iOS Core Animation:Advanced Techniques(iOS核心动画高级技巧)-上篇
iOS Core Animation:Advanced Techniques(iOS核心动画高级技巧)-中篇
iOS Core Animation:Advanced Techniques(iOS核心动画高级技巧)-下篇
目录
- 图层树
1.1 图层与视图
1.2 图层的能力 - 寄宿图
2.1 contents属性
2.2 Custom Drawing - 图层几何学
3.1 布局
3.2 锚点
3.3 坐标系
6.4 Hit Testing
6.5 自动布局 - 视觉效果
4.1 圆角
4.2 图层边框
4.3 阴影
4.4 图层蒙板
4.5 拉伸过滤
4.6 组透明 - 变换
5.1 仿射变换
5.2 3D变换
5.3 固体对象
第一章：图层树
前言：
Core Animation其实是一个令人误解的命名。你可能认为它只是用来做动画的，但实际上它是从一个叫做Layer Kit这么一个不怎么和动画有关的名字演变而来，所以做动画这只是Core Animation特性的冰山一角。
Core Animation的职责就是尽可能快地组合屏幕上不同的可视内容，这个内容是被分解成独立的图层，存储在一个叫做图层树的体系之中（图层的树状结构）。于是这个树形成了UIKit以及在iOS应用程序当中你所能在屏幕上看见的一切的基础。
下面将从图层树开始，涉及一下Core Animation的静态组合以及布局特性。
第1篇：图层与视图
UIView：
在iOS当中，所有的视图都从一个叫做UIVIew的基类派生而来，UIView可以处理触摸事件，可以支持基于Core Graphics绘图，可以做仿射变换（例如旋转或者缩放），或者简单的类似于滑动或者渐变的动画。
CALayer ：
也是一些被层级关系树管理的矩形块，同样也可以包含一些内容（像图片，文本或者背景色），管理子图层的位置。它们有一些方法和属性用来做动画和变换。和UIView最大的不同是CALayer不处理用户的交互。它并不能够响应事件，即使它提供了一些方法来判断是否一个触点在图层的范围之内。一个视图只有一个相关联的图层（自动创建），同时它也可以支持添加无数多个子图层
平行的层级关系：
每一个UIview都有一个CALayer实例的图层属性，也就是所谓的backing layer，视图的职责就是创建并管理这个图层。实际上这些背后关联的图层才是真正用来在屏幕上显示和做动画，UIView仅仅是对它的一个封装，提供了一些iOS类似于处理触摸的具体功能，以及Core Animation底层方法的高级接口。为什么iOS要基于UIView和CALayer提供两个平行的层级关系呢？为什么不用一个简单的层级来处理所有事情呢？原因在于要做职责分离，这样也能避免很多重复代码。实际上，这里并不是两个层级关系，而是四个，每一个都扮演不同的角色，除了视图层级和图层树之外，还存在呈现树和渲染树
第2篇：图层的能力
如果说CALayer是UIView内部实现细节，那我们为什么要全面地了解它呢？如果你略微想在底层做一些改变，或者使用一些苹果没有在UIView上实现的接口功能，这时除了介入Core Animation底层之外别无选择。比如以下：
- 阴影，圆角，带颜色的边框
- 3D变换
- 非矩形范围
- 透明遮罩
- 多级非线性动画
当满足以下条件的时候，你可能更需要使用CALayer而不是UIView:
- 开发同时可以在Mac OS上运行的跨平台应用
- 使用多种CALayer的子类（见第六章，“特殊的图层“），并且不想创建额外的UIView去包封装它们所有
- 做一些对性能特别挑剔的工作，比如对UIView一些可忽略不计的操作都会引起显著的不同（尽管如此，你可能会直接想使用OpenGL绘图）
总结：
这一章阐述了图层的树状结构，说明了如何在iOS中由UIView的层级关系形成的一种平行的CALayer层级关系，在后面的实验中，我们创建了自己的CALayer，并把它添加到图层树中。
在第二章，“图层关联的图片”，我们将要研究一下CALayer关联的图片，以及Core Animation提供的操作显示的一些特性。
第二章：寄宿图
前言：
我们在第一章『图层树』中介绍了CALayer类并创建了一个简单的有蓝色背景的图层。背景颜色还好啦，但是如果它仅仅是展现了一个单调的颜色未免也太无聊了。事实上CALayer类能够包含一张你喜欢的图片，这一章节我们将来探索CALayer的寄宿图（即图层中包含的图）。
第1篇：contents属性
CALayer 有一个属性叫做contents，这个属性的类型被定义为id，意味着它可以是任何类型的对象，但是，在实践中，如果你给contents赋的不是CGImage，那么你得到的图层将是空白的。如果你试图在iOS平台上将UIImage的值赋给它，只能得到一个空白的图层。你真正要赋值的类型应该是CGImageRef，它是一个指向CGImage结构的指针。UIImage有一个CGImage属性，它返回一个"CGImageRef",如果你想把这个值直接赋值给CALayer的contents，那你将会得到一个编译错误。因为CGImageRef并不是一个真正的Cocoa对象，而是一个Core Foundation类型。
尽管Core Foundation类型跟Cocoa对象在运行时貌似很像（被称作toll-free bridging），他们并不是类型兼容的，不过你可以通过bridged关键字转换。如果要给图层的寄宿图赋值，你可以按照以下这个方法：
layer.contents = (__bridge id)image.CGImage; //如果你没有使用ARC（自动引用计数），你就不需要__bridge这部分。但是，你干嘛不用ARC？！
contentGravity(图片拉伸属性)：
在使用UIImageView的时候遇到过图片拉伸的问题，解决方法就是把contentMode属性设置成更合适的值，像这样：
view.contentMode = UIViewContentModeScaleAspectFit;
UIView大多数视觉相关的属性比如contentMode，对这些属性的操作其实是对对应图层的操作。CALayer与contentMode对应的属性叫做contentsGravity
和cotentMode一样，contentsGravity的目的是为了决定内容在图层的边界中怎么对齐，我们将使用kCAGravityResizeAspect，它的效果等同于UIViewContentModeScaleAspectFit
self.layerView.layer.contentsGravity = kCAGravityResizeAspect;
contentsScale：
contentsScale属性定义了寄宿图的像素尺寸和视图大小的比例，默认情况下它是一个值为1.0的浮点数。
contentsScale属性其实属于支持高分辨率（又称Hi-DPI或Retina）屏幕机制的一部分。
如果contentsScale设置为1.0，将会以每个点1个像素绘制图片，如果设置为2.0，则会以每个点2个像素绘制图片，这就是我们熟知的Retina屏幕。
和UIImage不同，CGImage没有拉伸的概念。当我们使用UIImage类去读取我们的雪人图片的时候，他读取了高质量的Retina版本的图片。但是当我们用CGImage来设置我们的图层的内容时，拉伸这个因素在转换的时候就丢失了。不过我们可以通过手动设置contentsScale来修复这个问题
当用代码的方式来处理寄宿图的时候，一定要记住要手动的设置图层的contentsScale属性，否则，你的图片在Retina设备上就显示得不正确啦。代码如下：
layer.contentsScale = [UIScreen mainScreen].scale;
maskToBounds：
当图片超出了视图的边界。默认情况下，UIView仍然会绘制超过边界的内容或是子视图，在CALayer下也是这样的。
UIView有一个叫做clipsToBounds的属性可以用来决定是否显示超出边界的内容，CALayer对应的属性叫做masksToBounds
contentsRect：
默认的contentsRect是{0, 0, 1, 1}，这意味着整个寄宿图默认都是可见的，如果我们指定一个小一点的矩形，图片就会被裁剪（如图）
contentsRect在app中最有趣的地方在于一个叫做image sprites（图片拼合）的用法：图片拼合后可以打包整合到一张大图上一次性载入，载入我们的大图，然后把它赋值给四个独立的图层的contents，然后设置每个图层的contentsRect来去掉我们不想显示的部分
iOS使用了以下的坐标系统：
- 点 —— 在iOS和Mac OS中最常见的坐标体系。点就像是虚拟的像素，也被称作逻辑像素。在标准设备上，一个点就是一个像素，但是在Retina设备上，一个点等于2*2个像素。iOS用点作为屏幕的坐标测算体系就是为了在Retina设备和普通设备上能有一致的视觉效果。
- 像素 —— 物理像素坐标并不会用来屏幕布局，但是仍然与图片有相对关系。UIImage是一个屏幕分辨率解决方案，所以指定点来度量大小。但是一些底层的图片表示如CGImage就会使用像素，所以你要清楚在Retina设备和普通设备上，他们表现出来了不同的大小。
- 单位 —— 对于与图片大小或是图层边界相关的显示，单位坐标是一个方便的度量方式， 当大小改变的时候，也不需要再次调整。单位坐标在OpenGL这种纹理坐标系统中用得很多，Core Animation中也用到了单位坐标。
contentsCenter：
contentsCenter其实是一个CGRect，它定义了一个固定的边框和一个在图层上可拉伸的区域，默认情况下，contentsCenter是{0, 0, 1, 1}，这意味着我们可以随意重设尺寸，边框仍然会是连续的。他工作起来的效果和UIImage里的-resizableImageWithCapInsets: 方法效果非常类似，只是它可以运用到任何寄宿图，甚至包括在Core Graphics运行时绘制的图形
第2篇：Custom Drawing（待添加）
给contents赋CGImage的值不是唯一的设置寄宿图的方法。我们也可以直接用Core Graphics直接绘制寄宿图。能够通过继承UIView并实现-drawRect:方法来自定义绘制。
总结：
本章介绍了寄宿图和一些相关的属性。你学到了如何显示和放置图片， 使用拼合技术来显示， 以及用CALayerDelegate和Core Graphics来绘制图层内容。
在第三章，"图层几何学"中，我们将会探讨一下图层的几何，观察他们是如何放置和改变相互的尺寸的。
第三章：图层几何学
前言
在第二章里面，我们介绍了图层背后的图片，和一些控制图层坐标和旋转的属性。在这一章中，我们将要看一看图层内部是如何根据父图层和兄弟图层来控制位置和尺寸的。另外我们也会涉及如何管理图层的几何结构，以及它是如何被自动调整和自动布局影响的。
第1篇：布局
UIView有三个比较重要的布局属性：frame，bounds和center，CALayer对应地叫做frame，bounds和position。为了能清楚区分，图层用了“position”，视图用了“center”，但是他们都代表同样的值。
frame代表了图层的外部坐标（也就是在父图层上占据的空间），bounds是内部坐标（{0, 0}通常是图层的左上角），center和position都代表了相对于父图层anchorPoint所在的位置。anchorPoint的属性将会在后续介绍到，现在把它想成图层的中心点就好了。
视图的frame，bounds和center属性仅仅是存取方法，当操纵视图的frame，实际上是在改变位于视图下方CALayer的frame，不能够独立于图层之外改变视图的frame。
对于视图或者图层来说，frame并不是一个非常清晰的属性，它其实是一个虚拟属性，是根据bounds，position和transform计算而来，所以当其中任何一个值发生改变，frame都会变化。相反，改变frame的值同样会影响到他们当中的值
记住当对图层做变换的时候，比如旋转或者缩放，frame实际上代表了覆盖在图层旋转之后的整个轴对齐的矩形区域，也就是说frame的宽高可能和bounds的宽高不再一致了
第2篇：锚点
图层的anchorPoint通过position来控制它的frame的位置。
默认来说，anchorPoint位于图层的中点，所以图层的将会以这个点为中心放置。anchorPoint属性并没有被UIView接口暴露出来，这也是视图的position属性被叫做“center”的原因。但是图层的anchorPoint可以被移动，比如你可以把它置于图层frame的左上角，于是图层的内容将会向右下角的position方向移动（下图），而不是居中了。
和第二章提到的contentsRect和contentsCenter属性类似，anchorPoint用单位坐标来描述，也就是图层的相对坐标，图层左上角是{0, 0}，右下角是{1, 1}，因此默认坐标是{0.5, 0.5}。anchorPoint可以通过指定x和y值小于0或者大于1，使它放置在图层范围之外。
注意在图中，当改变了anchorPoint，position属性保持固定的值并没有发生改变，但是frame却移动了。
在什么场合需要改变anchorPoint呢？在围绕着中心旋转，这并不是我们期待的一个支点。
第3篇：坐标系
通常可以通过移动根图层来将它的子图层作为一个整体来移动，但是有时候你需要知道一个图层的绝对位置，或者是相对于另一个图层的位置，而不是它当前父图层的位置。
CALayer给不同坐标系之间的图层转换提供了一些工具类方法：
- (CGPoint)convertPoint:(CGPoint)point fromLayer:(CALayer *)layer;
- (CGPoint)convertPoint:(CGPoint)point toLayer:(CALayer *)layer;
- (CGRect)convertRect:(CGRect)rect fromLayer:(CALayer *)layer;
- (CGRect)convertRect:(CGRect)rect toLayer:(CALayer *)layer;
这些方法可以把定义在一个图层坐标系下的点或者矩形转换成另一个图层坐标系下的点或者矩形.
第4篇：翻转的几何结构：
在iOS上，一个图层的position位于父图层的左上角，但是在Mac OS上，通常是位于左下角。Core Animation可以通过geometryFlipped属性来适配这两种情况，它决定了一个图层的坐标是否相对于父图层垂直翻转，是一个BOOL类型。在iOS上通过设置它为YES意味着它的子图层将会被垂直翻转，也就是将会沿着底部排版而不是通常的顶部（它的所有子图层也同理，除非把它们的geometryFlipped属性也设为YES）。
第5篇：Z坐标轴：
和UIView严格的二维坐标系不同，CALayer存在于一个三维空间当中。除了我们已经讨论过的position和anchorPoint属性之外，CALayer还有另外两个属性，zPosition和anchorPointZ，二者都是在Z轴上描述图层位置的浮点类型。
zPosition属性在大多数情况下其实并不常用。最常用的功能：
- 做变换，在三维空间移动和旋转图层（CATransform3D）
- 改变图层的显示顺序：通常，图层是根据它们子图层的sublayers出现的顺序来类绘制的，但是通过增加图层的zPosition，就可以把图层向相机方向（这里所谓的“相机”实际上是相对于用户是视角，这里和iPhone背后的内置相机没任何关系）前置，于是它就在所有其他图层的前面了。
self.greenView.layer.zPosition = 1.0f;
一般给zPosition提高一个像素就可以让绿色视图前置，当然0.1或者0.0001也能够做到，但是最好不要这样，因为浮点类型四舍五入的计算可能会造成一些不便的麻烦。
第6篇：Hit Testing：
CALayer并不关心任何响应链事件，所以不能直接处理触摸事件或者手势。但是它有一系列的方法帮你处理事件：-containsPoint:和-hitTest:。
-containsPoint:接受一个在本图层坐标系下的CGPoint，如果这个点在图层frame范围内就返回YES。
-hitTest:方法同样接受一个CGPoint类型参数，返回的却不是BOOL类型，而是返回图层本身，或者包含这个坐标点的叶子节点图层。这意味着不再需要像使用-containsPoint:那样，人工地在每个子图层变换或者测试点击的坐标。如果这个点在最外面图层的范围之外，则返回nil。
注意当调用图层的-hitTest:方法时，测算的顺序严格依赖于图层树当中的图层顺序（和UIView处理事件类似）。之前提到的zPosition属性可以明显改变屏幕上图层的顺序，但不能改变事件传递的顺序。这意味着如果改变了图层的z轴顺序，你会发现将不能够检测到最前方的视图点击事件，这是因为被另一个图层遮盖住了，虽然它的zPosition值较小，但是在图层树中的顺序靠前。我们将在第五章详细讨论这个问题。
使用hitTest判断被点击的图层
- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
//get touch position
CGPoint point = [[touches anyObject] locationInView:self.view];
//get touched layer
CALayer *layer = [self.layerView.layer hitTest:point];
//get layer using hitTest
if (layer == self.blueLayer) {
[[[UIAlertView alloc] initWithTitle:@"Inside Blue Layer"
message:nil
delegate:nil
cancelButtonTitle:@"OK"
otherButtonTitles:nil] show];
} else if (layer == self.layerView.layer) {
[[[UIAlertView alloc] initWithTitle:@"Inside White Layer"
message:nil
delegate:nil
cancelButtonTitle:@"OK"
otherButtonTitles:nil] show];
}
}
第7篇：自动布局
UIViewAutoresizingMask类型的一些常量，应用于当父视图改变尺寸的时候，相应UIView的frame也跟着更新的场景（通常用于横竖屏切换）。
在iOS6中，苹果介绍了自动排版机制，它和自动调整不同，并且更加复杂。
当使用视图的时候，可以充分利用UIView类接口暴露出来的UIViewAutoresizingMask和NSLayoutConstraintAPI，但如果想随意控制CALayer的布局，就需要手工操作。最简单的方法就是使用CALayerDelegate如下函数：
- (void)layoutSublayersOfLayer:(CALayer *)layer;
当图层的bounds发生改变，或者图层的-setNeedsLayout方法被调用的时候，这个函数将会被执行。这使得你可以手动地重新摆放或者重新调整子图层的大小，但是不能像UIView的autoresizingMask和constraints属性做到自适应屏幕旋转。
这也是为什么最好使用视图而不是单独的图层来构建应用程序的另一个重要原因之一。(第一个原因是不能处理事件)
总结:
本章涉及了CALayer的集合结构，包括它的frame，position和bounds，介绍了三维空间内图层的概念，以及如何在独立的图层内响应事件，最后简单说明了在iOS平台，Core Animation对自动调整和自动布局支持的缺乏。
在第四章“视觉效果”当中，我们接着介绍一些图层外表的特性。
第四章：视觉效果
前言
我们在第三章『图层几何学』中讨论了图层的frame，第二章『寄宿图』则讨论了图层的寄宿图。但是图层不仅仅可以是图片或是颜色的容器；还有一系列内建的特性使得创造美丽优雅的令人深刻的界面元素成为可能。在这一章，我们将会探索一些能够通过使用CALayer属性实现的视觉效果。
第1篇：圆角
CALayer有一个叫做conrnerRadius的属性控制着图层角的曲率。它是一个浮点数，默认为0（为0的时候就是直角），但是你可以把它设置成任意值。默认情况下，这个曲率值只影响背景颜色而不影响背景图片或是子图层。不过，如果把masksToBounds设置成YES的话，图层里面的所有东西都会被截取。
如果想创建有些圆角有些直角的图层或视图时，你可能需要一些不同的方法。比如使用一个图层蒙板（本章稍后会讲到）或者是CAShapeLayer。
第2篇：图层边框
CALayer另外两个非常有用属性就是borderWidth和borderColor。二者共同定义了图层边的绘制样式。这条线（也被称作stroke）沿着图层的bounds绘制，同时也包含图层的角。
边框是绘制在图层边界里面的，而且在所有子内容之前，也在子图层之前。
边框并不会把寄宿图或子图层的形状计算进来，如果图层的子图层超过了边界，或者是寄宿图在透明区域有一个透明蒙板，边框仍然会沿着图层的边界绘制出来。
第3篇：阴影
要改动阴影的表现，你可以使用CALayer的另外三个属性：shadowColor，shadowOffset和shadowRadius。
shadowColor属性控制着阴影的颜色
shadowOffset属性控制着阴影的方向和距离。它是一个CGSize的值，宽度控制这阴影横向的位移，高度控制着纵向的位移。shadowOffset的默认值是 {0, -3}，意即阴影相对于Y轴有3个点的向上位移。
shadowOpacity是一个必须在0.0（不可见）和1.0（完全不透明）之间的浮点数。
shadowRadius属性控制着阴影的模糊度，当它的值是0的时候，阴影就和视图一样有一个非常确定的边界线。当值越来越大的时候，边界线看上去就会越来越模糊和自然。苹果自家的应用设计更偏向于自然的阴影，所以一个非零值再合适不过了。
阴影裁剪
和图层边框不同，图层的阴影继承自内容的外形，而不是根据边界和角半径来确定。阴影通常就是在Layer的边界之外，如果你开启了masksToBounds属性，所有从图层中突出来的内容都会被才剪掉。如果你想沿着内容裁切，你需要用到两个图层：一个只画阴影的空的外图层，和一个用masksToBounds裁剪内容的内图层。
第4篇：shadowPath属性
如果你事先知道你的阴影形状会是什么样子的，你可以通过指定一个shadowPath来提高性能。shadowPath是一个CGPathRef类型（一个指向CGPath的指针）。CGPath是一个Core Graphics对象，用来指定任意的一个矢量图形。我们可以通过这个属性单独于图层形状之外指定阴影的形状。
如果是一个矩形或者是圆，用CGPath会相当简单明了。但是如果是更加复杂一点的图形，UIBezierPath类会更合适，它是一个由UIKit提供的在CGPath基础上的Objective-C包装类。
第5篇：图层蒙板
通过masksToBounds属性，我们可以沿边界裁剪图形；通过cornerRadius属性，我们还可以设定一个圆角。但是有时候你希望展现的内容不是在一个矩形或圆角矩形。比如，你想展示一个有星形框架的图片
CALayer有一个属性叫做mask可以解决这个问题。这个属性本身就是个CALayer类型，有和其他图层一样的绘制和布局属性。它类似于一个子图层，相对于父图层（即拥有该属性的图层）布局，但是它却不是一个普通的子图层。不同于那些绘制在父图层中的子图层，mask图层定义了父图层的部分可见区域。
mask图层的Color属性是无关紧要的，真正重要的是图层的轮廓。mask属性就像是一个饼干切割机，mask图层实心的部分会被保留下来，其他的则会被抛弃
如果mask图层比父图层要小，只有在mask图层里面的内容才是它关心的，除此以外的一切都会被隐藏起来。
CALayer蒙板图层真正厉害的地方在于蒙板图不局限于静态图。任何有图层构成的都可以作为mask属性，这意味着你的蒙板可以通过代码甚至是动画实时生成。
第6篇：拉伸过滤
当我们视图显示一个图片的时候，都应该正确地显示这个图片（意即：以正确的比例和正确的1：1像素显示在屏幕上）。原因如下：
- 能够显示最好的画质，像素既没有被压缩也没有被拉伸。
- 能更好的使用内存，因为这就是所有你要存储的东西。
- 最好的性能表现，CPU不需要为此额外的计算。
不过有时候，显示一个非真实大小的图片确实是我们需要的效果。当图片需要显示不同的大小的时候，有一种叫做拉伸过滤的算法就起到作用了(minificationFilter和magnificationFilter属性)。它作用于原图的像素上并根据需要生成新的像素显示在屏幕上。
事实上，重绘图片大小也没有一个统一的通用算法。这取决于需要拉伸的内容，放大或是缩小的需求等这些因素。CALayer为此提供了三种拉伸过滤方法，他们是： - kCAFilterLinear
- kCAFilterNearest
- kCAFilterTrilinear
view.layer.magnificationFilter = kCAFilterNearest;
第7篇：组透明
UIView有一个叫做alpha的属性来确定视图的透明度。CALayer有一个等同的属性叫做opacity，这两个属性都是影响子层级的。也就是说，如果你给一个图层设置了opacity属性，那它的子图层都会受此影响。
如果让一个含有多个子view的视图呈现50%透明状态？比如创建一个内嵌了UILabel的自定义UIButton，怎么做？
第一种方案：让button和label的alpha 等于50%，但是显示效果都糟透了，为什么呢？
这是由透明度的混合叠加造成的，当你显示一个50%透明度的图层时，图层的每个像素都会一般显示自己的颜色，另一半显示图层下面的颜色。这是正常的透明度的表现。但是如果图层包含一个同样显示50%透明的子图层时，你所看到的视图，50%来自子视图，25%来了图层本身的颜色，另外的25%则来自背景色。虽然他们都是50%的可见度，但是合起来的可见度是75%，所以标签所在的区域看上去就没有周围的部分那么透明。所以看上去子视图就高亮了，使得这个显示效果都糟透了。
理想状况下，当你设置了一个图层的透明度，你希望它包含的整个图层树像一个整体一样的透明效果
另一种方案：你可以设置CALayer的一个叫做shouldRasterize属性来实现组透明的效果，如果它被设置为YES，在应用透明度之前，图层及其子图层都会被整合成一个整体的图片，这样就没有透明度混合的问题了
为了启用shouldRasterize属性，我们设置了图层的rasterizationScale属性。默认情况下，所有图层拉伸都是1.0， 所以如果你使用了shouldRasterize属性，你就要确保你设置了rasterizationScale属性去匹配屏幕，以防止出现Retina屏幕像素化的问题。注意：当shouldRasterize和UIViewGroupOpacity一起的时候，性能问题就出现了
button2.layer.shouldRasterize = YES;
button2.layer.rasterizationScale = [UIScreen mainScreen].scale;
总结
这一章介绍了一些可以通过代码应用到图层上的视觉效果，比如圆角，阴影和蒙板。我们也了解了拉伸过滤器和组透明。
在第五章，『变换』中，我们将会研究图层变化和3D转换
第五章：变换
前言
在第四章“可视效果”中，我们研究了一些增强图层和它的内容显示效果的一些技术，在这一章中，我们将要研究可以用来对图层旋转，摆放或者扭曲的CGAffineTransform，以及可以将扁平物体转换成三维空间对象的CATransform3D（而不是仅仅对圆角矩形添加下沉阴影）。
第1篇：仿射变换
UIView的transform属性是一个CGAffineTransform类型，用于在二维空间做旋转，缩放和平移。CGAffineTransform是一个可以和二维空间向量（例如CGPoint）做乘法的3X2的矩阵。
当对图层应用变换矩阵，图层矩形内的每一个点都被相应地做变换，从而形成一个新的四边形的形状。
CGAffineTransform中的“仿射”的意思是无论变换矩阵用什么值，图层中平行的两条线在变换之后任然保持平行，CGAffineTransform可以做出任意符合上述标注的变换
创建一个CGAffineTransform：
Core Graphics提供了一系列的函数来进行变换
UIView可以通过设置transform属性做变换，但实际上它只是封装了内部图层的变换。
CALayer同样也有一个transform属性，但它的类型是CATransform3D，而不是CGAffineTransform，本章后续将会详细解释。CALayer对应于UIView的transform属性叫做affineTransform。
iOS的变换函数使用弧度而不是角度作为单位。弧度用数学常量pi的倍数表示，一个pi代表180度，所以四分之一的pi就是45度。
C的数学函数库（iOS会自动引入）提供了pi的一些简便的换算，M_PI_4于是就是pi的四分之一，如果对换算不太清楚的话，可以用如下的宏做换算：
#define RADIANS_TO_DEGREES(x) ((x)/M_PI*180.0)
混合变换：
Core Graphics提供了一系列的函数可以在一个变换的基础上做更深层次的变换，如果做一个既要缩放又要旋转的变换，这就会非常有用了
当操纵一个变换的时候，初始生成一个什么都不做的变换很重要--也就是创建一个CGAffineTransform类型的空值，矩阵论中称作单位矩阵，Core Graphics同样也提供了一个方便的常量：
CGAffineTransformIdentity
最后，如果需要混合两个已经存在的变换矩阵，就可以使用如下方法，在两个变换的基础上创建一个新的变换：
CGAffineTransformConcat(CGAffineTransform t1, CGAffineTransform t2);
我们来用这些函数组合一个更加复杂的变换，先缩小50%，再旋转30度，最后向右移动200个像素。图5.4显示了图层变换最后的结果。
使用若干方法创建一个复合变换
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad]; //create a new transform
CGAffineTransform transform = CGAffineTransformIdentity; //scale by 50%
transform = CGAffineTransformScale(transform, 0.5, 0.5); //rotate by 30 degrees
transform = CGAffineTransformRotate(transform, M_PI / 180.0 * 30.0); //translate by 200 points
transform = CGAffineTransformTranslate(transform, 200, 0);
//apply transform to layer
self.layerView.layer.affineTransform = transform;
}
第2篇：3D变换
CG的前缀告诉我们，CGAffineTransform类型属于Core Graphics框架，Core Graphics实际上是一个严格意义上的2D绘图API，并且CGAffineTransform仅仅对2D变换有效。
在第三章中，我们提到了zPosition属性，可以用来让图层靠近或者远离相机（用户视角），transform属性（CATransform3D类型）可以真正做到这点，即让图层在3D空间内移动或者旋转。
你应该对X轴和Y轴比较熟悉了，分别以右和下为正方向（回忆第三章，这是iOS上的标准结构，在Mac OS，Y轴朝上为正方向），Z轴和这两个轴分别垂直，指向视角外为正方向。
绕Z轴的旋转等同于之前二维空间的仿射旋转，但是绕X轴和Y轴的旋转就突破了屏幕的二维空间，并且在用户视角看来发生了倾斜。
透视投影：
CATransform3D的透视效果通过一个矩阵中一个很简单的元素来控制：m34。m34（图5.9）用于按比例缩放X和Y的值来计算到底要离视角多远。
m34的默认值是0，我们可以通过设置m34为-1.0 / d来应用透视效果，d代表了想象中视角相机和屏幕之间的距离，以像素为单位，那应该如何计算这个距离呢？实际上并不需要，大概估算一个就好了。
通常500-1000就已经很好了，但对于特定的图层有时候更小后者更大的值会看起来更舒服
//create a new transform
CATransform3D transform = CATransform3DIdentity;
//apply perspective
transform.m34 = - 1.0 / 500.0;
//rotate by 45 degrees along the Y axis
transform = CATransform3DRotate(transform, M_PI_4, 0, 1, 0);//应用透视效果之后再次对图层做旋转
//apply to layer
self.layerView.layer.transform = transform;
灭点(待补充)：
总结：
这一章涉及了一些2D和3D的变换。你学习了一些矩阵计算的基础，以及如何用Core Animation创建3D场景。你看到了图层背后到底是如何呈现的，并且知道了不能把扁平的图片做成真实的立体效果，最后我们用demo说明了触摸事件的处理，视图中图层添加的层级顺序会比屏幕上显示的顺序更有意义。
第六章我们会研究一些Core Animation提供不同功能的具体的CALayer子类。