1 Core Animation介绍

CoreAnimation翻译过来就是核心动画,一组非常强大的API，用来做动画的，非常的简单但是效果非常绚丽。

CoreAnimation是跨平台的，既可以支持IOS，也支持MAC OS
CoreAnimation执行动画是在后台，不会阻塞主线程
CoreAnimation作用在CALayer，不是UIView
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
通过调用CALayer的removeAnimationForKey:方法可以停止CALayer中的动画

2 CoreAnimation及其相关属性

CoreAnimation类的继承关系图如下，其中CAMediaTiming是一个协议(protocol)

CoreAnimation类的继承关系图

注意：

CAAnimation是所有动画类的父类，但是它不能直接使用，应该使用它的子类
CAPropertyAnimation也是不能直接使用的，也要使用它的子类

能用的动画类只剩下4个：CABasicAnimation、CAKeyframeAnimation、CATransition、CAAnimationGroup

2.1 常用属性

removedOnCompletion：默认为true，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false。

2.timingFunction：控制动画运行的节奏。

/** timingFunction可选的值 **/
@available(iOS 2.0, *)
public let kCAMediaTimingFunctionLinear: String
//1.(匀速): 在整个动画时间内动画都是以一个相同的速度来改变

@available(iOS 2.0, *)
public let kCAMediaTimingFunctionEaseIn: String
//2. (渐进): 缓慢进入, 加速离开

@available(iOS 2.0, *)
public let kCAMediaTimingFunctionEaseOut: String
//3. (渐出): 快速进入, 减速离开

@available(iOS 2.0, *)
public let kCAMediaTimingFunctionEaseInEaseOut: String
//4. (渐进渐出): 缓慢进入, 中间加速, 减速离开

@available(iOS 3.0, *)
public let kCAMediaTimingFunctionDefault: String
//5. (默认): 效果基本等同于EaseOut(渐出)

fillMode：决定当前对象在非active时间段的行为。

要想fillMode有效，需设置removedOnCompletion = false
fillMode可选的值

/* `fillMode' options. */
@available(iOS 2.0, *)
public let kCAFillModeForwards: String
//1. 当动画结束后，layer会一直保持着动画最后的状态

@available(iOS 2.0, *)
public let kCAFillModeBackwards: String
//2. 设置为该值，将会立即执行动画的第一帧，不论是否设置了 beginTime属性。观察发现，设置该值，刚开始视图不见，还不知道应用在哪里

@available(iOS 2.0, *)
public let kCAFillModeBoth: String
//3. 该值是 kCAFillModeForwards 和 kCAFillModeBackwards的组合状态; 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

@available(iOS 2.0, *)
public let kCAFillModeRemoved: String
//4. 默认值，动画将在设置的 beginTime 开始执行（如没有设置beginTime属性，则动画立即执行），

delegate：动画代理，用来监听动画的执行过程。

public protocol CAAnimationDelegate : NSObjectProtocol {

    // 动画开始执行的时候触发这个方法
    @available(iOS 2.0, *)
    optional public func animationDidStart(_ anim: CAAnimation)

    // 动画执行完毕的时候触发这个方法
    @available(iOS 2.0, *)
    optional public func animationDidStop(_ anim: CAAnimation, finished flag: Bool)
}

其他相关属性

duration    动画的时长
repeatCount    重复的次数。不停重复设置为 HUGE_VALF
repeatDuration    设置动画的时间。在该时间内动画一直执行，不计次数。
beginTime    指定动画开始的时间。从开始延迟几秒的话，设置为【CACurrentMediaTime() + 秒数】 的方式
timingFunction    设置动画的速度变化
autoreverses    动画结束时是否执行逆动画
fromValue    所改变属性的起始值(Swift中为Any类型,OC中要包装成NSValue对象)
toValue    所改变属性的结束时的值(类型与fromValue相同)
byValue    所改变属性相同起始值的改变量(类型与fromValue相同)

2.2 animationWithKeyPath可以使用的keyPath

animationWithKeyPath苹果官方介绍传送门

anchorPoint 
backgroundColor 
backgroundFilters 
borderColor 
borderWidth 
bounds 
compositingFilter 
contents 
contentsRect 
cornerRadius 
doubleSided 
filters 
frame ：This property is not animatable. You can achieve the same results by animating theboundsandpositionproperties. 
hidden 
mask 
masksToBounds 
opacity 
position 
shadowColor 
shadowOffset 
shadowOpacity 
shadowPath 
shadowRadius 
sublayers 
sublayerTransform 
transform 翻转包含scale rotation 
zPosition

//大部分我们常用的是：
transform.scale = 比例缩放动画 
transform.scale.x = 宽的比例动画 
transform.scale.y = 高的比例动画 
transform.rotation.z = 平面的旋转 
opacity = 透明度

3 动画实例

上文讲到可用的四个动画类：CABasicAnimation、CAKeyframeAnimation、CATransition、CAAnimationGroup。iOS9之后还有CASpringAnimation。先分别针对每个动画类写实例以进行加深。

3.1 CABasicAnimation

let redLabel = UILabel()
redLabel.frame = CGRect(x: 20, y: 20, width: 100, height: 50)
redLabel.backgroundColor = UIColor.red
self.view.addSubview(redLabel)
        
let caBasic = CABasicAnimation(keyPath: "position")
caBasic.duration = 2
caBasic.fromValue = redLabel.layer.position
caBasic.toValue = CGPoint(x: 50, y: 200)
caBasic.isRemovedOnCompletion = false
caBasic.delegate = self
caBasic.fillMode = CAMediaTimingFillMode.forwards
redLabel.layer.add(caBasic, forKey: "redLabel1")

//开始执行
func animationDidStart(_ anim: CAAnimation) {
    print("开始动画--layer:", redLabel.layer.position)
}

//结束之行
func animationDidStop(_ anim: CAAnimation, finished flag: Bool) {
    print("结束动画--layer:", redLabel.layer.position)
}

3.2 CAKeyframeAnimation

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Array保存这些数值
CABasicAnimation可看做是只有2个关键帧的CAKeyframeAnimation

关键属性说明：

//1.上述的Array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
open var values: [Any]?

//2.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
open var path: CGPath?

//3. 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
open var keyTimes: [NSNumber]?

//4. 用它来对每次动画的步骤指定不同的计时函数。但是指定函数的个数一定要等 于 keyframes 数组的元素个数减一，因为它是描述每一帧之间动画速度的函数。
open var timingFunctions: [CAMediaTimingFunction]?

    
//5.该属性决定了物体在每个子路径下是跳着走还是匀速走，跟timeFunctions属性有点类似
//kCAMediaTimingFunctionLinear 传这个值，在整个动画时间内动画都是以一个相同的速度来改变。也就是匀速运动。
//kCAMediaTimingFunctionEaseIn 使用该值，动画开始时会较慢，之后动画会加速。
//kCAMediaTimingFunctionEaseOut 使用该值，动画在开始时会较快，之后动画速度减慢。
//kCAMediaTimingFunctionEaseInEaseOut 使用该值，动画在开始和结束时速度较慢，中间时间段内速度较快。
open var calculationMode: CAAnimationCalculationMode

    
//6.定义曲线紧密度的NSNumber对象数组
open var tensionValues: [NSNumber]?

//7.NSNumber对象的数组，定义了时序曲线拐角的锐度
open var continuityValues: [NSNumber]?

//8.一个NSNumber对象数组，用于定义曲线相对于控制点的位置
open var biasValues: [NSNumber]?

//9.确定沿路径动画的对象是否旋转以匹配路径切线
open var rotationMode: CAAnimationRotationMode?

实例：

let key = CAKeyframeAnimation(keyPath: "position")
key.duration = 3
key.repeatCount = HUGE //无线循环
key.calculationMode = CAAnimationCalculationMode.paced
key.values = [redLabel.frame.origin, CGPoint(x: 180, y: 70), CGPoint(x: 180, y: 200), redLabel.frame.origin]
key.keyTimes = [NSNumber(value: 0.0), NSNumber(value: 0.6), NSNumber(value: 0.7), NSNumber(value: 0.8)]
redLabel.layer.add(key, forKey: "key")

3.3 CATransition

CATransition是CAAnimation的子类，用于做转场动画，能够为layer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)
实例：

//0.初始化ImageView
imageView.isUserInteractionEnabled = true
imageView.frame = CGRect(x: 100, y: 100, width: 200, height: 200)
imageView.image = UIImage(named: "0.jpg")
self.view.addSubview(imageView)
        
//1. 添加滑动手势
let left = UISwipeGestureRecognizer(target: self, action: #selector(leftSwipe(gesture:)))
left.direction = .left
imageView.addGestureRecognizer(left)
let right = UISwipeGestureRecognizer(target: self, action: #selector(rightSwipe(gesture:)))
right.direction = .right
imageView.addGestureRecognizer(right)

//MARK: 手势相关方法
//左滑
@objc fileprivate func leftSwipe(gesture: UIGestureRecognizer) {
    print("左滑动")
    transitionAnimation(isNext: true)
}

//右滑
@objc fileprivate func rightSwipe(gesture: UIGestureRecognizer) {
     print("右滑动")
     transitionAnimation(isNext: false)
}
    
//设置转场动画
fileprivate func transitionAnimation(isNext: Bool){
  let transition = CATransition()
  transition.type = CATransitionType.fade
  transition.subtype = isNext ? CATransitionSubtype.fromRight :   CATransitionSubtype.fromLeft
  transition.duration = 1
  imageView.image = getImage(isNext)
  imageView.layer.add(transition, forKey: "transition")
}
    
//获取下/上一张图片
fileprivate func getImage(_ isNext: Bool) -> UIImage {
  currentIndex = isNext ? currentIndex + 1 : currentIndex - 1
  currentIndex = currentIndex < 0 ? 3 : currentIndex
  currentIndex = currentIndex > 3 ? 0 : currentIndex
  return UIImage(named: "\(currentIndex)" + ".jpg")!
}

3.4 CAAnimationGroup

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Array
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

实例：

let caBasic = CABasicAnimation(keyPath: "position")
caBasic.duration = 2
caBasic.fromValue = redLabel.layer.position
caBasic.toValue = CGPoint(x: 50, y: 200)
caBasic.isRemovedOnCompletion = false
caBasic.delegate = self
caBasic.fillMode = CAMediaTimingFillMode.forwards
        
let caBasic1 = CABasicAnimation(keyPath: "transform.scale")
caBasic1.duration = 2
caBasic1.toValue = CATransform3DMakeScale(2, 1.5, 1)
caBasic1.isRemovedOnCompletion = false
caBasic1.delegate = self
        
let aniGroup = CAAnimationGroup();
aniGroup.duration = 2
aniGroup.animations = [caBasic,caBasic1];
        
redLabel.layer.add(aniGroup, forKey: "redLabel1")

3.5 CASpringAnimation

CASpringAnimation是iOS 9 新出的
CASpringAnimation 继承于CABaseAnimation
CASpringAnimation是苹果专门解决开发者关于弹簧动画的这个需求而封装的类

4 总结

CoreAnimation给我们展示的只是一个假象，layer的的frame、bounds、position并不会在动画完毕之后发生改变。（这个后面会出一片View和Layer的文章来补充说明这个问题）
UIView封装的动画，会使会真实修改view的一些属性

参考文章：
iOS CAAnimation核心动画
iOS动画之CAKeyframeAnimation
iOS出门必备之CoreAnimation(核心动画)

iOS动画CoreAnimation总结