Core Animation: 1 Layer

什么是Layer

 Layer对象是一种由3D空间组织而成的2D平面，也是Core Animation的核心对象，类似于View，Layer管理了几何图形的视觉信息，与View不同的是，layer本身并不定义自身的样子（不会像button等其它控件一样有一个预定义的样式），Layer仅仅管理了位图（bitmap）的状态信息，位图其实就是UIView等子类在屏幕上所呈现的样式，也可以把位图看做是一张图片，layer被用来管理这些信息，所以苹果把Layer看作是模型对象（model objects）。Core Animation就是使用Layer的各种属性信息，然后将layer的位图和状态信息传递给图形硬件（graphics hardware），图形硬件将使用这些信息来进行动画和快速渲染。
 Layer 与 View的不同主要体现在Layer 不能够响应事件，无法参与到响应链中，Layer为View的视觉呈现提供了更高效的方式，Layer是View的基础设施。

图1

 默认情况下，如果修改Layer中的某个属性，Layer的数据和状态信息会从该Layer的视觉呈现（位图）解耦出来，然后交给Core Animation进行动画处理，Core Animation会通过图形硬件生成一帧一帧的绘制，来呈现出动画效果，开发者只需要指定动画的初始值和终值。

Layer 使用两种坐标系统

 Layer使用基于点的坐标系统（point-based coordinate）和单元坐标系，基于点的坐标系统通常将坐标值直接映射到屏幕上（例如position），还有一些属性是基于其它值，与屏幕无关，例如anchorPoint，通过在CGPoint结构体中传递0~1之间的值，用来确定锚点的位置，该值为相对于当前layer的bounds。在iOS系统中，坐标的起始位置与UIView的坐标的起始坐标相同，左上角为(0,0)点。

锚点: anchorPoint

 几何相关的操作都是相对于layer的锚点进行的，例如position、rotate、scale等操作，默认情况，anchorPoint的值为CGPoint(0.5, 0.5)，也就是layer的中心位置：

    func addLayer() {
        let layer = CALayer.init()
        let img = UIImage.init(named: "a")
        layer.contentsGravity = CALayerContentsGravity.center
        layer.contents = img?.cgImage
        layer.delegate = self
        layer.frame = CGRect.init(x: 0, y: 0, width: 100, height: 100)  // 1
        layer.borderWidth = 1 / 3
        layer.contentsScale = 3
        layer.borderColor = UIColor.black.cgColor
        self.view.layer.addSublayer(layer)
        print(layer.position)    //(50.0, 50.0)
        print(layer.frame)       //(0.0, 0.0, 100.0, 100.0)
    }

    @IBAction func clickBtn(_ sender: Any) {
        let layer = self.view.layer.sublayers!.last!
        layer.anchorPoint = CGPoint.init(x: 0, y: 0)     // 2
        print(layer.position)   //(50.0, 50.0)
        print(layer.frame)      //(50.0, 50.0, 100.0, 100.0)
    }

1处代码指定了layer的frame为(0,0,100,100)，默认的锚点为(0.5,0.5)，此时的position为：(50,50)，当重新设置了锚点位置2为(0,0)，此时position没有变化，但是frame的起始位置变为(50,50)，可以看到，layer的frame.origin属性可以由anchorPoint和position确定：

frame.origin.x = position.x - anchorPoint.x * bounds.size.width
frame.origin.y = position.y - anchorPoint.y * bounds.size.height

结果如下图所示：

图2

 再来看一下anchorPoint是如何影响旋转的，anchorPoint 分别为：(0.5, 0.5) 和(0, 0)：

图3

图4

 Layer的anchorPoint属性会影响动画的基准点，例如旋转时会作为中心点。

三种Layer Tree

 Core Animation 有三种类型的Layer：

1. model layer tree：就是做动画时最常使用的layer tree，这种类型保存了Core animation进行动画的信息，如果程序需要修改Layer的属性的话，修改的就是这一类的Layer。
2. Presentation tree：包含了执行动画过程中所需要的Layer，虽然这部分Layer也包含了Core Animation执行动画时需要的信息，但是这些数据都只是临时的，不应该去修改这部分信息，但是可以通过 获取Presetation layer tree的属性，创建新的动画。
3. Render tree，这部分layer是用来执行动画的，但是是私有的。
    每一种Layer都是有层级结构，类似于views，Layer tree中的每一个对象，都有一个与之对应的Presentation tree和 Render tree：

图5

参考文档：
Apple：Core Animation Programming Guide