IOS 复杂动画设计 （一）
文章目录
- IOS 动画开发设计
- 1.动画设计原理
- 1.1 IOS 常用动画类库
- 1.1.1 iOS 核心动画Core Animation
- 1.1.2 iOS CALayer
- 1.1.2 iOS UIView动画
- 1.1.2.1 iOS UIView简单动画使用
- 1.1.2.2 iOS UIView Spring动画
- 1.1.2.3 iOS 关键帧动画KeyFrames
- 2.模糊效果的使用
- 3.使用 maskView 设计动画
- 4.使用 Facebook 开源动画库 POP 实现真实衰减与弹簧动画
- 5.用缓动函数模拟物理动画
- 6.使用带粒子效果的 CAEmitterLayer
- 7.iOS 中 CAGradientLayer 的使用
- 8.iOS 中 CALayer 的使用
- 9.iOS绘图API绘制线条文字几何图形
IOS 动画开发设计
1.动画设计原理
1.1 IOS 常用动画类库
1.1.1 iOS 核心动画Core Animation
Core Animation简介
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。
Core Animation的视频：WWDC大会Core Animation讲解
核心动画类继承结构：
如果是xcode5之前的版本，使用它需要先添加QuartzCore.framework和引入对应的框架
开发步骤:
1.使用它需要先添加QuartzCore.framework框架和引入主头文件
2.初始化一个CAAnimation对象，并设置一些动画相关属性
3.通过调用CALayer的addAnimation:forKey:方法增加CAAnimation对象到CALayer中，这样就能开始执行动画了
4.通过调用CALayer的removeAnimationForKey:方法可以停止CALayer中的动画
相关动画类介绍：
CAAnimation——所有动画对象的父类
/*
CAAnimation——所有动画对象的父类
是所有动画对象的父类，负责控制动画的持续时间和速度，是个抽象类，不能直接使用，应该使用它具体的子类
属性说明：(带*号代表来自CAMediaTiming协议的属性)
*duration：动画的持续时间
*repeatCount：重复次数，无限循环可以设置HUGE_VALF或者MAXFLOAT
*repeatDuration：重复时间
removedOnCompletion：默认为YES，代表动画执行完毕后就从图层上移除，图形会恢复到动画执行前的状态。如果想让图层保持显示动画执行后的状态，那就设置为NO，不过还要设置fillMode为kCAFillModeForwards
*fillMode：决定当前对象在非active时间段的行为。比如动画开始之前或者动画结束之后
*beginTime：可以用来设置动画延迟执行时间，若想延迟2s，就设置为CACurrentMediaTime()+2，CACurrentMediaTime()为图层的当前时间
timingFunction：速度控制函数，控制动画运行的节奏
delegate：动画代理
*/
CAAnimation——动画填充模式
/*
CAAnimation——动画填充模式
fillMode属性值（要想fillMode有效，最好设置removedOnCompletion = NO）
kCAFillModeRemoved 这个是默认值，也就是说当动画开始前和动画结束后，动画对layer都没有影响，动画结束后，layer会恢复到之前的状态
kCAFillModeForwards 当动画结束后，layer会一直保持着动画最后的状态
kCAFillModeBackwards 在动画开始前，只需要将动画加入了一个layer，layer便立即进入动画的初始状态并等待动画开始。
kCAFillModeBoth 这个其实就是上面两个的合成.动画加入后开始之前，layer便处于动画初始状态，动画结束后layer保持动画最后的状态
*/
CAAnimation——速度控制函数
/*
CAAnimation——速度控制函数
速度控制函数(CAMediaTimingFunction)
kCAMediaTimingFunctionLinear（线性）：匀速，给你一个相对静态的感觉
kCAMediaTimingFunctionEaseIn（渐进）：动画缓慢进入，然后加速离开
kCAMediaTimingFunctionEaseOut（渐出）：动画全速进入，然后减速的到达目的地
kCAMediaTimingFunctionEaseInEaseOut（渐进渐出）：动画缓慢的进入，中间加速，然后减速的到达目的地。这个是默认的动画行为。
设置动画的执行节奏
anim.timingFunction = [CAMediaTimingFunction functionWithName:kCAMediaTimingFunctionLinear];
*/
CAPropertyAnimation
/*
CAPropertyAnimation
是CAAnimation的子类，也是个抽象类，要想创建动画对象，应该使用它的两个子类：
CABasicAnimation
CAKeyframeAnimation
属性说明：
keyPath：通过指定CALayer的一个属性名称为keyPath（NSString类型），并且对CALayer的这个属性的值进行修改，达到相应的动画效果。比如，指定@“position”为keyPath，就修改CALayer的position属性的值，以达到平移的动画效果
*/
CABasicAnimation——基本动画
/*
CABasicAnimation——基本动画
基本动画，是CAPropertyAnimation的子类
属性说明:
keyPath:要改变的属性名称(传字符串)
fromValue：keyPath相应属性的初始值
toValue：keyPath相应属性的结束值
动画过程说明：
随着动画的进行，在长度为duration的持续时间内，keyPath相应属性的值从fromValue渐渐地变为toValue
keyPath内容是CALayer的可动画Animatable属性
如果fillMode=kCAFillModeForwards同时removedOnComletion=NO，那么在动画执行完毕后，图层会保持显示动画执行后的状态。但在实质上，图层的属性值还是动画执行前的初始值，并没有真正被改变。
*/
CABasicAnimation创建动画
//创建动画
CABasicAnimation *anim = [CABasicAnimation animation];;
// 设置动画对象
keyPath决定了执行怎样的动画,调用layer的哪个属性来执行动画
position:平移
anim.keyPath = @"position";
// 包装成对象
anim.fromValue = [NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(0, 0)];;
anim.toValue = [NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(200, 300)];
anim.duration = 2.0;
// 让图层保持动画执行完毕后的状态
// 执行完毕以后不要删除动画
anim.removedOnCompletion = NO;
// 保持最新的状态
anim.fillMode = kCAFillModeForwards;
// 添加动画
[self.layer addAnimation:anim forKey:nil];
1.1.2 iOS CALayer
在iOS系统中，你能看得见摸得着的东西基本上都是UIView，比如一个按钮、一个文本标签、一个文本输入框、一个图标等等，这些都是UIView。
其实UIView之所以能显示在屏幕上，完全是因为它内部的一个层。
在创建UIView对象时，UIView内部会自动创建一个层(即CALayer对象)，通过UIView的layer属性可以访问这个层。当UIView需要显示到屏幕上时，会调用drawRect:方法进行绘图，并且会将所有内容绘制在自己的层上，绘图完毕后，系统会将层拷贝到屏幕上，于是就完成了UIView的显示。
换句话说，UIView本身不具备显示的功能，是它内部的层才有显示功能。
UIView之所以能够显示，完全是因为内部的CALayer对象。因此，通过操作这个CALayer对象，可以很方便地调整UIView的一些界面属性，比如：阴影、圆角大小、边框宽度和颜色等。
CALayer一些属性：
//下面是CALayer的一些属性介绍
//宽度和高度
@property CGRect bounds;
//位置(默认指中点，具体由anchorPoint决定)
@property CGPoint position;
//锚点(x,y的范围都是0-1)，决定了position的含义
@property CGPoint anchorPoint;
//背景颜色(CGColorRef类型)
@propertyCGColorRefbackgroundColor;
//形变属性
@property CATransform3D transform;
//边框颜色(CGColorRef类型)
@property CGColorRef borderColor;
//边框宽度
@property CGFloat borderWidth;
//圆角半径
@property CGFloat cornerRadius;
//内容(比如设置为图片CGImageRef)
@property(retain) id contents;
说明：可以通过设置contents属性给UIView设置背景图片,注意必须是CGImage才能显示，我们可以在UIImage对象后面加上.CGImage直接转换，转换之后还需要在前面加上(id)进行强转。
// 跨框架赋值需要进行桥接
self.view.layer.contents = (__bridge id _Nullable)([UIImage imageNamed:@"123"].CGImage);
值得注意的是，UIView的CALayer对象(层)通过layer属性可以访问这个层。要注意的是，这个默认的层不允许重新创建，但可以往层里面添加子层。UIView可以通过addSubview:方法添加子视图，类似地，CALayer可以通过addSublayer:方法添加子层
CALayer对象有两个比较重要的属性，那就是position和anchorPoint。
position和anchorPoint属性都是CGPoint类型的
position可以用来设置CALayer在父层中的位置，它是以父层的左上角为坐标原点(0, 0)
anchorPoint称为"定位点"，它决定着CALayer身上的哪个点会在position属性所指的位置。它的x、y取值范围都是0~1，默认值为(0.5, 0.5)
anchorPoint是视图的中心点，position是视图的位置，位置会和中心点重叠。所以我们在开发中可以通过修改视图的layer.anchorPoint或者layer.position实现特定的动画效果。
举例：创建一个CALayer，添加到控制器的view的layer中
CALayer *myLayer = [CALayer layer];
// 设置层的宽度和高度（100x100）
myLayer.bounds = CGRectMake(0, 0, 100, 100);
// 设置层的位置
myLayer.position = CGPointMake(100, 100);
// 设置层的背景颜色：红色
myLayer.backgroundColor = [UIColor redColor].CGColor;
// 添加myLayer到控制器的view的layer中
[self.view.layer addSublayer:myLayer];
隐式动画
根层与非根层：
每一个UIView内部都默认关联着一个CALayer，我们可用称这个Layer为Root Layer（根层）
所有的非Root Layer，也就是手动创建的CALayer对象，都存在着隐式动画
当对非Root Layer的部分属性进行修改时，默认会自动产生一些动画效果，而这些属性称为Animatable Properties(可动画属性)。
常见的几个可动画属性：
//bounds：用于设置CALayer的宽度和高度。修改这个属性会产生缩放动画
//backgroundColor：用于设置CALayer的背景色。修改这个属性会产生背景色的渐变动画
//position：用于设置CALayer的位置。修改这个属性会产生平移动画
//可以通过事务关闭隐式动画：
[CATransaction begin];
// 关闭隐式动画
[CATransaction setDisableActions:YES];
self.myview.layer.position = CGPointMake(10, 10);
[CATransaction commit];
1.1.2 iOS UIView动画
1.1.2.1 iOS UIView简单动画使用
UIView动画是iOS开发中最廉价也是最常用的动画。
UIView动画能够设置的动画属性有：
frame,bounds,center, transform,alpha,backgroundColor,contentStretch
举例：
OC代码，简单动画设置
//开始动画：
// 第一个参数: 动画标识
// 第二个参数: 附加参数,在设置代理情况下，此参数将发送到setAnimationWillStartSelector和setAnimationDidStopSelector所指定的方法，大部分情况，设置为nil.
[UIView beginAnimations:(nullable NSString *) context:(nullable void *)];
//结束动画
[UIView commitAnimations];
//动画参数属性设置：
//动画持续时间
[UIView setAnimationDuration:(NSTimeInterval)];
//动画的代理对象
[UIView setAnimationDelegate:(nullable id)];
//设置动画将开始时代理对象执行的SEL
[UIView setAnimationWillStartSelector:(nullable SEL)];
//设置动画延迟执行的时间
[UIView setAnimationDelay:(NSTimeInterval)];
//设置动画的重复次数
[UIView setAnimationRepeatCount:(float)];
//设置动画的曲线
/*
UIViewAnimationCurve的枚举值：
UIViewAnimationCurveEaseInOut, // 慢进慢出（默认值）
UIViewAnimationCurveEaseIn, // 慢进
UIViewAnimationCurveEaseOut, // 慢出
UIViewAnimationCurveLinear // 匀速
*/
[UIView setAnimationCurve:(UIViewAnimationCurve)];
//设置是否从当前状态开始播放动画
/*假设上一个动画正在播放，且尚未播放完毕，我们将要进行一个新的动画：
当为YES时：动画将从上一个动画所在的状态开始播放
当为NO时：动画将从上一个动画所指定的最终状态开始播放（此时上一个动画马上结束）*/
[UIView setAnimationBeginsFromCurrentState:YES];
//设置动画是否继续执行相反的动画
[UIView setAnimationRepeatAutoreverses:(BOOL)];
//是否禁用动画效果（对象属性依然会被改变，只是没有动画效果）
[UIView setAnimationsEnabled:(BOOL)];
//设置视图的过渡效果
/* 第一个参数：UIViewAnimationTransition的枚举值如下
UIViewAnimationTransitionNone, //不使用动画
UIViewAnimationTransitionFlipFromLeft, //从左向右旋转翻页
UIViewAnimationTransitionFlipFromRight, //从右向左旋转翻页
UIViewAnimationTransitionCurlUp, //从下往上卷曲翻页
UIViewAnimationTransitionCurlDown, //从上往下卷曲翻页
第二个参数：需要过渡效果的View
第三个参数：是否使用视图缓存，YES：视图在开始和结束时渲染一次；NO：视图在每一帧都渲染*/
[UIView setAnimationTransition:(UIViewAnimationTransition) forView:(nonnull UIView *) cache:(BOOL)];
block块设置UIView基本动画：
[UIView animateWithDuration:(NSTimeInterval) //动画持续时间
animations:^{
//执行的动画
}];
//带有动画提交回调的Block动画
[UIView animateWithDuration:(NSTimeInterval) //动画持续时间
animations:^{
//执行的动画
} completion:^(BOOL finished) {
//动画执行提交后的操作
}];
//可以设置延时时间和过渡效果的Block动画
[UIView animateWithDuration:(NSTimeInterval) //动画持续时间
delay:(NSTimeInterval) //动画延迟执行的时间
options:(UIViewAnimationOptions) //动画的过渡效果
animations:^{
//执行的动画
} completion:^(BOOL finished) {
//动画执行提交后的操作
}];
1.1.2.2 iOS UIView Spring动画
ios7.0以后新增了Spring动画(IOS系统动画大部分采用Spring Animation， 适用所有可被添加动画效果的属性)
举例：
[UIView animateWithDuration:(NSTimeInterval)//动画持续时间
delay:(NSTimeInterval)//动画延迟执行的时间
usingSpringWithDamping:(CGFloat)//震动效果，范围0~1，数值越小震动效果越明显
initialSpringVelocity:(CGFloat)//初始速度，数值越大初始速度越快
options:(UIViewAnimationOptions)//动画的过渡效果
animations:^{
//执行的动画
}
completion:^(BOOL finished) {
//动画执行提交后的操作
}];
1.1.2.3 iOS 关键帧动画KeyFrames
举例
//IOS7.0后新增了关键帧动画，支持属性关键帧，不支持路径关键帧
[UIView animateKeyframesWithDuration:(NSTimeInterval)//动画持续时间
delay:(NSTimeInterval)//动画延迟执行的时间
options:(UIViewKeyframeAnimationOptions)//动画的过渡效果
animations:^{
//执行的关键帧动画
}
completion:^(BOOL finished) {
//动画执行提交后的操作
}];
//常用属性枚举值：
//UIViewKeyframeAnimationOptions的枚举值如下，可组合使用：
UIViewAnimationOptionLayoutSubviews //进行动画时布局子控件
UIViewAnimationOptionAllowUserInteraction //进行动画时允许用户交互
UIViewAnimationOptionBeginFromCurrentState //从当前状态开始动画
UIViewAnimationOptionRepeat //无限重复执行动画
UIViewAnimationOptionAutoreverse //执行动画回路
UIViewAnimationOptionOverrideInheritedDuration //忽略嵌套动画的执行时间设置
UIViewAnimationOptionOverrideInheritedOptions //不继承父动画设置
UIViewKeyframeAnimationOptionCalculationModeLinear //运算模式 :连续
UIViewKeyframeAnimationOptionCalculationModeDiscrete //运算模式 :离散
UIViewKeyframeAnimationOptionCalculationModePaced //运算模式 :均匀执行
UIViewKeyframeAnimationOptionCalculationModeCubic //运算模式 :平滑
UIViewKeyframeAnimationOptionCalculationModeCubicPaced //运算模式 :平滑均匀
- 增加关键帧方法:
[UIView addKeyframeWithRelativeStartTime:(double)//动画开始的时间（占总时间的比例）
relativeDuration:(double) //动画持续时间（占总时间的比例）
animations:^{
//执行的动画
}];
- 转场动画:
//从旧视图到新视图的动画效果
[UIView transitionFromView:(nonnull UIView *) toView:(nonnull UIView *) duration:(NSTimeInterval) options:(UIViewAnimationOptions) completion:^(BOOL finished) {
//动画执行提交后的操作
}];
//在该动画过程中，fromView 会从父视图中移除，并将 toView 添加到父视图中，注意转场动画的作用对象是父视图（过渡效果体现在父视图上）。调用该方法相当于执行下面两句代码：
[fromView.superview addSubview:toView];
[fromView removeFromSuperview]
//单个视图的过渡效果:
[UIView transitionWithView:(nonnull UIView *)
duration:(NSTimeInterval)
options:(UIViewAnimationOptions)
animations:^{
//执行的动画
}
completion:^(BOOL finished) {
//动画执行提交后的操作
}];
[UIView animateWithDuration:3.0 animations:^{
self.redView.center = point;
self.redView.transform = CGAffineTransformMakeScale(1.5, 1.5);
self.redView.transform = CGAffineTransformMakeRotation(M_PI);
} completion:^(BOOL finished) {
[UIView animateWithDuration:2.0 animations:^{
self.redView.frame = CGRectMake(100, 100, 100, 100);
self.redView.transform = CGAffineTransformMakeScale(1 / 1.5,1 / 1.5);
self.redView.transform = CGAffineTransformMakeRotation(M_PI);
}];
}];
//animateWithDuration 动画持续时间
//delay 动画延迟执行的时间
//usingSpringWithDamping 震动效果，范围0~1，数值越小震动效果越明显
//initialSpringVelocity 初始速度，数值越大初始速度越快
//options 动画的过渡效果
[UIView animateWithDuration:3.0 delay:1.0 usingSpringWithDamping:0.3 initialSpringVelocity:1 options:UIViewAnimationOptionAllowUserInteraction animations:^{
self.redView.alpha = 1.0;
self.redView.frame = CGRectMake(200, 350, 140, 140);
} completion:^(BOOL finished) {
[self.redView removeFromSuperview];
}];