核心动画

Core Animation，中文翻译为核心动画，它是一组非常强大的动画处理API，使用它能做出非常炫丽的动画效果，而且往往是事半功倍。也就是说，使用少量的代码就可以实现非常强大的功能。
Core Animation可以用在Mac OS X和iOS平台。
Core Animation的动画执行过程都是在后台操作的，不会阻塞主线程。
要注意的是，Core Animation是直接作用在CALayer上的，并非UIView。

一：基本概念

1.1 什么是核心动画

Core Animation(核心动画)是一组功能强大、效果华丽的动画API，无论在iOS系统或者在你开发的App中，都有大量应用。

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可以看到，核心动画位于UIKit的下一层，相比UIView动画，它可以实现更复杂的动画效果。
核心动画作用在CALayer（Core animation layer）上，CALayer从概念上类似UIView，我们可以将UIView看成是一种特殊的CALayer（可以响应事件）
　　实际上，每一个view都有其对应的layer，这个layer是root layer：

@property(nonatomic,readonly,strong)                 CALayer  *layer;

给view加上动画，本质上是对其layer进行操作，layer包含了各种支持动画的属性，动画则包含了属性变化的值、变化的速度、变化的时间等等，两者结合产生动画的过程。

#######1.2 核心动画和UIView动画
核心动画和UIView动画的对比：UIView动画可以看成是对核心动画的封装，和UIView动画不同的是，通过核心动画改变layer的状态（比如position），动画执行完毕后实际上是没有改变的（表面上看起来已改变）。

核心动画的优点有：

1）性能强大，使用硬件加速，可以同时向多个图层添加不同的动画效果
2）接口易用，只需要少量的代码就可以实现复杂的动画效果。
3）运行在后台线程中，在动画过程中可以响应交互事件（UIView动画默认动画过程中不响应交互事件）。

#######1.3 核心动画类的层次结构

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CAAnimation是所有动画对象的父类，实现CAMediaTiming协议，负责控制动画的时间、速度和时间曲线等等，是一个抽象类，不能直接使用。

CAPropertyAnimation ：是CAAnimation的子类，它支持动画地显示图层的keyPath，一般不直接使用。
iOS9.0之后新增CASpringAnimation类，它实现弹簧效果的动画，是CABasicAnimation的子类。

综上，核心动画类中可以直接使用的类有：

CABasicAnimation 基本动画
CAKeyframeAnimation
CATransition 转场动画
CAAnimationGroup 组动画
CASpringAnimation 弹簧动画

1.4 核心动画类的核心方法

#######1.4.1 初始化CAAnimation对象

一般使用animation方法生成实例

 + (instancetype)animation;

如果是CAPropertyAnimation的子类，还可以通过animationWithKeyPath生成实例

     + (instancetype)animationWithKeyPath:(nullable NSString *)path;

#######1.4.2 设置动画的相关属性
设置动画的执行时间，执行曲线，keyPath的目标值，代理等等

#######1.4.3 动画的添加和移除
调用CALayer的addAnimation:forKey:方法将动画添加到CALayer中，这样动画就开始执行了

- (void)addAnimation:(CAAnimation *)anim forKey:(nullable NSString *)key;

调用CALayer的removeAnimation方法停止CALayer中的动画

 - (void)removeAnimationForKey:(NSString *)key;
 - (void)removeAllAnimations;

二: 核心动画类的常用属性

duration：动画的持续时间
repeatCount：动画的重复次数
timingFunction：动画的时间节奏控制

2.1 我们动画的keyPath

keyPath：可以指定keyPath为CALayer的属性值，并对它的值进行修改，以达到对应的动画效果，需要注意的是部分属性值是不支持动画效果的。

　以下是具有动画效果的keyPath：

 //CATransform3D Key Paths : (example)transform.rotation.z
     //rotation.x
     //rotation.y
     //rotation.z
     //rotation 旋转

     //scale.x
     //scale.y
     //scale.z
     //scale     缩放

     //translation.x
     //translation.y
     //translation.z
     //translation 平移
---------------------------------

  //CGPoint Key Paths : (example)position.x
     //x
     //y
---------------------------------

//CGRect Key Paths : (example)bounds.size.width
     //origin.x
     //origin.y
     //origin
     //size.width
     //size.height
     //size
---------------------------------

//opacity
     //backgroundColor
     //cornerRadius 
     //borderWidth
     //contents 
---------------------------------

 //Shadow Key Path:
     //shadowColor 
     //shadowOffset 
     //shadowOpacity 
     //shadowRadius

2.2 timingFunction：动画的时间节奏控制

 timingFunctionName的enum值如下：
     kCAMediaTimingFunctionLinear 匀速
     kCAMediaTimingFunctionEaseIn 慢进
     kCAMediaTimingFunctionEaseOut 慢出
     kCAMediaTimingFunctionEaseInEaseOut 慢进慢出
     kCAMediaTimingFunctionDefault 默认值（慢进慢出）

2.3 fillMode：视图在非Active时的行为

2.4 removedOnCompletion 动画执行完毕后是否从图层上移除

removedOnCompletion：动画执行完毕后是否从图层上移除，默认为YES（视图会恢复到动画前的状态），可设置为NO（图层保持动画执行后的状态，前提是fillMode设置为kCAFillModeForwards）

2.5 beginTime：动画延迟执行时间（通过CACurrentMediaTime() + your time 设置）

2.6 delegate：代理

  代理方法如下：
     - (void)animationDidStart:(CAAnimation *)anim;  //动画开始
     - (void)animationDidStop:(CAAnimation *)anim finished:(BOOL)flag; //动画结束

三： CABasicAnimation

CABasicAnimation可以设定keyPath的起点，终点的值，动画会沿着设定点进行移动，CABasicAnimation可以看成是只有两个关键点的特殊的CAKeyFrameAnimation。

#######3.1 Scale的实例

func testScale() {
    let ani = CABasicAnimation(keyPath: "transform.scale")
    ani.fromValue = 0
    ani.toValue = 2
    ani.isRemovedOnCompletion = false
    ani.fillMode = kCAFillModeForwards
    ani.duration = 3
    ani.repeatCount = MAXFLOAT
    ani.timingFunction = CAMediaTimingFunction(name: kCAMediaTimingFunctionEaseInEaseOut)
    showImgView.layer.add(ani, forKey: "transform.scale")
}

#######3.2 Rotation实例

func testRotation() {
    let ani = CABasicAnimation(keyPath: "transform.rotation")
    ani.fromValue = 0
    ani.toValue = -M_PI
    ani.isRemovedOnCompletion = false
    ani.fillMode = kCAFillModeForwards
    ani.duration = 3
    ani.repeatCount = MAXFLOAT
    ani.timingFunction = CAMediaTimingFunction(name: kCAMediaTimingFunctionEaseInEaseOut)
    showImgView.layer.add(ani, forKey: "transform.rotation")
}

#######3.3 Position


func testPosition() {
    let ani = CABasicAnimation(keyPath: "position")
    ani.fromValue = CGPoint()
    ani.toValue = view.center
    ani.isRemovedOnCompletion = false
    ani.fillMode = kCAFillModeForwards
    ani.duration = 3
    ani.repeatCount = MAXFLOAT
    ani.timingFunction = CAMediaTimingFunction(name: kCAMediaTimingFunctionEaseInEaseOut)
    showImgView.layer.add(ani, forKey: "position")
}

关键帧动画

一： CAKeyframeAnimation

可以设定keyPath起点、中间关键点（不止一个）、终点的值，每一帧所对应的时间，动画会沿着设定点进行移动。
CAKeyframeAnimation的重要属性：

1， values：关键帧数组对象，里面每一个元素即为一个关键帧，动画会在对应的时间段内，依次执行数组中每一个关键帧的动画。
2，path：动画路径对象，可以指定一个路径，在执行动画时路径会沿着路径移动，Path在动画中只会影响视图的Position。
3，keyTimes：设置关键帧对应的时间点，范围：0-1。如果没有设置该属性，则每一帧的时间平分。

二：关键帧动画的实例

    /// 围绕四方形运动
    func testFramePosition()  {

        let ani:CAKeyframeAnimation = CAKeyframeAnimation(keyPath: "position")
        ani.duration = 4.0
        ani.isRemovedOnCompletion = false
        ani.fillMode = kCAFillModeForwards
        ani.timingFunction = CAMediaTimingFunction.init(name: kCAMediaTimingFunctionEaseOut)
        ani.repeatCount = MAXFLOAT
        ani.duration = 3
        let value1 = CGPoint(x: 100, y: 100)
        let value2 = CGPoint(x: 400, y: 100)
        let value3 = CGPoint(x: 400, y: 400)
        let value4 = CGPoint(x: 100, y: 400)
        let value5 = CGPoint(x: 100, y: 100)
        ani.values = [value1, value2, value3, value4, value5]
        showImgView.layer.add(ani, forKey: "position")
    }

    /// 围绕path运动
    func testCirclePosition()  {

        let ani:CAKeyframeAnimation = CAKeyframeAnimation(keyPath: "position")
        ani.isRemovedOnCompletion = false
        ani.fillMode = kCAFillModeBoth
        ani.timingFunction = CAMediaTimingFunction.init(name: kCAMediaTimingFunctionEaseOut)
        ani.repeatCount = MAXFLOAT
        ani.duration = 3
         let path =  CGMutablePath()
        path.addEllipse(in: CGRect(x: 100, y: 100, width: 200, height: 200), transform: CGAffineTransform(scaleX: 1, y: 1))
        ani.path = path
        showImgView.layer.add(ani, forKey: "position")
    }