iOS CAReplicatorLayer 简单动画

写在最前面，最近在看学习的时候，偶然间发现一个没有用过的Layer，于是抽空研究了下，本来应该能提前记录下来，但是苦逼的码农需要租房子，所以耽搁了几天，但是坚持就是胜利，下面就来看看这个强大的CAReplicatorLayer，通过这个，可以做很多炫酷的动画，能省很多步骤。

到底是什么呢？

CAReplicatorLayer主要是为了高效生成许多相似的图层，可以复制自己子层的layer，并且复制出来的layer和原生子层有同样的属性，位置，形变，动画。

相关属性

查看API我们可以看到有一下参数

//拷贝的个数，包括自身 默认为1
@property NSInteger instanceCount;
//是否开启景深
@property BOOL preservesDepth;
//拷贝的layer执行动画的间隔时间 
@property CFTimeInterval instanceDelay;
//拷贝的layer执行的3D变换  在前一个的基础上
@property CATransform3D instanceTransform;
//拷贝的layer的颜色变换
@property(nullable) CGColorRef instanceColor;
//颜色偏移参数
@property float instanceRedOffset;
@property float instanceGreenOffset;
@property float instanceBlueOffset;
//透明度偏移参数
@property float instanceAlphaOffset;

知识补充

在进行实例之前，如果大家对UIBezierPath和CAAnimation不太了解的，可以先看看我前面写的关于这两个的文章iOS 之UIBezierPath和iOS 核心动画 Core Animation浅谈

实战

下面我们先看一组效果图，这是我简单写的几个例子

CAReplicatorLayer1.gif

分析

就上面的效果，我们先拿其中一个进行举例说明

就拿这个有20个橙色圆圈的动画来说，之前我也有写个，但是那个时候并不了解CAReplicatorLayer，就用的比较麻烦的办法，下面先看看之前的代码

- (void)setupAnimationInLayer:(CALayer *)layer withSize:(CGFloat)size tintColor:(UIColor *)tintColor
{
    NSTimeInterval beginTime = CACurrentMediaTime();
    //小圆圈的大小
    CGFloat circleSize = size/4.0;
    
    CGFloat startY = (layer.bounds.size.height - size)/2.0;
    CGFloat startX = (layer.bounds.size.width - size)/2.0;
    CGSize layerSize = layer.bounds.size;
    
    CGFloat offeset = (size/2 - circleSize/2) * sinf(M_PI_4);
    
    NSArray *rectArray = @[[NSValue valueWithCGRect:CGRectMake(layerSize.width/2 - circleSize/2, startY, circleSize, circleSize)],
                           [NSValue valueWithCGRect:CGRectMake(layerSize.width/2 - circleSize/2 + offeset, layerSize.height/2-offeset - circleSize/2, circleSize, circleSize)],
                           [NSValue valueWithCGRect:CGRectMake(layerSize.width/2 - circleSize + size/2, layerSize.height/2 - circleSize/2, circleSize, circleSize)],
                           [NSValue valueWithCGRect:CGRectMake(layerSize.width/2 - circleSize/2 + offeset, layerSize.height/2 + offeset - circleSize/2, circleSize, circleSize)],
                           [NSValue valueWithCGRect:CGRectMake(layerSize.width/2 - circleSize/2, startY + size-circleSize, circleSize, circleSize)],
                           [NSValue valueWithCGRect:CGRectMake(layerSize.width/2 - circleSize/2 - offeset, layerSize.height/2 + offeset - circleSize/2, circleSize, circleSize)],
                           [NSValue valueWithCGRect:CGRectMake(startX, layerSize.height/2 - circleSize/2, circleSize, circleSize)],
                           [NSValue valueWithCGRect:CGRectMake(layerSize.width/2 - circleSize/2 - offeset, layerSize.height/2-offeset - circleSize/2, circleSize, circleSize)]];
    NSArray *begintimes = @[@(0),@(0.12),@(0.24),@(0.36),@(0.48),@(0.6),@(0.72),@(0.84)];
    
    for (int i = 0;i < rectArray.count;i++)
    {
        NSValue *data = rectArray[i];
        CGRect rect = data.CGRectValue;
        
        CALayer *sublayer = [CALayer layer];
        sublayer.frame = rect;
        sublayer.backgroundColor = [UIColor whiteColor].CGColor;
        sublayer.cornerRadius = circleSize/2;

        
        
        
        CAKeyframeAnimation *transformAnimation = [CAKeyframeAnimation animationWithKeyPath:@"transform"];
        transformAnimation.values = @[[NSValue valueWithCATransform3D:CATransform3DMakeScale(0.5, 0.5, 0)],[NSValue valueWithCATransform3D:CATransform3DMakeScale(1.0, 1.0, 0)],[NSValue valueWithCATransform3D:CATransform3DMakeScale(0.5, 0.5, 0)]];
        
        CAKeyframeAnimation *opacityAnimation = [CAKeyframeAnimation animationWithKeyPath:@"opacity"];
        opacityAnimation.values = @[@(0.5),@(1.0),@(0.5)];
        //keyTimes这个可选参数可以为对应的关键帧指定对应的时间点,其取值范围为0到1.0,keyTimes中的每一个时间值都对应values中的每一帧.当keyTimes没有设置的时候,各个关键帧的时间是平分的
//        opacityAnimation.keyTimes
        
        CAAnimationGroup *groupAnimation = [CAAnimationGroup animation];
        groupAnimation.duration = 1;
        groupAnimation.removedOnCompletion = NO;
        groupAnimation.repeatCount = HUGE_VALF;
        groupAnimation.timingFunction = [CAMediaTimingFunction functionWithName:kCAMediaTimingFunctionLinear];
        groupAnimation.animations = @[transformAnimation,opacityAnimation];
        groupAnimation.beginTime = beginTime + [begintimes[i]doubleValue];
//        groupAnimation.timeOffset = [timeOffeset[i] doubleValue];
        
        [layer addSublayer:sublayer];
        [sublayer addAnimation:groupAnimation forKey:nil];
    }
}

在上面的代码中，我用了一个数组rectArray来装后面圆圈的位置，然后在用了一个for循环，来依次添加圆圈的layer，并且大家注意，在代码中我还有一个数组begintimes，这个在后面的CAAnimationGroup中用到了，用来间隔圆圈执行动画。虽然整体看上去代码并不多，但是其中比较麻烦的就是在计算坐标信息上。

CAReplicatorLayer 简单解决

在接触到CAReplicatorLayer后，就不用这么麻烦了，20个圆圈，我们可以通过复制instanceCount这个来进行实现，执行的时间间隔我们可以通过instanceDelay来实现，当然还有一个最重要的就是其位置。查看属性，我们会发现，CAReplicatorLayer有一个属性instanceTransform，就是进行3D变换，要形成一个圆形的环状，我们可以对其进行Z轴旋转，从而达到我们想要的效果。那么每一个所旋转的角度是多少呢？计算一下，就是20个圆圈平分2*M_PI，所以3D变换的代码应该是这样的

CATransform3D transform = CATransform3DIdentity;
transform = CATransform3DRotate(transform, M_PI / 10.0, 0, 0, 1);

废话不多说，我们来看看新的解决方案的代码

//一串圈圈，依次变大变小 透明度也变化
- (void)ballSpinFadeAnimationLayer:(CALayer *)layer withSize:(CGSize)size tintColor:(UIColor *)tintColor
{
    CAReplicatorLayer *replicatorLayer = [CAReplicatorLayer layer];
    replicatorLayer.frame = CGRectMake(0, 0, layer.frame.size.width-40, layer.frame.size.height-40);
    replicatorLayer.backgroundColor = [UIColor whiteColor].CGColor;
    [layer addSublayer:replicatorLayer];
    
    
    CALayer *ballLayer = [CALayer layer];
    ballLayer.frame = CGRectMake((CGRectGetWidth(replicatorLayer.frame) - 10)/2.0, 0, 10, 10);
    ballLayer.backgroundColor = tintColor.CGColor;
    ballLayer.cornerRadius = 5.0;
    
    
    CAKeyframeAnimation *transformAnimation = [CAKeyframeAnimation animationWithKeyPath:@"transform"];
    transformAnimation.values = @[[NSValue valueWithCATransform3D:CATransform3DMakeScale(0.5, 0.5, 0)],[NSValue valueWithCATransform3D:CATransform3DMakeScale(1.0, 1.0, 0)],[NSValue valueWithCATransform3D:CATransform3DMakeScale(0.5, 0.5, 0)]];
    
    CAKeyframeAnimation *opacityAnimation = [CAKeyframeAnimation animationWithKeyPath:@"opacity"];
    opacityAnimation.values = @[@(0.5),@(1.0),@(0.5)];
    
    //opacityAnimation.keyTimes
    //keyTimes这个可选参数可以为对应的关键帧指定对应的时间点,其取值范围为0到1.0,keyTimes中的每一个时间值都对应values中的每一帧.当keyTimes没有设置的时候,各个关键帧的时间是平分的
    
    CAAnimationGroup *groupAnimation = [CAAnimationGroup animation];
    groupAnimation.duration = 1;
    groupAnimation.removedOnCompletion = NO;
    groupAnimation.repeatCount = HUGE_VALF;
    //匀速
    groupAnimation.timingFunction = [CAMediaTimingFunction functionWithName:kCAMediaTimingFunctionLinear];
    groupAnimation.animations = @[transformAnimation,opacityAnimation];
    [ballLayer addAnimation:groupAnimation forKey:@""];
    
    //绕Z轴旋转M_PI / 10.0  下面复制20个 刚好是一圈  2*M_PI
    CATransform3D transform = CATransform3DIdentity;
    transform = CATransform3DRotate(transform, M_PI / 10.0, 0, 0, 1);
    
    [replicatorLayer addSublayer:ballLayer];
    replicatorLayer.instanceCount = 20;
    replicatorLayer.instanceTransform = transform;
    replicatorLayer.instanceDelay = 0.05;
}

对比之下，明显发现简单很多，而且思路也很清晰。

下面我们再对第一个心形动画进行分析一下：
这个心形动画截图没有截完全，其效果我简单描述下，从中心最凹处每隔一个时间段吐出一个圆圈，然后每一个都按照心形的轨迹进行运动。我们就不可能通过instanceTransform来创建轨迹，因为这个是在初始化的时候就已经创建好其位置了。所以我们只能在其复制的layer上想办法。可以这样来思考，就是复制的layer每隔一个时间段就开始去执行心形动画。那么心形动画我们怎么去实现呢？由于这是一个不规则的图形，而且是曲线，所以我们想到了二次贝塞尔曲线，我们可以通过两个二次贝塞尔曲线来进行拼接。
下面我们来看完整的代码

//爱心类型
- (void)loveAnimationLayer:(CALayer *)layer withSize:(CGSize)size tintColor:(UIColor *)tintColor
{
    CAReplicatorLayer *replicatorLayer = [CAReplicatorLayer layer];
    replicatorLayer.frame = CGRectMake(0, 0, layer.frame.size.width, layer.frame.size.height);
    replicatorLayer.backgroundColor = [UIColor whiteColor].CGColor;
    [layer addSublayer:replicatorLayer];
    
    CALayer *lineBallLayer = [CALayer layer];
    lineBallLayer.backgroundColor = tintColor.CGColor;
    lineBallLayer.cornerRadius = 5;
    lineBallLayer.frame = CGRectMake((size.width - 10)/2.0, 20, 10, 10);
    
    
    
    UIBezierPath *tPath = [UIBezierPath bezierPath];
    [tPath moveToPoint:CGPointMake(size.width/2.0, 25)];
    //二次贝塞尔曲线
    [tPath addQuadCurveToPoint:CGPointMake(size.width/2.0, 100) controlPoint:CGPointMake(size.width/2.0 + 80, -10)];
    [tPath addQuadCurveToPoint:CGPointMake(size.width/2.0, 25) controlPoint:CGPointMake(size.width/2.0 - 80, -10)];
    [tPath closePath];//封闭路径

    
    CAKeyframeAnimation *animation = [CAKeyframeAnimation animationWithKeyPath:@"position"];
    animation.path = tPath.CGPath;//根据path路径来进行动画
    animation.duration = 8;//动画时间
    animation.repeatCount = HUGE;//一直重复动画
    [lineBallLayer addAnimation:animation forKey:@""];//key可以不设置
    
    [replicatorLayer addSublayer:lineBallLayer];
    //    replicatorLayer.instanceColor = [UIColor colorWithRed:1 green:1 blue:1 alpha:1].CGColor;
    replicatorLayer.instanceGreenOffset = -0.03;       // 颜色值递减。
    replicatorLayer.instanceRedOffset = -0.02;         // 颜色值递减。
    replicatorLayer.instanceBlueOffset = -0.01;        // 颜色值递减。
    replicatorLayer.instanceCount = 40;//复制lineBallLayer 40个
    replicatorLayer.instanceDelay = 0.2;//每个复制对象执行path路径动画的时间间隔 前一个和后一个之间
}

其中我对颜色也进行了递减，这样看到的效果更加明显。

写在最后

CAReplicatorLayer确实是个好东西，之前孤陋寡闻了。
最后附上Demo，希望对各位有用