核心动画Core Animation

2016-08-05 本文已影响666人張贺

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文 || 張贺

Core Animation简介

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。

核心动画继承结构

核心动画继承结构图

图注：

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（CAAnimationGroup和CATransition）才有动画效果。
CAAnimationGroup（动画组），可以同时进行缩放，旋转。
CATransition（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（CABasicAnimation和CAKeyframeAnimation）才有动画效果。
CABasicAnimation（基础动画），做一些简单效果。
CAKeyframeAnimation（帧动画），做一些连续的流畅的动画。

Core Animation的使用步骤

如果不是xcode5之后的版本，使用它需要先添加QuartzCore.framework和引入对应的框架<QuartzCore/QuartzCore.h>
开发步骤:
1.首先得有CALayer
2.初始化一个CAAnimation对象，并设置一些动画相关属性
3.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
4.通过调用CALayer的removeAnimation:ForKey:方法可以停止CALayer中的动画

CAAnimation

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：(粗体代表来自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

CAAnimation - 动画的填充模式

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

CAAnimation - 速度控制函数

速度控制函数(CAMediaTimingFunction)
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

CAAnimation - 动画代理方法

/* Delegate methods for CAAnimation. */

@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

CAAnimation - CALayer上动画的暂停和恢复

#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;
}

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
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基础动画

基础动画，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。

#pragma mark 心跳效果
- (void) heartJump{
    //创建动画
    CABasicAnimation * anim = [CABasicAnimation animation];
    //设置缩放属性
    anim.keyPath = @"transform.scale";
    anim.toValue = @0;

    //设置动画的其他属性
    //设置动画的执行次数 MAXFLOAT 无线循环
    anim.repeatCount = MAXFLOAT;
    //设置动画自动发转，怎么去，怎么回
    anim.autoreverses = YES;
    //设置动画的执行时长
    anim.duration = 0.25;
    //添加动画到层上
    [self.heart.layer addAnimation:anim forKey:nil];
}

CAKeyframeAnimation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

#define angle2Rad(angle) ((angle) / 180.0 * M_PI)
#pragma mark 沿着一条路径的动画
- (void)pathAnimation{
    //创建帧动画
    CAKeyframeAnimation *anim = [CAKeyframeAnimation animation];
    //设置属性
    anim.keyPath = @"position";
    UIBezierPath *path = [UIBezierPath bezierPath];
    [path moveToPoint:CGPointMake(10, 50)];
    [path addLineToPoint:CGPointMake(300, 300)];
    anim.path = path.CGPath;

    anim.repeatCount = MAXFLOAT;
    anim.autoreverses = YES;
    anim.duration = 1;

    //添加动画
    [self.redView.layer addAnimation:anim forKey:nil];
}
#pragma mark  图标抖动
- (void)iconDance{

    //创建帧动画
    CAKeyframeAnimation *anim = [CAKeyframeAnimation animation];
    //设置动画属性为旋转
    anim.keyPath = @"transform.rotation";

    //设置属性值为多个属性
    anim.values = @[@(angle2Rad(-5)),@(angle2Rad(5)),@(angle2Rad(-5))];
    //设置动画的执行次数
    anim.repeatCount = MAXFLOAT;
    //添加动画
    [self.icon.layer addAnimation:anim forKey:nil];
}

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

#pragma mark 动画组
- (void)grupAnimation{
    //动画组可以执行一组动画
    //创建一个动画组
    CAAnimationGroup *group = [CAAnimationGroup animation];

    //平移
    CABasicAnimation *anim = [CABasicAnimation animation];

    anim.keyPath = @"position.y";
    anim.toValue = @400;
    //缩放

    CABasicAnimation *scaleAnim = [CABasicAnimation animation];
    scaleAnim.keyPath = @"transform.scale";
    scaleAnim.toValue = @0.5;

    //设置动画组属性
    group.animations = @[anim,scaleAnim];

    //    group.duration = 1;
    //    group.repeatCount = MAXFLOAT;
    //    group.autoreverses = YES;
    group.removedOnCompletion = NO;
    group.fillMode = kCAFillModeForwards;
    //添加动画
    [self.redView.layer addAnimation:group forKey:nil];
    /**
      使用动画组的好处,不需要每次都去添加动画,设置动画完成时的属性.
      只需要把要执行的动画,添加到动画组的animations数组当中即可,
      最后把组动画添加到层上面,就会自动执行数组当中的动画.
      动画完成时设置的属性也只需要设置一次.
     */
}

CATransition转场动画

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)

#pragma mark 转场动画
- (void)transitionAnimation{
    //转场动画
    //什么是转场动画？
    //就是从一个场景转换到另外一个场景，像导航控制器的push效果，就是一个转场

    //创建一个转场动画
    CATransition * anim = [CATransition animation];
    //设置转场类型
    anim.type = @"cube";
    anim.duration = 1;
    //设置转场的方向
    anim.subtype = kCATransitionFromLeft;
    //设置动画开始的位置
    //anim.startProgress = 0.5;
    //设置动画结束的位置
    //anim.endProgress = 0.8;
    //添加动画
    [self.imageV.layer addAnimation:anim forKey:nil];

    _i += 1;
    if (_i > 3) {
        _i = 1;
    }
    self.imageV.image = [UIImage imageNamed:[NSString stringWithFormat:@"%d",_i]];

    //使用uiview进行转场动画
    [UIView transitionWithView:self.imageV duration:1 options:UIViewAnimationOptionTransitionFlipFromRight animations:^{
  
     _i += 1;
     if (_i > 3) {
         _i = 1;
     }
    self.imageV.image = [UIImage imageNamed:[NSString stringWithFormat:@"%d",_i]];
  
} completion:nil];
}

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 (^ __nullable)(void))animations 
completion:(void (^ __nullable)(BOOL finished))completion NS_AVAILABLE_IOS(4_0);

双视图

+ (void)transitionFromView:(UIView *)fromView 
toView:(UIView *)toView 
duration:(NSTimeInterval)duration 
options:(UIViewAnimationOptions)options 
completion:(void (^ __nullable)(BOOL finished))completion NS_AVAILABLE_IOS(4_0);
 // toView added to fromView.superview, fromView removed from its superview

UIView动画与核心动画对比?

1.UIView和核心动画区别?
核心动画只能添加到CALayer
核心动画一切都是假象，并不会改变真实的值

2.什么时候使用UIView的动画?
如果需要与用户交互就使用UIView的动画
不需要与用户交互可以使用核心动画

3.什么场景使用核心动画最多?
在转场动画中，核心动画的类型比较多
根据一个路径做动画，只能用核心动画（帧动画）
动画组：同时做多个动画