iOS动画自定义时间函数

动画基础

动画在UI交互中是一种增强用户体验的利器，现在几乎每一个移动App都会使用到各种动画效果。苹果Cocoa框架对动画效果的支持非常强大，为开发者提供了丰富的Api实现各类动画效果。

iOS开发中实现动画效果通常有三种方式。

• 基于CALayer的Core Animation框架，这是动画的基础框架。
• 基于UIView，为了方便实现简单的动画封装的UIView Animation。
• 在游戏开发中经常用到的基于物理模拟的动画框架UIKit Dynamics。

核心动画

Core Animation正如其名，是所有动画的核心实现。它可以满足我们对动画的所有要求。
可能最常见的情况是将一个 view 的属性从一个值改变为另一个值，比如

let animationX = CABasicAnimation()
animationY.keyPath = "position.x"
animationY.fromValue = 0
animationY.byValue = 300
animationY.duration = 2.0
animationX.timingFunction = CAMediaTimingFunction(name:kCAMediaTimingFunctionLinear)

rect-linear.gif

这段代码表示一个在x方向上从0线型移动到300，耗时2秒的动画。可以看到 Core Animation提供的API非常简洁，很容易理解。

时间函数

可以看到，上面的方块是线型移动的，这是因为我们设置了其动画的时间函数为CAMediaTimingFunction(name:kCAMediaTimingFunctionLinear)。时间函数通过修改持续时间的分数来控制动画的速度。

Core Animation提供两种方式创建时间函数，一种是预定义的命名时间函数：CAMediaTimingFunction(name:String)

• 淡入 (kCAMediaTimingFunctionEaseIn):

  
  
  

• 淡出 (kCAMediaTimingFunctionEaseOut):

  
  
  

• 淡入淡出 (kCAMediaTimingFunctionEaseInEaseOut):

  
  
  
• 默认 (kCAMediaTimingFunctionDefault):
  
  
  
  另一种是通过传入两个控制点创建贝塞尔曲线(cubic Bézier)函数：
  CAMediaTimingFunction(c1x:Float,c1y:Float,c2x:Float,c2y:Float)
  关于贝塞尔曲线的细节这里不展开讨论，有兴趣的看官们可以移步cubic-bezier.com，这个网站可以直接看到通过控制点创建的贝塞尔曲线的函数图像，awesome！

自定义时间函数

Core Animation只提供了有限的时间函数，能满足我们大部分的需求。但是如果我们要实现类似下图的效果，方块按照Sin正弦函数的方式进行动画，应该怎么做呢？

demo (1).gif

为此我写了一个微型的库—— TFAnimation，接收一个自定义的时间函数，是一个 (CGFloat) -> CGFloat类型的闭包，其定义域为[0,1]。比如，线型时间函数可以定义如下。

let animationY = TFBasicAnimation()
//指定其他的属性，就像CABasicAnimation
animationY.keyPath = "position.y"
animationY.fromValue = 0
animationY.byValue = height / 4
animationY.duration = 5.0
animationY.additive = true
animationY.timeFunction = { $0 }

所以，实现上图的效果，其实就是在x方向上时间函数是平移，在y方向上，时间函数是正弦函数

animationY.timeFunction = { -CGFloat(sin(4.0 * M_PI  * Double($0)) }

其实实现的原理也很简单，代码量也不多，核心思想是继承CAKeyframeAnimation，把通过时间函数计算出相应的帧位置，填充到CAKeyframeAnimation.values中。具体的实现我放在了github上，TFAnimation，直接运行就是上图的正弦动画，走过路过的小伙伴随手点个Star呗！有任何意见建议的小伙伴欢迎评论留言~