CAEmitterLayer

http://www.jianshu.com/p/197c2257f597

粒子动画

CAEmitterLayer常用属性

CAEmitterLayer并不是杂乱无章地发射粒子的，它发射粒子时的位置，发射的面积和面积对应的几何图形都是可以配置的，可以是一个点，或者一个方形、圆形等等

emitterShape：发射形状

是粒子从什么形状发射出来，它并不是表示粒子自己的形状

• kCAEmitterLayerPoint ：点
• kCAEmitterLayerLine：线
• kCAEmitterLayerRectangle ：矩形
• kCAEmitterLayerCircle：圆形
• kCAEmitterLayerCuboid ：正方体
• kCAEmitterLayerSphere ： 球

后两个是3D效果粒子，避而不谈。

emitterPosition：发射位置

在粒子图层上粒子的发射点(支持隐式动画)，决定了粒子发射形状的中心点。

emitterSize：发射尺寸

决定了粒子发射形状的大小。

我们用kCAEmitterLayerLine来说明一下。当你的CAEmitterLayer的emitterSize为CGSize（10， 10）时，你的所选择的emitterPosition为CGPoint（10,10）。那么形状为“Line”的CAEmitterLayer就会在如下图紫色的直线上产生粒子，对于“Line”来说，emitterSize的高度是被忽略的。

直线.png

我们可以这样理解， emitterPosition是所选emitterShape的中心点，例如对于矩形是对角线交点，对于圆形是圆心，对于直线是中点。而 emitterSize则决定了矩形的大小，圆形的大小，直线的长度。这样说应该就够通俗易懂了。
emitterCell会以中心点抽象为一个点，在上述区域内出现。
另外，我们可以将emitterCell的速度相关的属性全部设置为0，你也可以直接注释掉他们，采用默认值，这样我们将会得到一些不会移动的粒子，因为它们没有速度，这样我们能看清楚CAEmitterLayer的形状是什么
kCAEmitterLayerPoint:

![Uploading emitterShape_line_037035.png . . .]

kCAEmitterLayerLine:

emitterShape_line.png

kCAEmitterLayerRectangle:

emitterShape_Rectangle.png

kCAEmitterLayerCircle

emitterShape_circle.png

注意：
emitterShape与emitterSize配合使用
如果是kCAEmitterLayerPoint，emitterSize没有意义。如果是kCAEmitterLayerLine，emitterSize的高度没有意义。如果是其余两种，emitterSize宽高均有意义，如果此时不设置emitterSize，与kCAEmitterLayerPoint模式效果一样。

emitterMode：发射模式

emitterMode的作用是进一步决定发射的区域是在发射形状的哪一部份，当我们看到它的枚举时，也就能大概了解了。

• kCAEmitterLayerPoints : 点发射
• kCAEmitterLayerOutline : 线发射
• kCAEmitterLayerSurface：面发射
• kCAEmitterLayerVolume：容积发射，3D图形的体内

当我们选择Points的时候，粒子会从发射形状的“顶点”发射出来，这里顶点只是一个简单的描述，有些图形不能用顶点来描述的,例如对于圆形来说，“顶点”就是圆心。Outline是指从形状的边界上发射，surface则是从形状的表面上发射，Voloume是相对于3D形状的“球体内”或“立方体内”发射，关于3D形状的问题，以后再说。
注意：
发射方式和emitterShape和emitterSize是配合使用的。当emitterShape和emitterSize共同描绘出点的时候，发射方式使用点发射，选线发射和面发射无意义，依然是点发射的效果。当emitterShape和emitterSize共同描绘出矩形时，发射方式选面发射，如果选点发射会从点发射，选线发射同理。
emitterShape与emitterSize与emitterMode共同配合使用。同选点、线、或者面即可（其实功能有重叠部分，或可不用全部设置）

renderModel：渲染模式，默认值是kCAEmitterLayerUnordered

• kCAEmitterLayerUnordered：无序随机的
• kCAEmitterLayerOldestFirst：最新的在上层出现
• kCAEmitterLayerOldestLast：最新的在下层出现
• kCAEmitterLayerBackToFront ：由下层向上层涌动
• kCAEmitterLayerAdditive ：叠加显示

渲染模式就是当新的Cell出现的时候，该图层是在上一个Cell的上面还是下面。Additive为叠加模式，叠加的位置颜色会变重。

CAEmitterCell常用属性

CAEmitterLayer决定了粒子系统的发射位置，致于怎么让粒子本身酷炫起来，就需要CAEmitterCell的帮助。

(1)lifetime

粒子在系统上单纯的存在时间，单位是秒，时间到了粒子即会消失。

(2)lifetimeRange

以lifetime为基准的时间跨度，单位是秒。即粒子存在的时间为lifetime为中心点，以lifetimeRange为跨度的随机数，它可以配合lifetime来让粒子生命周期均匀变化，以便可以让粒子的出现和消失显得更加离散。
例如当lifetime=5,lifetimeRange=4时，实际的粒子存在时间为3-7秒。

(3)birthRate

粒子产生数量的决定参数,它表示CAEmitterLayer上每秒产生的粒子数量，birthRate是一个浮点数，即为0.1时表示每十秒产生一个粒子。

(4)contents

contents为cell的内容，类型为id，通常使用图片。用颜色创建图片的方法如下。

-(UIImage*)imageWithColor:(UIColor*)color andSize:(CGSize)size
{
    UIGraphicsBeginImageContext(size);
    CGContextRef context=UIGraphicsGetCurrentContext();
    CGContextSetFillColorWithColor(context, color.CGColor);

    CGRect rect=CGRectMake(0, 0, size.width, size.height);
    UIBezierPath*bezierPath=[UIBezierPath bezierPathWithRoundedRect:rect cornerRadius:size.width/2.0];

    CGContextAddPath(context, bezierPath.CGPath);
    CGContextFillPath(context);
    CGContextSetFillColorWithColor(context, color.CGColor);
    UIImage*theImage=UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();
    UIGraphicsEndImageContext();
    return theImage;
}

同样contents也可以直接使用切图，代码如下：

emitterCell.contents = (__bridge id _Nullable)[[UIImage imageNamed:@"imageName"] CGImage];

使用bridge桥接NS类与CF类。
注意：contents不能为空，不能使用图片名不存在的图片。且图片大小决定cell的初始大小。

(5)color

color作为cell的背景色，与contents配合使用。
如果contents的颜色以[UIColor colorWithRed:1 green:1 blue:1 alpha:1]来创建，并且我们cell的color传入[UIColor colorWithRed:0.5 green:1 blue:1 alpha:1]，那么最终颜色为[UIColor colorWithRed:0.5 green:1 blue:1 alpha:1]。
同样如果使用蓝色的contents图片，黄色的color，最终会得到绿色图片。
color和contents共同作用得出最终颜色。所以当使用contents图片控制cell时，color使用白色；当使用color控制cell时，contents使用纯白色图片（whiteColor，不可使用clearColor）。

(6)redRange，greenRange，blueRange

用于随机生成颜色，该属性为粒子生成时的颜色的容差范围，值为0~1。
例如redRange为0.1，那么当你的粒子的color对应的rgb为（10，255，255）。那么在其它值取默认值的前提下，这个粒子在CAEmitterLayer上发射出来的时候，它的rgb中的red component会均匀分布在 10正负0.1*255之间，即［0，35］，颜色值不能为负。

(7)redSpeed，greenSpeed，blueSpeed

用于颜色逐步变化，属性为粒子颜色的变化速度，它的取值范围也是0～1。表示每秒钟的颜色变化率，乘以粒子生命周期即为变化范围。
例如你的粒子的颜色是rgb（0，255，255），并且你的粒子的redRange也为0 ，这表示你的粒子被发射出来的时候，它的颜色值中的红色值总是为0 。你的粒子的生命周期lifetime为10，即粒子可以存在10秒，10秒后会从layer上移除。那么当你的redSpeed取值为0.1时，你将会看到你的粒子的红色值每秒增加0.1*255，这个过程是连续不断变化，外观上看就是你的粒子越来越接近白色。当粒子到达生命结束的时候也就是10秒的时候，你的粒子的颜色也恰好变成了rgb(255,255,255)。

(8)alphaRange和alphaSpeed

同(6)、(7)，控制透明度的初始范围和变化速率，可以通过此属性控制粒子的渐隐渐现。

(9) emissionLongitude

emissionLongtitude决定了粒子飞行方向跟水平坐标轴（x轴）之间的夹角，默认是0，即沿着x轴向右飞行。顺时针方向是正向，例如emissionLongtitude为0 ，则粒子顺着x轴飞行，如果你想让你的粒子发射出来后，沿着y轴向下飞行，那么emissionLongtitude就应该设置为PI/2。即90度，正如我所说的那样，顺时针方向是正方向。如果你想让你的粒子沿着y轴向上飞行，你可以将emissionLongtitude设置为 3*PI/2也可设置为 -PI/2。下图就简单展示了emissionLongtitude的几个典型取值，图中绿色箭头所指的方向就是当emissionLongtitude为箭头对应角度时的粒子飞行方向:

方向对应数值.png

(10)emissionRange

emissionRange则决定了粒子的发散范围，同样是一个弧度值（radians），表示粒子在沿着emissionLongtitude方向所形成的顶角为2倍emissionRange的圆锥范围内发散。我们看例图：我们把emisstionLongtitude设置为-PI/2，让粒子向上飞行，并且让emissionRange为PI／4。那么按照上面的说法，我们应该能得到一个向上的，并且顶角为2 * PI／4的圆锥，结果应该如下图：

emissionRange.png

(11) emissionLatitude

粒子Z轴上的发射角度，用于三维立体效果，可以不做设置。与emissionLongitude原理相同，默认为0，在平面上向下，为PI时向上。为PI/2是垂直屏幕向外，3*PI/2时垂直屏幕向里，在屏幕上表现为粒子不动。
emissionLatitude的值为与平面的夹角，当存在值时，我们所看到的粒子运动距离实际上为该边长在平面上的垂直投影(直角边)，小于velocity与lifeTime的乘积（斜边）。
emissionRange的值可能也作用于emissionLatitude，这样所得出的粒子出没区域不再是单纯扇形（拥有更大的角度，更短的半径），更具有离散性。

(12)velocity

粒子的运动速度，配合lifeTime得出粒子活动区域。默认为0，即粒子不运动。
velocity可以为负值，即沿反方向移动。

(13)velocityRange

粒子运动速度范围。例如当velocity为100，velocityRange为200时，最终速度范围为0~200。

(14)xAcceleration yAcceleration zAcceleration

这3个属性分别定义了3个坐标轴上的加速度，它们代表了不同坐标轴方向上的每秒的速度增量，与物理学上保持一致。即当加速度为正数时加速，为负数时减速，当速度减为负数时反向加速移动。

(15)spin，spinRange

粒子的自转。粒子的自转是以弧度制来计算的，表示每秒钟粒子自转的弧度数,2PI为每秒自转一周。例如你的粒子的生命周期就是10秒，那么你想让你的粒子在10秒内刚好自转1周，那么spin为2PI/10。另外，当spin为正数的时候，粒子是顺时针旋转的，为负数的话就是逆时针选转了。 spinRange就不多说了，跟其它range的意义和作用是一样的，让自转速度离散。

(16)scale，scaleRange，scaleSpeed

粒子的缩放。scale与scaleRange的值为0~1，可以更改粒子初始的大小。scaleSpeed表示粒子的变化速率，与以上其他属性含义相同。

(17)subCell

可以指定一个subcell作为cell的cells列表成员，完成粒子在完成动画消失时开始下一个动画。

一个简单的下雨动画代码

- (instancetype)initWithFrame:(CGRect)frame
{

    self = [super initWithFrame:frame];
    if (self) {
        [self addSubview:self.backgroundImageView];
        self.backgroundColor = [UIColor clearColor];
        self.layer.masksToBounds = YES;
        dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
          [self.layer addSublayer:self.emitter];
        });
    }

    return self;
}

- (UIImageView *)backgroundImageView
{
    if (!_backgroundImageView) {
        _backgroundImageView = [[UIImageView alloc] initWithFrame:self.bounds];
        _backgroundImageView.image = [UIImage imageNamed:@"bg_rain"];
    }
    return _backgroundImageView;
}

- (CAEmitterLayer *)emitter
{
    if (!_emitter) {
        _emitter = ({

            CAEmitterLayer *emitter = [CAEmitterLayer layer];
            emitter.backgroundColor = [UIColor clearColor].CGColor;
            emitter.emitterPosition = CGPointMake(self.bounds.size.width, -40);
            emitter.emitterSize = CGSizeMake(self.bounds.size.width * 1.5, 80);
            emitter.emitterMode = kCAEmitterLayerSurface;
            emitter.emitterShape = kCAEmitterLayerRectangle;

            CAEmitterCell *midEmitterCell = [self midEmitterCell];
            CAEmitterCell *smallEmitterCell = [self smallEmitterCell];
            CAEmitterCell *largeEmitterCell = [self largeEmitterCell];

            //add the cell to the emitter layer
            emitter.emitterCells = @[ midEmitterCell, smallEmitterCell, largeEmitterCell ];
            emitter;
        });
    }

    return _emitter;
}

- (CAEmitterCell *)largeEmitterCell
{
    CAEmitterCell *emitterCell = [CAEmitterCell emitterCell];

    emitterCell.contents = (id)[[UIImage imageNamed:@"rain_large"] CGImage];

    emitterCell.name = @"rain_large";

    UIColor *color = [UIColor colorWithWhite:1.0 alpha:1.0];
    emitterCell.color = color.CGColor;

    emitterCell.birthRate = LargeRainrate;
    emitterCell.lifetime = lifeTime(2.1);
    emitterCell.lifetimeRange = 0;
    emitterCell.velocity = 150;
    emitterCell.velocityRange = 50;

    emitterCell.emissionLongitude = 2;
    emitterCell.emissionRange = 0;


    emitterCell.xAcceleration = -1;
    emitterCell.yAcceleration = 20;
    emitterCell.alphaRange = 0.8;
    emitterCell.alphaSpeed = 0.1;

    emitterCell.scale = 0.6;
    emitterCell.scaleRange = 0.2;
    emitterCell.scaleSpeed = 0.0;


    CAEmitterCell *subCell = [self waterCirleCell];
    emitterCell.emitterCells = @[ subCell ];

    return emitterCell;
}

- (CAEmitterCell *)midEmitterCell
{
    CAEmitterCell *emitterCell = [CAEmitterCell emitterCell];

    emitterCell.contents = (id)[[UIImage imageNamed:@"rain_mid"] CGImage];

    emitterCell.name = @"rain_mid";

    UIColor *color = [UIColor colorWithWhite:1.0 alpha:1.0];
    emitterCell.color = color.CGColor;

    emitterCell.birthRate = MidRainrate;
    emitterCell.lifetime = lifeTime(2.0);
    emitterCell.lifetimeRange = 0;
    emitterCell.velocity = 150;
    emitterCell.velocityRange = 50;

    emitterCell.emissionLongitude = 2;
    emitterCell.emissionRange = 0;


    emitterCell.xAcceleration = -1;
    emitterCell.yAcceleration = 25;
    emitterCell.alphaRange = 0.8;
    emitterCell.alphaSpeed = -0.1;

    emitterCell.scale = 0.6;
    emitterCell.scaleRange = 0.2;
    emitterCell.scaleSpeed = 0.0;

    return emitterCell;
}

- (CAEmitterCell *)smallEmitterCell
{
    CAEmitterCell *emitterCell = [CAEmitterCell emitterCell];

    emitterCell.contents = (id)[[UIImage imageNamed:@"rain_small"] CGImage];

    emitterCell.name = @"rain_small";

    UIColor *color = [UIColor colorWithWhite:1.0 alpha:1.0];
    emitterCell.color = color.CGColor;

    emitterCell.birthRate = SmallRainrate;
    emitterCell.lifetime = lifeTime(2.0);
    emitterCell.lifetimeRange = 0;
    emitterCell.velocity = 200;
    emitterCell.velocityRange = 50;

    emitterCell.emissionLongitude = 2;
    emitterCell.emissionRange = 0;


    emitterCell.xAcceleration = -1;
    emitterCell.yAcceleration = 30;
    emitterCell.alphaRange = 0.6;
    emitterCell.alphaSpeed = -0.2;

    emitterCell.scale = 0.6;
    emitterCell.scaleRange = 0.2;
    emitterCell.scaleSpeed = 0.0;

    return emitterCell;
}


- (CAEmitterCell *)waterCirleCell
{
    //create new emitter cell
    CAEmitterCell *emitterCell = [CAEmitterCell emitterCell];
    emitterCell.beginTime = lifeTime(2.05);
    //粒子图片
    emitterCell.contents = (__bridge id _Nullable)[[UIImage imageNamed:@"circle_small"] CGImage];
    //粒子源名称
    emitterCell.name = @"circle_small";
    //get the particles start color
    UIColor *color = [UIColor whiteColor];
    emitterCell.color = color.CGColor;
    //copy all the settings to the emitter cell
    //产生速率
    emitterCell.birthRate = 1;

    //生命周期
    emitterCell.lifetime = 2.4;

    //透明度
    emitterCell.alphaRange = 0.8;
    //透明度变化速度
    emitterCell.alphaSpeed = -0.3;

    //缩放
    emitterCell.scale = 0.4;
    emitterCell.scaleRange = 0.3;
    emitterCell.scaleSpeed = 0.4;


    return emitterCell;
}