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Core Animation学习笔记

Core Animation

大家都知道在iOS中实现一个动画相当简单，只要调用UIView的块代码即可实现一个动画效果，这在其他系统开发中基本不可能实现。下面通过一个简单的UIView进行一个图片放大动画效果演示：

//

//  KCMainViewController.m

//  Animation

//

//  Created by Kenshin Cui on 14-3-22.

//  Copyright (c) 2014年 Kenshin Cui. All rights reserved.

#import"KCMainViewController.h"
@interface KCMainViewController ()

@end

@implementation KCMainViewController

- (void)viewDidLoad {

  [super viewDidLoad];

  UIImage *image=[UIImage imageNamed:@"open2.png"];

  UIImageView *imageView=[[UIImageView alloc]init];

  imageView.image=image;

  imageView.frame=CGRectMake(120, 140, 80, 80);

  [self.view addSubview:imageView];
  //两秒后开始一个持续一分钟的动画
  [UIView animateWithDuration:1 delay:2 options:UIViewAnimationOptionBeginFromCurrentState animations:^{

    imageView.frame=CGRectMake(80, 100, 160, 160);

  } completion:nil];

}

@end

使用上面UIView封装的方法进行动画设置固然十分方便，但是具体动画如何实现我们是不清楚的，而且上面的代码还有一些问题是无法解决的，例如：如何控制动画的暂停？如何进行动画的组合？。。。

这里就需要了解iOS的核心动画Core Animation（包含在Quartz Core框架中）。在iOS中核心动画分为几类：基础动画、关键帧动画、动画组、转场动画。各个类的关系大致如下：

Core Animation学习笔记_第1张图片
image

  • CAAnimation：核心动画的基础类，不能直接使用，负责动画运行时间、速度的控制，本身实现了CAMediaTiming协议。

  • CAPropertyAnimation：属性动画的基类（通过属性进行动画设置，注意是可动画属性），不能直接使用。

  • CAAnimationGroup：动画组，动画组是一种组合模式设计，可以通过动画组来进行所有动画行为的统一控制，组中所有动画效果可以并发执行。

  • CATransition：转场动画，主要通过滤镜进行动画效果设置。

  • CABasicAnimation：基础动画，通过属性修改进行动画参数控制，只有初始状态和结束状态。

  • CAKeyframeAnimation：关键帧动画，同样是通过属性进行动画参数控制，但是同基础动画不同的是它可以有多个状态控制。

基础动画、关键帧动画都属于属性动画，就是通过修改属性值产生动画效果，开发人员只需要设置初始值和结束值，中间的过程动画（又叫“补间动画”）由系统自动计算产生。和基础动画不同的是关键帧动画可以设置多个属性值，每两个属性中间的补间动画由系统自动完成，因此从这个角度而言基础动画又可以看成是有两个关键帧的关键帧动画。

1.基础动画

在开发过程中很多情况下通过基础动画就可以满足开发需求，前面例子中使用的UIView代码块进行图像放大缩小的演示动画也是基础动画（在iOS7中UIView也对关键帧动画进行了封装），只是UIView装饰方法隐藏了更多的细节。如果不使用UIView封装的方法，动画创建一般分为以下几步：

1.初始化动画并设置动画属性

2.设置动画属性初始值（可以省略）、结束值以及其他动画属性

3.给图层添加动画

下面以一个移动动画为例进行演示，在这个例子中点击屏幕哪个位置落花将飞向哪里。

//

//  KCMainViewController.m

//  Animation

//

//  Created by Kenshin Cui on 14-3-22.

//  Copyright (c) 2014年 Kenshin Cui. All rights reserved.

#import"KCMainViewController.h"
@interface KCMainViewController (){

CALayer *_layer;

}

@end

@implementation KCMainViewController

- (void)viewDidLoad {

  [super viewDidLoad];
  //设置背景(注意这个图片其实在根图层)
  UIImage *backgroundImage=[UIImage imageNamed:@"background.jpg"];

  self.view.backgroundColor=[UIColor colorWithPatternImage:backgroundImage];
  //自定义一个图层
  _layer=[[CALayer alloc]init];

  _layer.bounds=CGRectMake(0, 0, 10, 20);

  _layer.position=CGPointMake(50, 150);

  _layer.contents=(id)[UIImage imageNamed:@"petal.png"].CGImage;

  [self.view.layer addSublayer:_layer];

}

#pragmamark 移动动画
-(void)translatonAnimation:(CGPoint)location{

  //1.创建动画并指定动画属性
  CABasicAnimation *basicAnimation=[CABasicAnimation animationWithKeyPath:@"position"];

  //2.设置动画属性初始值和结束值
  //basicAnimation.fromValue=[NSNumber numberWithInteger:50];//可以不设置，默认为图层初始状态
  basicAnimation.toValue=[NSValue valueWithCGPoint:location];
  //设置其他动画属性
  basicAnimation.duration=5.0;//动画时间5秒

  //basicAnimation.repeatCount=HUGE_VALF;//设置重复次数,HUGE_VALF可看做无穷大，起到循环动画的效果

  //basicAnimation.removedOnCompletion=NO;//运行一次是否移除动画

  //3.添加动画到图层，注意key相当于给动画进行命名，以后获得该动画时可以使用此名称获取
  [_layer addAnimation:basicAnimation forKey:@"KCBasicAnimation_Translation"];

}

#pragmamark 点击事件
-(void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event{

  UITouch *touch=touches.anyObject;

  CGPoint location= [touch locationInView:self.view];
  //创建并开始动画
  [self translatonAnimation:location];

}

@end

运行效果：

Core Animation学习笔记_第2张图片
image

上面实现了一个基本动画效果，但是这个动画存在一个问题：动画结束后动画图层回到了原来的位置，当然是用UIView封装的方法是没有这个问题的。如何解决这个问题呢？

前面说过图层动画的本质就是将图层内部的内容转化为位图经硬件操作形成一种动画效果，其实图层本身并没有任何的变化。上面的动画中图层并没有因为动画效果而改变它的位置（对于缩放动画其大小也是不会改变的），所以动画完成之后图层还是在原来的显示位置没有任何变化，如果这个图层在一个UIView中你会发现在UIView移动过程中你要触发UIView的点击事件也只能点击原来的位置（即使它已经运动到了别的位置），因为它的位置从来没有变过。当然解决这个问题方法比较多，这里不妨在动画完成之后重新设置它的位置。

//

//  KCMainViewController.m

//  Animation

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//  Created by Kenshin Cui on 14-3-22.

//  Copyright (c) 2014年 Kenshin Cui. All rights reserved.

#import"KCMainViewController.h"
@interface KCMainViewController (){

CALayer *_layer;

}

@end

@implementation KCMainViewController

- (void)viewDidLoad {

[super viewDidLoad];
//设置背景(注意这个图片其实在根图层)
UIImage *backgroundImage=[UIImage imageNamed:@"background.jpg"];

self.view.backgroundColor=[UIColor colorWithPatternImage:backgroundImage];
//自定义一个图层
_layer=[[CALayer alloc]init];

_layer.bounds=CGRectMake(0, 0, 10, 20);

_layer.position=CGPointMake(50, 150);

_layer.contents=(id)[UIImage imageNamed:@"petal.png"].CGImage;

[self.view.layer addSublayer:_layer];

}

#pragmamark 移动动画
-(void)translatonAnimation:(CGPoint)location{

  //1.创建动画并指定动画属性
  CABasicAnimation *basicAnimation=[CABasicAnimation animationWithKeyPath:@"position"];
  //2.设置动画属性初始值和结束值
//basicAnimation.fromValue=[NSNumber numberWithInteger:50];//可以不设置，默认为图层初始状态
  basicAnimation.toValue=[NSValue valueWithCGPoint:location];
  //设置其他动画属性
  basicAnimation.duration=5.0;//动画时间5秒

//  basicAnimation.repeatCount=HUGE_VALF;//设置重复次数,HUGE_VALF可看做无穷大，起到循环动画的效果

//  basicAnimation.removedOnCompletion=NO;//运行一次是否移除动画  
  basicAnimation.delegate=self;
  //存储当前位置在动画结束后使用
  [basicAnimation setValue:[NSValue valueWithCGPoint:location] forKey:@"KCBasicAnimationLocation"];
  //3.添加动画到图层，注意key相当于给动画进行命名，以后获得该动画时可以使用此名称获取
  [_layer addAnimation:basicAnimation forKey:@"KCBasicAnimation_Translation"];

}

#pragmamark 点击事件
-(void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event{

  UITouch *touch=touches.anyObject;

  CGPoint location= [touch locationInView:self.view];
  //创建并开始动画
  [self translatonAnimation:location];

}
#pragmamark - 动画代理方法
#pragmamark 动画开始
-(void)animationDidStart:(CAAnimation *)anim{

  NSLog(@"animation(%@) start.\r_layer.frame=%@",anim,NSStringFromCGRect(_layer.frame));

  NSLog(@"%@",[_layer animationForKey:@"KCBasicAnimation_Translation"]);//通过前面的设置的key获得动画
}

#pragmamark 动画结束
-(void)animationDidStop:(CAAnimation *)anim finished:(BOOL)flag{

  NSLog(@"animation(%@) stop.\r_layer.frame=%@",anim,NSStringFromCGRect(_layer.frame));

  _layer.position=[[anim valueForKey:@"KCBasicAnimationLocation"] CGPointValue];

}

@end

上面通过给动画设置一个代理去监听动画的开始和结束事件，在动画开始前给动画添加一个自定义属性“KCBasicAnimationLocation”存储动画终点位置，然后在动画结束后设置动画的位置为终点位置。

如果运行上面的代码大家可能会发现另外一个问题，那就是动画运行完成后会重新从起始点运动到终点。这个问题产生的原因就是前面提到的，对于非根图层，设置图层的可动画属性（在动画结束后重新设置了position，而position是可动画属性）会产生动画效果。解决这个问题有两种办法：关闭图层隐式动画、设置动画图层为根图层。显然这里不能采取后者，因为根图层当前已经作为动画的背景。

要关闭隐式动画需要用到动画事务CATransaction，在事务内将隐式动画关闭，例如上面的代码可以改为：

#pragmamark 动画结束

-(void)animationDidStop:(CAAnimation *)anim finished:(BOOL)flag{

  NSLog(@"animation(%@) stop.\r_layer.frame=%@",anim,NSStringFromCGRect(_layer.frame));
  //开启事务  
  [CATransaction begin];
  //禁用隐式动画
  [CATransaction setDisableActions:YES];

  _layer.position=[[anim valueForKey:@"KCBasicAnimationLocation"] CGPointValue];
  //提交事务
  [CATransaction commit];

}

补充

上面通过在animationDidStop中重新设置动画的位置主要为了说明隐式动画关闭和动画事件之间传参的内容，有朋友发现这种方式有可能在动画运行完之后出现从原点瞬间回到终点的过程，最早在调试的时候没有发现这个问题，这里感谢这位朋友。其实解决这个问题并不难，首先必须设置fromValue，其次在动画开始前设置动画position为终点位置（当然也必须关闭隐式动画）。但是这里主要还是出于学习的目的，真正开发的时候做平移动画直接使用隐式动画即可，没有必要那么麻烦。

当然上面的动画还显得有些生硬，因为落花飘散的时候可能不仅仅是自由落体运动，本身由于空气阻力、外界风力还会造成落花在空中的旋转、摇摆等，这里不妨给图层添加一个旋转的动画。对于图层的旋转前面已经演示过怎么通过key

path设置图层旋转的内容了，在这里需要强调一下，图层的形变都是基于锚点进行的。例如旋转，旋转的中心点就是图层的锚点。

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//  KCMainViewController.m

//  Animation

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//  Created by Kenshin Cui on 14-3-22.

//  Copyright (c) 2014年 Kenshin Cui. All rights reserved.

#import"KCMainViewController.h"
@interface KCMainViewController (){

CALayer *_layer;

}

@end

@implementation KCMainViewController

- (void)viewDidLoad {

  [super viewDidLoad];
  //设置背景(注意这个图片其实在根图层)
  UIImage *backgroundImage=[UIImage imageNamed:@"background.jpg"];

  self.view.backgroundColor=[UIColor colorWithPatternImage:backgroundImage];
  //自定义一个图层
  _layer=[[CALayer alloc]init];

  _layer.bounds=CGRectMake(0, 0, 10, 20);

  _layer.position=CGPointMake(50, 150);

  _layer.anchorPoint=CGPointMake(0.5, 0.6);
  //设置锚点_layer.contents=(id)[UIImage imageNamed:@"petal.png"].CGImage;

  [self.view.layer addSublayer:_layer];

}

#pragmamark 移动动画
-(void)translatonAnimation:(CGPoint)location{
  //1.创建动画并指定动画属性
  CABasicAnimation *basicAnimation=[CABasicAnimation animationWithKeyPath:@"position"];
  //2.设置动画属性初始值、结束值

//    basicAnimation.fromValue=[NSNumber numberWithInteger:50];//可以不设置，默认为图层初始状态
  basicAnimation.toValue=[NSValue valueWithCGPoint:location];
  //设置其他动画属性
  basicAnimation.duration=5.0;//动画时间5秒

//basicAnimation.repeatCount=HUGE_VALF;//设置重复次数,HUGE_VALF可看做无穷大，起到循环动画的效果

//    basicAnimation.removedOnCompletion=NO;//运行一次是否移除动画
  basicAnimation.delegate=self;
  //存储当前位置在动画结束后使用
  [basicAnimation setValue:[NSValue valueWithCGPoint:location] forKey:@"KCBasicAnimationLocation"];
  //3.添加动画到图层，注意key相当于给动画进行命名，以后获得该图层时可以使用此名称获取
  [_layer addAnimation:basicAnimation forKey:@"KCBasicAnimation_Translation"];

}

#pragmamark 旋转动画
-(void)rotationAnimation{
  //1.创建动画并指定动画属性
  CABasicAnimation *basicAnimation=[CABasicAnimation animationWithKeyPath:@"transform.rotation.z"];
  //2.设置动画属性初始值、结束值

//    basicAnimation.fromValue=[NSNumber numberWithInt:M_PI_2];
  basicAnimation.toValue=[NSNumber numberWithFloat:M_PI_2*3];
  //设置其他动画属性
  basicAnimation.duration=6.0;

  basicAnimation.autoreverses=true;//旋转后再旋转到原来的位置

  //4.添加动画到图层，注意key相当于给动画进行命名，以后获得该动画时可以使用此名称获取
  [_layer addAnimation:basicAnimation forKey:@"KCBasicAnimation_Rotation"];

}

#pragmamark 点击事件

-(void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event{

  UITouch *touch=touches.anyObject;

  CGPoint location= [touch locationInView:self.view];
  //创建并开始动画
  [self translatonAnimation:location];

  [self rotationAnimation];

}

#pragmamark - 动画代理方法#pragmamark 动画开始

-(void)animationDidStart:(CAAnimation *)anim{

  NSLog(@"animation(%@) start.\r_layer.frame=%@",anim,NSStringFromCGRect(_layer.frame));

  NSLog(@"%@",[_layer animationForKey:@"KCBasicAnimation_Translation"]);
//通过前面的设置的key获得动画
}

#pragmamark 动画结束
-(void)animationDidStop:(CAAnimation *)anim finished:(BOOL)flag{

  NSLog(@"animation(%@) stop.\r_layer.frame=%@",anim,NSStringFromCGRect(_layer.frame));
  //开启事务
  [CATransaction begin];
  //禁用隐式动画
  [CATransaction setDisableActions:YES];

  _layer.position=[[anim valueForKey:@"KCBasicAnimationLocation"] CGPointValue];
  //提交事务
  [CATransaction commit];

}

@end

上面代码中结合两种动画操作，需要注意的是只给移动动画设置了代理，在旋转动画中并没有设置代理，否则代理方法会执行两遍。由于旋转动画会无限循环执行（上面设置了重复次数无穷大），并且两个动画的执行时间没有必然的关系，这样一来移动停止后可能还在旋转，为了让移动动画停止后旋转动画停止就需要使用到动画的暂停和恢复方法。

核心动画的运行有一个媒体时间的概念，假设将一个旋转动画设置旋转一周用时60秒的话，那么当动画旋转90度后媒体时间就是15秒。如果此时要将动画暂停只需要让媒体时间偏移量设置为15秒即可，并把动画运行速度设置为0使其停止运动。类似的，如果又过了60秒后需要恢复动画（此时媒体时间为75秒），这时只要将动画开始开始时间设置为当前媒体时间75秒减去暂停时的时间（也就是之前定格动画时的偏移量）15秒（开始时间=75-15=60秒），那么动画就会重新计算60秒后的状态再开始运行，与此同时将偏移量重新设置为0并且把运行速度设置1。这个过程中真正起到暂停动画和恢复动画的其实是动画速度的调整，媒体时间偏移量以及恢复时的开始时间设置主要为了让动画更加连贯。

下面的代码演示了移动动画结束后旋转动画暂停，并且当再次点击动画时旋转恢复的过程(注意在移动过程中如果再次点击屏幕可以暂停移动和旋转动画，再次点击可以恢复两种动画。但是当移动结束后触发了移动动画的完成事件如果再次点击屏幕则只能恢复旋转动画，因为此时移动动画已经结束而不是暂停，无法再恢复)。

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//  KCMainViewController.m

//  Animation

//

//  Created by Kenshin Cui on 14-3-22.

//  Copyright (c) 2014年 Kenshin Cui. All rights reserved.

#import"KCMainViewController.h"
@interface KCMainViewController (){

CALayer *_layer;

}

@end

@implementation KCMainViewController

- (void)viewDidLoad {

  [super viewDidLoad];
  //设置背景(注意这个图片其实在根图层)
  UIImage *backgroundImage=[UIImage imageNamed:@"background.jpg"];

  self.view.backgroundColor=[UIColor colorWithPatternImage:backgroundImage];
  //自定义一个图层
  _layer=[[CALayer alloc]init];

  _layer.bounds=CGRectMake(0, 0, 10, 20);

  _layer.position=CGPointMake(50, 150);

  _layer.anchorPoint=CGPointMake(0.5, 0.6);
  //设置锚点
  _layer.contents=(id)[UIImage imageNamed:@"petal.png"].CGImage;

  [self.view.layer addSublayer:_layer];

}

#pragmamark 移动动画

-(void)translatonAnimation:(CGPoint)location{
  //1.创建动画并指定动画属性
  CABasicAnimation *basicAnimation=[CABasicAnimation animationWithKeyPath:@"position"];
  //2.设置动画属性初始值、结束值

//    basicAnimation.fromValue=[NSNumber numberWithInteger:50];//可以不设置，默认为图层初始状态
  basicAnimation.toValue=[NSValue valueWithCGPoint:location];
  //设置其他动画属性
  basicAnimation.duration=5.0;//动画时间5秒

//    basicAnimation.repeatCount=HUGE_VALF;//设置重复次数,HUGE_VALF可看做无穷大，起到循环动画的效果
  basicAnimation.removedOnCompletion=NO;//运行一次是否移除动画
  basicAnimation.delegate=self;
  //存储当前位置在动画结束后使用
  [basicAnimation setValue:[NSValue valueWithCGPoint:location] forKey:@"KCBasicAnimationLocation"];
  //3.添加动画到图层，注意key相当于给动画进行命名，以后获得该图层时可以使用此名称获取
  [_layer addAnimation:basicAnimation forKey:@"KCBasicAnimation_Translation"];

}

#pragmamark 旋转动画

-(void)rotationAnimation{
  //1.创建动画并指定动画属性
  CABasicAnimation *basicAnimation=[CABasicAnimation animationWithKeyPath:@"transform.rotation.z"];
  //2.设置动画属性初始值、结束值

//    basicAnimation.fromValue=[NSNumber numberWithInt:M_PI_2];
  basicAnimation.toValue=[NSNumber numberWithFloat:M_PI_2*3];
  //设置其他动画属性
  basicAnimation.duration=6.0;

  basicAnimation.autoreverses=true;//旋转后在旋转到原来的位置    
  basicAnimation.repeatCount=HUGE_VALF;//设置无限循环  
  basicAnimation.removedOnCompletion=NO;
//    basicAnimation.delegate=self;

  //4.添加动画到图层，注意key相当于给动画进行命名，以后获得该动画时可以使用此名称获取
  [_layer addAnimation:basicAnimation forKey:@"KCBasicAnimation_Rotation"];

}

#pragmamark 点击事件

-(void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event{

  UITouch *touch=touches.anyObject;

  CGPoint location= [touch locationInView:self.view];
  //判断是否已经常见过动画，如果已经创建则不再创建动画
  CAAnimation *animation= [_layer animationForKey:@"KCBasicAnimation_Translation"];
  if(animation){
    if(_layer.speed==0) {

        [self animationResume];

    }else{

      [self animationPause];

    }

  }else{
    //创建并开始动画
    [self translatonAnimation:location];

    [self rotationAnimation];

  }

}

#pragmamark 动画暂停

-(void)animationPause{
  //取得指定图层动画的媒体时间，后面参数用于指定子图层，这里不需要
  CFTimeInterval interval=[_layer convertTime:CACurrentMediaTime() fromLayer:nil];
  //设置时间偏移量，保证暂停时停留在旋转的位置
  [_layer setTimeOffset:interval];
  //速度设置为0，暂停动画
  _layer.speed=0;

}

#pragmamark 动画恢复

-(void)animationResume{
  //获得暂停的时间
  CFTimeInterval beginTime= CACurrentMediaTime()- _layer.timeOffset;
  //设置偏移量
  _layer.timeOffset=0;
  //设置开始时间
  _layer.beginTime=beginTime;
  //设置动画速度，开始运动
  _layer.speed=1.0;

}

#pragmamark - 动画代理方法
#pragmamark 动画开始

-(void)animationDidStart:(CAAnimation *)anim{

  NSLog(@"animation(%@) start.\r_layer.frame=%@",anim,NSStringFromCGRect(_layer.frame));

  NSLog(@"%@",[_layer animationForKey:@"KCBasicAnimation_Translation"]);
//通过前面的设置的key获得动画
}

#pragmamark 动画结束

-(void)animationDidStop:(CAAnimation *)anim finished:(BOOL)flag{

  NSLog(@"animation(%@) stop.\r_layer.frame=%@",anim,NSStringFromCGRect(_layer.frame));
  //开启事务
  [CATransaction begin];
   //禁用隐式动画
  [CATransaction setDisableActions:YES];

  _layer.position=[[anim valueForKey:@"KCBasicAnimationLocation"] CGPointValue];
  //提交事务
  [CATransaction commit];
  //暂停动画
  [self animationPause];

}

@end

运行效果：

Core Animation学习笔记_第3张图片
image

注意：

动画暂停针对的是图层而不是图层中的某个动画。

要做无限循环的动画，动画的removedOnCompletion属性必须设置为NO，否则运行一次动画就会销毁。

2.关键帧动画

熟悉flash开发的朋友对于关键帧动画应该不陌生，这种动画方式在flash开发中经常用到。关键帧动画就是在动画控制过程中开发者指定主要的动画状态，至于各个状态间动画如何进行则由系统自动运算补充（每两个关键帧之间系统形成的动画称为“补间动画”），这种动画的好处就是开发者不用逐个控制每个动画帧，而只要关心几个关键帧的状态即可。

关键帧动画开发分为两种形式：一种是通过设置不同的属性值进行关键帧控制，另一种是通过绘制路径进行关键帧控制。后者优先级高于前者，如果设置了路径则属性值就不再起作用。

对于前面的落花动画效果而言其实落花的过程并不自然，很显然实际生活中它不可能沿着直线下落，这里我们不妨通过关键帧动画的values属性控制它在下落过程中的属性。假设下落过程如图：

Core Animation学习笔记_第4张图片
image

在这里需要设置四个关键帧（如图中四个关键点），具体代码如下（动画创建过程同基本动画基本完全一致）：

//

//  通过values设置关键帧动画

//  Animation

//

//  Created by Kenshin Cui on 14-3-22.

//  Copyright (c) 2014年 Kenshin Cui. All rights reserved.

#import"KCMainViewController.h"
@interface KCMainViewController (){

  CALayer *_layer;

}

@end

@implementation KCMainViewController

- (void)viewDidLoad {

  [super viewDidLoad];
  //设置背景(注意这个图片其实在根图层)
  UIImage *backgroundImage=[UIImage imageNamed:@"background.jpg"];

  self.view.backgroundColor=[UIColor colorWithPatternImage:backgroundImage];
  //自定义一个图层
  _layer=[[CALayer alloc]init];

  _layer.bounds=CGRectMake(0, 0, 10, 20);

  _layer.position=CGPointMake(50, 150);

  _layer.contents=(id)[UIImage imageNamed:@"petal.png"].CGImage;

  [self.view.layer addSublayer:_layer];
  //创建动画
  [self translationAnimation];

}

#pragmamark 关键帧动画

-(void)translationAnimation{
  //1.创建关键帧动画并设置动画属性
  CAKeyframeAnimation *keyframeAnimation=[CAKeyframeAnimation animationWithKeyPath:@"position"];
  //2.设置关键帧,这里有四个关键帧
  NSValue *key1=[NSValue valueWithCGPoint:_layer.position];
  //对于关键帧动画初始值不能省略
  NSValue *key2=[NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(80, 220)];

  NSValue *key3=[NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(45, 300)];

  NSValue *key4=[NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(55, 400)];

  NSArray *values=@[key1,key2,key3,key4];

  keyframeAnimation.values=values;
  //设置其他属性
  keyframeAnimation.duration=8.0;

  keyframeAnimation.beginTime=CACurrentMediaTime()+2;//设置延迟2秒执行

  //3.添加动画到图层，添加动画后就会执行动画
  [_layer addAnimation:keyframeAnimation forKey:@"KCKeyframeAnimation_Position"];

}

@end

运行效果(注意运行结束没有设置图层位置为动画运动结束位置)：

Core Animation学习笔记_第5张图片
image

上面的方式固然比前面使用基础动画效果要好一些，但其实还是存在问题，那就是落花飞落的路径是直线的，当然这个直线是根据程序中设置的四个关键帧自动形成的，那么如何让它沿着曲线飘落呢？这就是第二种类型的关键帧动画，通过描绘路径进行关键帧动画控制。假设让落花沿着下面的曲线路径飘落：

Core Animation学习笔记_第6张图片
image

当然，这是一条贝塞尔曲线，学习了前篇文章之后相信对于这类曲线应该并不陌生，下面是具体实现代码：

//

//  通过path设置关键帧动画

//  Animation

//

//  Created by Kenshin Cui on 14-3-22.

//  Copyright (c) 2014年 Kenshin Cui. All rights reserved.

#import"KCMainViewController.h"
@interface KCMainViewController (){

  CALayer *_layer;

}

@end

@implementation KCMainViewController

- (void)viewDidLoad {

  [super viewDidLoad];
  //设置背景(注意这个图片其实在根图层)
  UIImage *backgroundImage=[UIImage imageNamed:@"background.jpg"];

  self.view.backgroundColor=[UIColor colorWithPatternImage:backgroundImage];
  //自定义一个图层
  _layer=[[CALayer alloc]init];

  _layer.bounds=CGRectMake(0, 0, 10, 20);

  _layer.position=CGPointMake(50, 150);

  _layer.contents=(id)[UIImage imageNamed:@"petal.png"].CGImage;

  [self.view.layer addSublayer:_layer];
  //创建动画
  [self translationAnimation];

}

#pragmamark 关键帧动画

-(void)translationAnimation{
  //1.创建关键帧动画并设置动画属性
  CAKeyframeAnimation *keyframeAnimation=[CAKeyframeAnimation animationWithKeyPath:@"position"];
  //2.设置路径

  //绘制贝塞尔曲线
  CGPathRef path=CGPathCreateMutable();

  CGPathMoveToPoint(path, NULL, _layer.position.x, _layer.position.y);//移动到起始点    
  CGPathAddCurveToPoint(path, NULL, 160, 280, -30, 300, 55, 400);//绘制二次贝塞尔曲线  
  keyframeAnimation.path=path;
  //设置path属性
  CGPathRelease(path);//释放路径对象

  //设置其他属性
  keyframeAnimation.duration=8.0;

  keyframeAnimation.beginTime=CACurrentMediaTime()+5;//设置延迟2秒执行

  //3.添加动画到图层，添加动画后就会执行动画
  [_layer addAnimation:keyframeAnimation forKey:@"KCKeyframeAnimation_Position"];

}

@end

运行效果(注意运行结束没有设置图层位置为动画运动结束位置)：

Core Animation学习笔记_第7张图片
image

看起来动画不会那么生硬了，但是这里需要注意，对于路径类型的关键帧动画系统是从描绘路径的位置开始路径，直到路径结束。如果上面的路径不是贝塞尔曲线而是矩形路径那么它会从矩形的左上角开始运行，顺时针一周回到左上角；如果指定的路径是一个椭圆，那么动画运行的路径是从椭圆右侧开始（0度）顺时针一周回到右侧。

补充--其他属性

在关键帧动画中还有一些动画属性初学者往往比较容易混淆，这里专门针对这些属性做一下介绍。

keyTimes：各个关键帧的时间控制。前面使用values设置了四个关键帧，默认情况下每两帧之间的间隔为:8/(4-1)秒。如果想要控制动画从第一帧到第二针占用时间4秒，从第二帧到第三帧时间为2秒，而从第三帧到第四帧时间2秒的话，就可以通过keyTimes进行设置。keyTimes中存储的是时间占用比例点，此时可以设置keyTimes的值为0.0，0.5，0.75，1.0（当然必须转换为NSNumber），也就是说1到2帧运行到总时间的50%，2到3帧运行到总时间的75%，3到4帧运行到8秒结束。

caculationMode：动画计算模式。还拿上面keyValues动画举例，之所以1到2帧能形成连贯性动画而不是直接从第1帧经过8/3秒到第2帧是因为动画模式是连续的（值为kCAAnimationLinear，这是计算模式的默认值）；而如果指定了动画模式为kCAAnimationDiscrete离散的那么你会看到动画从第1帧经过8/3秒直接到第2帧，中间没有任何过渡。其他动画模式还有：kCAAnimationPaced（均匀执行，会忽略keyTimes）、kCAAnimationCubic（平滑执行，对于位置变动关键帧动画运行轨迹更平滑）、kCAAnimationCubicPaced（平滑均匀执行）。

下图描绘出了几种动画模式的关系（横坐标是运行时间，纵坐标是动画属性[例如位置、透明度等]）：

Core Animation学习笔记_第8张图片
image
3. 动画组

实际开发中一个物体的运动往往是复合运动，单一属性的运动情况比较少，但恰恰属性动画每次进行动画设置时一次只能设置一个属性进行动画控制(不管是基础动画还是关键帧动画都是如此)，这样一来要做一个复合运动的动画就必须创建多个属性动画进行组合。对于一两种动画的组合或许处理起来还比较容易，但是对于更多动画的组合控制往往会变得很麻烦，动画组的产生就是基于这样一种情况而产生的。动画组是一系列动画的组合，凡是添加到动画组中的动画都受控于动画组，这样一来各类动画公共的行为就可以统一进行控制而不必单独设置，而且放到动画组中的各个动画可以并发执行，共同构建出复杂的动画效果。

动画组使用起来并不复杂，首先单独创建单个动画（可以是基础动画也可以是关键帧动画），然后将基础动画添加到动画组，最后将动画组添加到图层即可。

前面关键帧动画部分，路径动画看起来效果虽然很流畅，但是落花本身的旋转运动没有了，这里不妨将基础动画部分的旋转动画和路径关键帧动画进行组合使得整个动画看起来更加的和谐、顺畅。

//

//  动画组

//  Animation

//

//  Created by Kenshin Cui on 14-3-22.

//  Copyright (c) 2014年 Kenshin Cui. All rights reserved.

#import"KCMainViewController.h"
@interface KCMainViewController (){

  CALayer *_layer;

}

@end

@implementation KCMainViewController

- (void)viewDidLoad {

  [super viewDidLoad];
  //设置背景(注意这个图片其实在根图层)
  UIImage *backgroundImage=[UIImage imageNamed:@"background.jpg"];

  self.view.backgroundColor=[UIColor colorWithPatternImage:backgroundImage];
  //自定义一个图层
  _layer=[[CALayer alloc]init];

  _layer.bounds=CGRectMake(0, 0, 10, 20);

  _layer.position=CGPointMake(50, 150);

  _layer.contents=(id)[UIImage imageNamed:@"petal.png"].CGImage;

  [self.view.layer addSublayer:_layer];
  //创建动画
  [self groupAnimation];

}

#pragmamark 基础旋转动画

-(CABasicAnimation *)rotationAnimation{

  CABasicAnimation *basicAnimation=[CABasicAnimation animationWithKeyPath:@"transform.rotation.z"];

  CGFloat toValue=M_PI_2*3;

  basicAnimation.toValue=[NSNumber numberWithFloat:M_PI_2*3];
//    basicAnimation.duration=6.0;
  basicAnimation.autoreverses=true;

  basicAnimation.repeatCount=HUGE_VALF;

  basicAnimation.removedOnCompletion=NO;

  [basicAnimation setValue:[NSNumber numberWithFloat:toValue] forKey:@"KCBasicAnimationProperty_ToValue"];
  return basicAnimation;

}

#pragmamark 关键帧移动动画

-(CAKeyframeAnimation *)translationAnimation{

  CAKeyframeAnimation *keyframeAnimation=[CAKeyframeAnimation animationWithKeyPath:@"position"];

  CGPoint endPoint= CGPointMake(55, 400);

  CGPathRef path=CGPathCreateMutable();

  CGPathMoveToPoint(path, NULL, _layer.position.x, _layer.position.y);

  CGPathAddCurveToPoint(path, NULL, 160, 280, -30, 300, endPoint.x, endPoint.y);

  keyframeAnimation.path=path;

  CGPathRelease(path);

  [keyframeAnimation setValue:[NSValue valueWithCGPoint:endPoint] forKey:@"KCKeyframeAnimationProperty_EndPosition"];
  return keyframeAnimation;

}

#pragmamark 创建动画组

-(void)groupAnimation{
  //1.创建动画组
  CAAnimationGroup *animationGroup=[CAAnimationGroup animation];
  //2.设置组中的动画和其他属性
  CABasicAnimation *basicAnimation=[self rotationAnimation];

  CAKeyframeAnimation *keyframeAnimation=[self translationAnimation];

  animationGroup.animations=@[basicAnimation,keyframeAnimation];

  animationGroup.delegate=self;

  animationGroup.duration=10.0;
  //设置动画时间，如果动画组中动画已经设置过动画属性则不再生效  
  animationGroup.beginTime=CACurrentMediaTime()+5;//延迟五秒执行

  //3.给图层添加动画
  [_layer addAnimation:animationGroup forKey:nil];

}

#pragmamark - 代理方法
#pragmamark 动画完成

-(void)animationDidStop:(CAAnimation *)anim finished:(BOOL)flag{

  CAAnimationGroup *animationGroup=(CAAnimationGroup *)anim;

  CABasicAnimation *basicAnimation=animationGroup.animations[0];

  CAKeyframeAnimation *keyframeAnimation=animationGroup.animations[1];

  CGFloat toValue=[[basicAnimation valueForKey:@"KCBasicAnimationProperty_ToValue"] floatValue];

  CGPoint endPoint=[[keyframeAnimation valueForKey:@"KCKeyframeAnimationProperty_EndPosition"] CGPointValue];

  [CATransaction begin];

  [CATransaction setDisableActions:YES];
  //设置动画最终状态
  _layer.position=endPoint;

  _layer.transform=CATransform3DMakeRotation(toValue, 0, 0, 1);

  [CATransaction commit];

}

@end

运行效果：

Core Animation学习笔记_第9张图片
image
4.转场动画

转场动画就是从一个场景以动画的形式过渡到另一个场景。转场动画的使用一般分为以下几个步骤：

1.创建转场动画

2.设置转场类型、子类型（可选）及其他属性

3.设置转场后的新视图并添加动画到图层

下表列出了常用的转场类型(注意私有API是苹果官方没有公开的动画类型，但是目前通过仍然可以使用)：

  • 公开API
动画类型 说明 对应常量 是否支持方向设置
fade 淡出效果 kCATransitionFade 是
movein 新视图移动到旧视图上 kCATransitionMoveIn 是
push 新视图推出旧视图 kCATransitionPush 是
reveal 移开旧视图显示新视图 kCATransitionReveal 是
  • 私有API:私有API只能通过字符串访问
动画类型 说明 对应常量 是否支持方向设置
cube 立方体翻转效果 无 是
oglFlip 翻转效果 无 是
suckEffect 收缩效果 无 否
rippleEffect 水滴波纹效果 无 否
pageCurl 向上翻页效果 无 是
pageUnCurl 向下翻页效果 无 是
cameralIrisHollowOpen 摄像头打开效果 无 否
cameraIrisHollowClose 摄像头关闭效果 无 否

另外对于支持方向设置的动画类型还包含子类型：

动画子类型 说明
kCATransitionFromRight 从右侧转场
kCATransitionFromLeft 从左侧转场
kCATransitionFromTop 从顶部转场
kCATransitionFromBottom 从底部转场

在前面的文章“IOS开发系列--无限循环的图片浏览器”中为了使用UIScrollView做无限循环图片浏览器花费了不少时间在性能优化上面，这里使用转场动画利用一个UIImageView实现一个漂亮的无限循环图片浏览器。

//

//  KCMainViewController.m

//  TransitionAnimation

//

//  Created by Kenshin Cui on 14-3-12.

//  Copyright (c) 2014年 Kenshin Cui. All rights reserved.

#import"KCMainViewController.h"
#defineIMAGE_COUNT 5

@interface KCMainViewController (){

  UIImageView *_imageView;
  int_currentIndex;

}

@end

@implementation KCMainViewController

- (void)viewDidLoad {

  [super viewDidLoad];
  //定义图片控件
  _imageView=[[UIImageView alloc]init];

  _imageView.frame=[UIScreen mainScreen].applicationFrame;

  _imageView.contentMode=UIViewContentModeScaleAspectFit;

  _imageView.image=[UIImage imageNamed:@"0.jpg"];
  //默认图片
  [self.view addSubview:_imageView];
  //添加手势
  UISwipeGestureRecognizer *leftSwipeGesture=[[UISwipeGestureRecognizer alloc]initWithTarget:self action:@selector(leftSwipe:)];

  leftSwipeGesture.direction=UISwipeGestureRecognizerDirectionLeft;

  [self.view addGestureRecognizer:leftSwipeGesture];

  UISwipeGestureRecognizer *rightSwipeGesture=[[UISwipeGestureRecognizer alloc]initWithTarget:self action:@selector(rightSwipe:)];

  rightSwipeGesture.direction=UISwipeGestureRecognizerDirectionRight;

  [self.view addGestureRecognizer:rightSwipeGesture];

}

#pragmamark 向左滑动浏览下一张图片

-(void)leftSwipe:(UISwipeGestureRecognizer *)gesture{

  [self transitionAnimation:YES];

}

#pragmamark 向右滑动浏览上一张图片

-(void)rightSwipe:(UISwipeGestureRecognizer *)gesture{

  [self transitionAnimation:NO];

}

#pragmamark 转场动画

-(void)transitionAnimation:(BOOL)isNext{
  //1.创建转场动画对象
  CATransition *transition=[[CATransition alloc]init];
  //2.设置动画类型,注意对于苹果官方没公开的动画类型只能使用字符串，并没有对应的常量定义
  transition.type=@"cube";
  //设置子类型
  if(isNext) {

    transition.subtype=kCATransitionFromRight;

  }else{

    transition.subtype=kCATransitionFromLeft;

  }
  //设置动画时常
  transition.duration=1.0f;
  //3.设置转场后的新视图添加转场动画
  _imageView.image=[self getImage:isNext];

  [_imageView.layer addAnimation:transition forKey:@"KCTransitionAnimation"];

}
#pragmamark 取得当前图片

-(UIImage *)getImage:(BOOL)isNext{
  if(isNext) {

    _currentIndex=(_currentIndex+1)%IMAGE_COUNT;

  }else{

    _currentIndex=(_currentIndex-1+IMAGE_COUNT)%IMAGE_COUNT;

  }

  NSString *imageName=[NSString stringWithFormat:@"%i.jpg",_currentIndex];
  return [UIImage imageNamed:imageName];

}

@end

运行效果：

image

代码十分简单，但是效果和性能却很惊人。当然演示代码有限，其他动画类型大家可以自己实现，效果都很绚丽。

5.逐帧动画

前面介绍了核心动画中大部分动画类型，但是做过动画处理的朋友都知道，在动画制作中还有一种动画类型“逐帧动画”。说到逐帧动画相信很多朋友第一个想到的就是UIImageView，通过设置UIImageView的animationImages属性，然后调用它的startAnimating方法去播放这组图片。当然这种方法在某些场景下是可以达到逐帧的动画效果，但是它也存在着很大的性能问题，并且这种方法一旦设置完图片中间的过程就无法控制了。当然，也许有朋友会想到利用iOS的定时器NSTimer定时更新图片来达到逐帧动画的效果。这种方式确实可以解决UIImageView一次性加载大量图片的问题，而且让播放过程可控，唯一的缺点就是定时器方法调用有时可能会因为当前系统执行某种比较占用时间的任务造成动画连续性出现问题。

虽然在核心动画没有直接提供逐帧动画类型，但是却提供了用于完成逐帧动画的相关对象CADisplayLink。CADisplayLink是一个计时器，但是同NSTimer不同的是，CADisplayLink的刷新周期同屏幕完全一致。例如在iOS中屏幕刷新周期是60次/秒，CADisplayLink刷新周期同屏幕刷新一致也是60次/秒，这样一来使用它完成的逐帧动画（又称为“时钟动画”）完全感觉不到动画的停滞情况。

在iOS开篇“IOS开发系列--IOS程序开发概览”中就曾说过：iOS程序在运行后就进入一个消息循环中（这个消息循环称为“主运行循环”），整个程序相当于进入一个死循环中，始终等待用户输入。将CADisplayLink加入到主运行循环队列后，它的时钟周期就和主运行循环保持一致，而主运行循环周期就是屏幕刷新周期。在CADisplayLink加入到主运行循环队列后就会循环调用目标方法，在这个方法中更新视图内容就可以完成逐帧动画。

当然这里不得不强调的是逐帧动画性能势必较低，但是对于一些事物的运动又不得不选择使用逐帧动画，例如人的运动，这是一个高度复杂的运动，基本动画、关键帧动画是不可能解决的。所大家一定要注意在循环方法中尽可能的降低算法复杂度，同时保证循环过程中内存峰值尽可能低。下面以一个鱼的运动为例为大家演示一下逐帧动画。

//
//  KCMainViewController.m
//  DisplayLink
//
//  Created by Kenshin Cui on 14-3-22.
//  Copyright (c) 2014年 Kenshin Cui. All rights reserved.
//

#import "KCMainViewController.h"
#define IMAGE_COUNT 10

@interface KCMainViewController (){
    CALayer *_layer;
    int _index;
    NSMutableArray *_images;
}

@end

@implementation KCMainViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    //设置背景
    self.view.layer.contents=(id)[UIImage imageNamed:@"bg.png"].CGImage;
    
    //创建图像显示图层
    _layer=[[CALayer alloc]init];
    _layer.bounds=CGRectMake(0, 0, 87, 32);
    _layer.position=CGPointMake(160, 284);
    [self.view.layer addSublayer:_layer];
    
    //由于鱼的图片在循环中会不断创建，而10张鱼的照片相对都很小
    //与其在循环中不断创建UIImage不如直接将10张图片缓存起来
    _images=[NSMutableArray array];
    for (int i=0; i<10; ++i) {
        NSString *imageName=[NSString stringWithFormat:@"fish%i.png",i];
        UIImage *image=[UIImage imageNamed:imageName];
        [_images addObject:image];
    }

    
    //定义时钟对象
    CADisplayLink *displayLink=[CADisplayLink displayLinkWithTarget:self selector:@selector(step)];
    //添加时钟对象到主运行循环
    [displayLink addToRunLoop:[NSRunLoop mainRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
}

#pragma mark 每次屏幕刷新就会执行一次此方法(每秒接近60次)
-(void)step{
    //定义一个变量记录执行次数
    static int s=0;
    //每秒执行6次
    if (++s%10==0) {
        UIImage *image=_images[_index];
        _layer.contents=(id)image.CGImage;//更新图片
        _index=(_index+1)%IMAGE_COUNT;
    }
}
@end

运行效果：

Core Animation学习笔记_第10张图片
image

注意：上面仅仅演示了逐帧动画的过程，事实上结合其他动画类型可以让整条鱼游动起来，这里不再赘述。

原文地址：https://www.cnblogs.com/kenshincui/p/3972100.html#coreanimation
个人练习demo：GitHub

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