

springAnima.removedOnCompletion =NO;

springAnima.fillMode = kCAFillModeForwards;

springAnima.timingFunction = [CAMediaTimingFunctionfunctionWithName:kCAMediaTimingFunctionEaseInEaseOut];

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


CATransaction

CoreAnimation中还有一个非常重要的类:CATransaction事务类,这个可以同时设置多个layer层的动画效果。可以通过隐式和显式两种方式来进行动画操作。

事务实际上是Core Animation用来包含一系列属性动画集合的机制,任何用指定事务去改变可以做动画的图层属性都不会立刻发生变化,而是当事务一旦提交的时候开始用一个动画过渡到新值。

事务是通过CATransaction类来做管理,这个类的设计有些奇怪,不像你从它的命名预期的那样去管理一个简单的事务,而是管理了一叠你不能访问的事务。CATransaction没有属性或者实例方法,并且也不能用+alloc和-init方法创建它。但是可以用+begin和+commit分别来入栈或者出栈。

任何可以做动画的图层属性都会被添加到栈顶的事务,你可以通过+setAnimationDuration:方法设置当前事务的动画时间,或者通过+animationDuration方法来获取值(默认0.25秒)。

Core Animation在每个run loop周期中自动开始一次新的事务(run loop是iOS负责收集用户输入,处理定时器或者网络事件并且重新绘制屏幕的东西),即使你不显式的用[CATransaction begin]开始一次事务,任何在一次run loop循环中属性的改变都会被集中起来,然后做一次0.25秒的动画。

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])。

对layer层的属性操作,都会形成隐式动画,要使用隐式动画,需要关闭layer层的animation动画属性,使用下面的方法:

//关闭animation动画效果,开启隐式动画

+ (BOOL)disableActions;

+ (void)setDisableActions:(BOOL)flag;

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:

[CATransactionbegin]; [CATransactionsetAnimationDuration:2.0]; [CATransactionsetAnimationTimingFunction:[CAMediaTimingFunctionfunctionWithName:kCAMediaTimingFunctionEaseInEaseOut]];self.iconView.layer.bounds =self.showView.layer.bounds;[CATransactioncommit];

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