Swift实现UIKit Dynamic动画

iOS7引入了UIKit Dynamics，可以帮助开发者开发出更接近真实世界的动画效果。之前，用户如果要做出这样的效果，需要话很多的时间在物理计算和Core Animation上。现在，所有的一切都变得非常简单，只要简单的几行就可以实现真实世界的效果。比如，重力、碰撞等。

UI Dynamics中得类包括：

• UIGravityBehavior -给你的view添加重力效果。
• UICollisionBehavior -添加碰撞效果。
• UISnapBehavior -添加瞬间移位到某个位置，就好像这个物体是被橡皮经栓在那里的一样。
• UIAttachmentBehavior -添加两个物体间的或者一个物体和一个锚点之间的吸附关系的效果。
• UIPushBehavior -表明突然或者持续的被推动而改变位置的效果。

要实现一个或者一组动画，只有这些描述某一种物理规则的类是不够的。还需要一个容器，可以添加以上某种物理行为的view和某种物理行为以及这个物理行为的参考物体都放在这个容器中。这个容器就是UIDynamicAnimator，这个view就是UIDynamicItem。UIDynamicItem是可以抽象为有面积可以旋转的质点。物理行为都是继承自UIDynamicBehavior的。参考物体叫做ReferenceView。

先准备好容器UIDynamicAnimator，同时指定参照物referenceView：UIDynamicAnimator(referenceView: self.view)。初始化一个物理行为同时指定物理行为作用的view，这里以重力行为为例：UIGravityBehavior(items: [self.dynamicView])。这时我们说得要素在上面的步骤中就全部完成了，有了容器container和reference view，有了物理行为和具有这个物理行为的view。最后把该放的材料都放在容器中：animator.addBehavior(gravityBeahvior)。

重力和碰撞

首先准备一个view，@IBOutlet weak var dynamicView: UIView!。我用了storyboard，你不用的话就直接初始化一个。指定背景色为self.dynamicView.backgroundColor = UIColor.blueColor()，然后放在某个合适的位置，比如：self.dynamicView.frame = CGRectMake(60, 60, 80, 80)。

下面按照前述的方法顺序：

1.  Animator容器和参照物reference view：var animator = UIDynamicAnimator(referenceView: self.view)。
2.  物理行为和要添加这个无理行为的view：var gravityBeahvior = UIGravityBehavior(items: [self.dynamicView])
3.  把放到容器中：animator.addBehavior(gravityBeahvior)

运行代码，你就可以看到一个方块以重力加速度的方式下落。就像真实的物体重力加速度下落一样，这个蓝色的方框就这样掉落了。gravity behavior可以设定下落的角度和重力加速度的g值。

下面让这个蓝色的方框落地，落在self.view的边界内。落地就会发生碰撞，所以西面要介绍的就是collision behavior。

var collisionBehavior = UICollisionBehavior(items: [self.dynamicView])
collisionBehavior.translatesReferenceBoundsIntoBoundary = true
animator.addBehavior(collisionBehavior)

首先创建collision behavior和这个添加这个行为的view。然后第二句代码指定具有collision behavior的view活动的边界boundary。这里的边界就是在初始化animator容器的时候指定的reference view的边界。view接触到指定的这个边界的时候发生“碰撞”，开始执行碰撞动画。最后把collision behavior添加给animator容器。运行代码，你会发现这个蓝色方框终于落地了。落在了self.view的水平线上。

也可以通过方法：addBoundaryWithIdentifier(identitifer, fromPoint, toPoint)自行指定碰撞发生的边界。

collisionBehavior.addBoundaryWithIdentifier("boundary", fromPoint: CGPointMake(0, 300), toPoint: CGPointMake(UIScreen.mainScreen().bounds.width, 300))

蓝色的方框这样正正的掉落似乎不能体现重力和碰撞behavior的全部，在蓝色的方框初始化之后添加代码，让他斜古来。然后让我们指定的boundary也斜过来，看看会发生什么。

完整代码：

    override func viewDidLoad() {
        super.viewDidLoad()

        self.dynamicView.backgroundColor = UIColor.blueColor()

        self.dynamicView.transform = CGAffineTransformRotate(self.dynamicView.transform, 45)
        
        var animator = UIDynamicAnimator(referenceView: self.view)
        var gravityBeahvior = UIGravityBehavior(items: [self.dynamicView])
        animator.addBehavior(gravityBeahvior)
        
        var collisionBehavior = UICollisionBehavior(items: [self.dynamicView])
//        collisionBehavior.translatesReferenceBoundsIntoBoundary = true
        collisionBehavior.addBoundaryWithIdentifier("boundary", fromPoint: CGPointMake(0, 300), toPoint: CGPointMake(UIScreen.mainScreen().bounds.width, 300))
        animator.addBehavior(collisionBehavior)
        collisionBehavior.collisionDelegate = self
        self.animator = animator
    }

 

Snap

下面开始snap behavior。指定屏幕的某个地方为锚点展示这个snap效果。这个锚点就有tap手势来指定。tap手势会捕捉用户点击在屏幕的点的位置，就用这个用户点击的位置作为锚点。确定锚点之后，把蓝色框框snap到那个锚点上。给self.view添加tap gesture：

var tap = UITapGestureRecognizer(target: self, action: "tapAction:")
self.view.addGestureRecognizer(tap)

处理tap gesture的方法。

    func tapAction(tap: UITapGestureRecognizer){
        var archorPoint: CGPoint = tap.locationInView(self.view)

        if let snap = snapBehavior {
            self.animator.removeBehavior(snap)
        }
        
        self.snapBehavior = UISnapBehavior(item: self.dynamicView, snapToPoint: archorPoint)
        self.animator.addBehavior(self.snapBehavior)
    }

首先，在tap发生之后即换算出tap所在的点对于self.view的坐标系内的x值和y值是多少。这个点就是我们需要的snap发生的时候的锚点。判断snap behavior是否存在，如果存在在animator容器中删去。初始化一个新的snap behavior，指定好这个behavior作用的view和snap的锚点。给animator添加上这个behavior。

有一点需要注意。每次在tap手势发生的时候初始化一个新的snap behavior并删除旧的。一个snap behavior只有一个对应的锚点！如果一个snap behavior有多个锚点的时候，behavior就不知道先去执行哪一个，从而不会执行。你可以把if判断语句注释掉看看效果。

 

Attach

如前文所述，这个behavior是作用于两个物体或者一个物体与一个锚点的。下面就是用一个物体和一个锚点的方式讲述attach behavior。先设定锚点，然后给这个锚点设定attach的物体。最后让这个锚点可以在屏幕内任意拖动。同时，和这个锚点attach的物体跟着锚点运行。一步一步的来：

先在屏幕的正中间创建锚点，高度和之前是用的蓝框框一样：

self.anchorView = UIView(frame: CGRectMake(UIScreen.mainScreen().bounds.width / 2, 60, 20, 20))
self.anchorView.backgroundColor = UIColor.redColor()
self.view.addSubview(self.anchorView)

然后给蓝色框框和锚点(红色框框)添加attach behavior让他们关联起来。

self.attachBehavior = UIAttachmentBehavior(item: self.dynamicView, attachedToAnchor: self.anchorView.center)
self.animator.addBehavior(self.attachBehavior)

给蓝框框加个重力behavior，让代码运行起来的时候可以看到蓝框框绕着红框框做钟摆的运动。

var gravityBeahvior = UIGravityBehavior(items: [self.dynamicView])
animator.addBehavior(gravityBeahvior)

慢慢的，钟摆运动会因为阻力而逐步停止。

给锚点添加pan手势，用户可以把锚点移动到屏幕的任何一个地放。

var anchorPan = UIPanGestureRecognizer(target: self, action: "archPanAction:")
self.anchorView.addGestureRecognizer(anchorPan)

处理pan手势：

    func archPanAction(pan: UIPanGestureRecognizer){
        var currentPoint = pan.locationInView(self.view)
        self.anchorView.center = currentPoint
        self.attachBehavior!.anchorPoint = currentPoint
    }

这里其实给你蓝框框加了两个behavior，一个是attach（附着在锚点上），一个是重力。有重力，让蓝色框框可以在初始的时候乡下运动，并最后围绕着锚点做钟摆运动。拖动锚点之后，蓝框框也会跟着锚点动，并维持钟摆运动。在处理锚点(anchorView的center点）的pan手势的时候，不断的给anchorView的center赋值，同时不断更新attach behavior的锚点位置。这样就实现了拖动锚点的效果。为了清楚的表面锚点的位置，使用了anchorView。也就是锚点可以编程的时候指定，而anchor view完全可以不存在。

Push

推力：UIPushBehavior分为两种：一种是持续的推力，一种是瞬时推力。持续的推力会产生一个恒定的加速度，所以物体的速度会越来越快。瞬时推力只是一瞬间的推力，物体会由于摩擦力越来越慢。

下面来一个龟兔赛跑。设定两个框框，分别设定持续推力和顺势推力。看看哪个快。

        self.continuousPush = UIPushBehavior(items:[self.dynamicView], mode: UIPushBehaviorMode.Continuous)
        self.instantaneousPush = UIPushBehavior(items: [self.anchorView], mode: UIPushBehaviorMode.Instantaneous)
        self.continuousPush?.setAngle(CGFloat(M_PI_2), magnitude: 0.2)
        self.instantaneousPush?.setAngle(CGFloat(M_PI_2), magnitude: 0.2)
        self.animator.addBehavior(self.continuousPush)
        self.animator.addBehavior(self.instantaneousPush)

运行app。明显的由于蓝框框是持续的（continuous）的，所以更快。

要让push behavior运行起来，必须设定angle和magnitude两个属性值。angle是设定力的方向的，magnitude是用来计算加速度的。对于continuous的push behavior来说，magnitude为1.0的力作用于一个100point * 100point的view上，并且这个view的密度为1.0时，在力的方向上产生的加速度是100 points / second²。这个值也就是UIKit牛顿。

设置Dynamic Behavior

UIKit给的默认值已经够用了。但是如果你想更多的控制这些Dyanmaic Behavior的值得话可以使用dynamic behavior设置。使用dynamic behavior设定的主要是一些在物理条件下的物体本身的属性，如密度、摩擦力等。具体的属性如下：

• friction -两个物体之间的线性滑动摩擦力。浮点值，范围0~1。
• elasticity -两个物体之间发生碰撞后的弹性。浮点值，范围0~1。
• density -物体的密度。这个主要影响在惯性上。也就是力改变这个物体运动的难易程度。浮点值，范围0~1。
• allowsRotation -是否允许物体旋转。
• resistance -物体运动的阻力。浮点值，范围0~CGFLOAT_MAX。
• angularResistance -旋转运动的时候物体的阻力。

设置一个看看效果如何。就用gravity和collision behavior来试试。

        var itemBehavior = UIDynamicItemBehavior(items: [self.dynamicView])
        itemBehavior.elasticity = 0.7
        self.animator.addBehavior(itemBehavior)

运行app。这个时候从屏幕上方掉落的蓝框框会弹起来更好，而且还有弹上落下的几个来回。

 来点真的

集以上所讲，来做一个app里能用到的东西。实现一个调皮的alert view。效果是这样的：在点击弹出alert view的时候屏幕出现一个黑色的半透明遮罩，然后alert view 从顶端自由落体落下，到正中的时候挺住。用户点击了ok按钮以后自由落体下落。从屏幕消失。

把整个的过程分解以后就知道都需要些什么动画，这些动画都需要在什么时候起作用了。抛开最基本的UIView动画不谈。单说与上述相关的作用在alert view的动画。首先自由落体也就是gravity behavior，然后再中间停住也就是需要snap behavior，最后ok按钮按下的时候alert view自由落体落下。

来看代码。准备工作：

    override func viewDidLoad() {
        super.viewDidLoad()

        self.overlay = UIView(frame: self.view.bounds)
        overlay.backgroundColor = UIColor.blackColor()
        overlay.alpha = 0
        
        self.animator = UIDynamicAnimator(referenceView: self.view)
        
        var pan = UIPanGestureRecognizer(target: self, action: "panAction:")
        self.view.addGestureRecognizer(pan)
    }

    func createAlertView(){
        var x = UIScreen.mainScreen().bounds.width - 200
        self.alertView = UIView(frame: CGRectMake(x / 2.0, 0, 200, 150))
        alertView.backgroundColor = UIColor.whiteColor()
        var okButton = UIButton(frame: CGRectMake(0, 0, 200, 30))
        okButton.addTarget(self, action: "okAction:", forControlEvents: UIControlEvents.TouchUpInside)
        okButton.setTitle("OK", forState: UIControlState.Normal)
        okButton.setTitleColor(UIColor.blueColor(), forState: UIControlState.Normal)
        alertView.addSubview(okButton)
    }

在alert view出现的时候：

    @IBAction func showAlertAction(sender: UIButton){
        self.view.addSubview(self.overlay)
        
        self.createAlertView()
        self.view.addSubview(self.alertView)
        
        self.animator.removeAllBehaviors()
        
        var gravity = UIGravityBehavior(items: [self.alertView])
        self.animator.addBehavior(gravity)
        
        var snap = UISnapBehavior(item: self.alertView,
            snapToPoint: CGPointMake(UIScreen.mainScreen().bounds.width / 2, UIScreen.mainScreen().bounds.height / 2))
        self.animator.addBehavior(snap)
        
        UIView.animateWithDuration(0.5, animations: {
            self.overlay.alpha = 0.6
        })
    }

alert view消失的时候：

    func okAction(sender: UIButton?){
        self.animator.removeAllBehaviors()
        
        var gravity = UIGravityBehavior(items: [self.alertView])
        gravity.gravityDirection = CGVectorMake(0.0, 10.0)
        self.animator.addBehavior(gravity)
        
        var itemBehavior = UIDynamicItemBehavior(items: [self.alertView])
        itemBehavior.addAngularVelocity(CGFloat(-M_PI_2), forItem: self.alertView)
        self.animator.addBehavior(itemBehavior)
        
        UIView.animateWithDuration(0.5, animations: {
                self.overlay.alpha = 0.0
        },
        completion: {finished in
            if !finished {
                return
            }
            self.overlay.removeFromSuperview()
            self.alertView.removeFromSuperview()
            self.alertView = nil
        })
    }

看到viewDidLoad里最后的这句UIPanGestureRecognizer了么？这个是为了给alert view增加调皮的部分的。用户可以拖动alert view的时候，拖往哪一边alert view就往哪一边倾斜并执行attachment behavior跟随用户的拖动。当用户松开的时候执行snap behavior弹回到中心的位置。

    func panAction(sender: UIPanGestureRecognizer){
        if self.alertView == nil {
            return
        }
        
        let locationInView = sender.locationInView(self.view)
        let locationInAlertView = sender.locationInView(self.alertView)
        
        if sender.state == UIGestureRecognizerState.Began {
            self.animator.removeAllBehaviors()
            
            let offset = UIOffsetMake(locationInAlertView.x - CGRectGetMidX(self.alertView.bounds)
                , locationInAlertView.y - CGRectGetMidY(self.alertView.bounds))
            self.attachmentBehavior = UIAttachmentBehavior(item: self.alertView, offsetFromCenter: offset, attachedToAnchor: locationInView)
            self.animator.addBehavior(attachmentBehavior)
            
        }
        else if sender.state == UIGestureRecognizerState.Changed{
            self.attachmentBehavior.anchorPoint = locationInView
        }
        else if sender.state == UIGestureRecognizerState.Ended{
            self.animator.removeAllBehaviors()
            
            self.snapBehavior = UISnapBehavior(item: self.alertView, snapToPoint: self.view.center)
            self.animator.addBehavior(self.snapBehavior)
            
            if sender.translationInView(self.view).y > 100 {
                okAction(nil)
            }
        }
    }

 

就本身UIKit Dynamic动画的组合就可以实现非常丰富的动画效果了。如果再结合本身已有的core animation，动画的变化就更加丰富。不要再等了，动手实践一下吧！