iOS-核心动画

前言：核心动画的基础知识，包括基本动画、帧动画、转场动画相关知识。

一、核心动画(Core Animation)

1.1 简介

Core Animation，它是一组动画处理API，使用它能做出非常炫丽的动画效果，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。Core Animation是直接作用在CALayer上的，并非UIView。

1.2 继承结构

继承结构.png

1.3 使用步骤

如果不是xcode5之后的版本，使用它需要先添加QuartzCore.framework和引入对应的框架

步骤:

• 1.首先得有CALayer
• 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
• 4.通过调用CALayer的removeAnimationForKey:方法可以停止CALayer中的动画

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二、CAAnimation

2.1 简介

CAAnimation 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：

• 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

2.1.1 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

2.1.2 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。

2.1.3 动画代理方法

• 1.CAAnimation在分类中定义了代理方法

@interface NSObject (CAAnimationDelegate)
/* Called when the animation begins its active duration. */
- (void)animationDidStart:(CAAnimation *)anim;

/* Called when the animation either completes its active duration or
 * is removed from the object it is attached to (i.e. the layer). 'flag'
 * is true if the animation reached the end of its active duration
 * without being removed. */
- (void)animationDidStop:(CAAnimation *)anim finished:(BOOL)flag;
@end

• 2.CALayer上动画的暂停和恢复

#pragma mark 暂停CALayer的动画
-(void)pauseLayer:(CALayer*)layer
{
    CFTimeInterval pausedTime = [layer convertTime:CACurrentMediaTime() fromLayer:nil];
    // 让CALayer的时间停止走动
      layer.speed = 0.0;
    // 让CALayer的时间停留在pausedTime这个时刻
    layer.timeOffset = pausedTime;
}

#pragma mark 恢复CALayer的动画
-(void)resumeLayer:(CALayer*)layer
{
    CFTimeInterval pausedTime = layer.timeOffset;
    // 1. 让CALayer的时间继续行走
      layer.speed = 1.0;
    // 2. 取消上次记录的停留时刻
      layer.timeOffset = 0.0;
    // 3. 取消上次设置的时间
      layer.beginTime = 0.0;    
    // 4. 计算暂停的时间(这里也可以用CACurrentMediaTime()-pausedTime)
    CFTimeInterval timeSincePause = [layer convertTime:CACurrentMediaTime() fromLayer:nil] - pausedTime;
    // 5. 设置相对于父坐标系的开始时间(往后退timeSincePause)
      layer.beginTime = timeSincePause;
}

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三、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:基本动画
• CAKeyframeAnimation:帧动画

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。

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3.1 基本动画(CABasicAnimation)

基本动画，是CAPropertyAnimation的子类

属性说明:

• 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。

3.2 关键帧动画(CAKeyframeAnimation)

关键帧动画，也是CAPropertyAnimation的子类。

与CABasicAnimation的区别是：
CABasicAnimation只能从一个数值（fromValue）变到另一个数值（toValue），而CAKeyframeAnimation会使用一个NSArray保存这些数值

属性说明：

• values：上述的NSArray对象。里面的元素称为“关键帧”(keyframe)。动画对象会在指定的时间（duration）内，依次显示values数组中的每一个关键帧
• path：可以设置一个CGPathRef、CGMutablePathRef，让图层按照路径轨迹移动。path只对CALayer的anchorPoint和position起作用。如果设置了path，那么values将被忽略
• keyTimes：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。如果没有设置keyTimes，各个关键帧的时间是平分的

注：CABasicAnimation可看做是只有2个关键帧的CAKeyframeAnimation。

3.3 动画组(CAAnimationGroup)

动画组，是CAAnimation的子类，可以保存一组动画对象，将CAAnimationGroup对象加入层后，组中所有动画对象可以同时并发运行。

属性说明：

• animations：用来保存一组动画对象的NSArray
• 默认情况下，一组动画对象是同时运行的，也可以通过设置动画对象的beginTime属性来更改动画的开始时间

3.4 转场动画(CATransition)

CATransition是CAAnimation的子类，用于做转场动画，能够为层提供移出屏幕和移入屏幕的动画效果。iOS比Mac OS X的转场动画效果少一点。UINavigationController就是通过CATransition实现了将控制器的视图推入屏幕的动画效果。

动画属性:

• type：动画过渡类型
• subtype：动画过渡方向
• startProgress：动画起点(在整体动画的百分比)
• endProgress：动画终点(在整体动画的百分比)

动画过渡效果:

动画过渡效果

3.4.1 使用 UIView 动画函数实现转场动画

单视图:

+ (void)transitionWithView:(UIView *)view 
                             duration:(NSTimeInterval)duration 
                             options:(UIViewAnimationOptions)options 
                             animations:(void (^)(void))animations 
                             completion:(void (^)(BOOL finished))completion;

/**
参数说明：
duration：动画的持续时间
view：需要进行转场动画的视图
options：转场动画的类型
animations：将改变视图属性的代码放在这个block中
completion：动画结束后，会自动调用这个block
*/

双视图:

+ (void)transitionFromView:(UIView *)fromView
                                toView:(UIView *)toView 
                                duration:(NSTimeInterval)duration 
                                options:(UIViewAnimationOptions)options 
                                completion:(void (^)(BOOL finished))completion;

/**
参数说明：
duration：动画的持续时间
options：转场动画的类型
animations：将改变视图属性的代码放在这个block中
completion：动画结束后，会自动调用这个block
*/

3.5 CADisplayLink

CADisplayLink是一种以屏幕刷新频率触发的时钟机制，每秒钟执行大约60次左右。
CADisplayLink是一个计时器，可以使绘图代码与视图的刷新频率保持同步，而NSTimer无法确保计时器实际被触发的准确时间。
使用方法：

• 定义CADisplayLink并制定触发调用方法
• 将显示链接添加到主运行循环队列

基本动画、帧动画、转场动画代码实例