iOS開發之核心動畫(Core Animation)

時間 2019-11-16

標籤 ios 開發核心動畫 core animation 欄目 iOS 简体版

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1、概述數組

Core Animation是一組很是強大的動畫處理API，使用它能作出很是炫麗的動畫效果，並且每每是事半功倍，使用它須要先添加QuartzCore.framework和引入對應的框架<QuartzCore/QuartzCore.h>。緩存

特別注意的是核心動畫的動畫效果只是「假象」，產生動畫的那個view實際上並未發生任何變化。併發

開發步驟:框架

第一步：初始化一個動畫對象(CAAnimation)並設置一些動畫相關屬性。函數

第二步：添加動畫對象到層(CALayer)中，開始執行動畫。性能

CALayer中不少屬性均可以經過CAAnimation實現動畫效果，包括：opacity、position、transform、bounds、contents等(能夠在API文檔中搜索：CALayer Animatable Properties)。測試

經過調用CALayer的addAnimation:forKey增長動畫到層(CALayer)中，這樣就能觸發動畫了。經過調用removeAnimationForKey能夠中止層中的動畫。動畫

Core Animation的動畫執行過程都是在後臺操做的，不會阻塞主線程。Core Animation的使用步驟：url

第一步：使用它須要先添加QuartzCore.framework框架和引入主頭文件<QuartzCore/QuartzCore.h>。線程

第二步：初始化一個CAAnimation對象，並設置一些動畫相關屬性。

第三步：經過調用CALayer的addAnimation:forKey:方法增長CAAnimation對象到CALayer中，這樣就能開始執行動畫了。

第四步：經過調用CALayer的removeAnimationForKey:方法能夠中止CALayer中的動畫。

2、CAAnimation繼承結構

上圖中的黑色虛線表明」繼承」某個類，紅色虛線表明「遵照」某個協議。

全部動畫對象的父類，負責控制動畫的持續時間和速度，是個抽象類，不能直接使用，應該使用它具體的子類。

屬性解析：(紅色表明來自CAMediaTiming協議的屬性)：

duration：動畫的持續時間

repeatCount：動畫的重複次數

repeatDuration：動畫的重複時間

removedOnCompletion：默認爲YES，表明動畫執行完畢後就從圖層上移除，圖形會恢復到動畫執行前的狀態。若是想讓圖層保持顯示動畫執行後的狀態，那就設置爲NO，不過還要設置fillMode爲kCAFillModeForwards

fillMode：決定當前對象在非active時間段的行爲.好比動畫開始以前,動畫結束以後

beginTime：能夠用來設置動畫延遲執行時間，若想延遲2s，就設置爲CACurrentMediaTime()+2，CACurrentMediaTime()爲圖層的當前時間

timingFunction：速度控制函數，控制動畫運行的節奏

delegate：動畫代理

速度控制函數(CAMediaTimingFunction):

（1）kCAMediaTimingFunctionLinear（線性）：勻速，給你一個相對靜態的感受

（2）kCAMediaTimingFunctionEaseIn（漸進）：動畫緩慢進入，而後加速離開

（3）kCAMediaTimingFunctionEaseOut（漸出）：動畫全速進入，而後減速的到達目的地

（4）kCAMediaTimingFunctionEaseInEaseOut（漸進漸出）：動畫緩慢的進入，中間加速，而後減速的到達目的地。這個是默認的動畫行爲。

CAAnimation在分類中定義了代理方法：

@interface  NSObject (CAAnimationDelegate)
- (void)animationDidStart:(CAAnimation *)anim;
- (void)animationDidStop:(CAAnimation *)anim finished:(BOOL)flag;
@end

fillMode屬性值（要想fillMode有效，最好設置removedOnCompletion=NO）。

kCAFillModeRemoved 這個是默認值,也就是說當動畫開始前和動畫結束後,動畫對layer都沒有影響,動畫結束後,layer會恢復到以前的狀態。

kCAFillModeForwards 當動畫結束後,layer會一直保持着動畫最後的狀態。

kCAFillModeBackwards 在動畫開始前,你只要將動畫加入了一個layer,layer便當即進入動畫的初始狀態並等待動畫開始.你能夠這樣設定測試代碼,將一個動畫加入一個layer的時候延遲5秒執行.而後就會發如今動畫沒有開始的時候,只要動畫被加入了layer,layer便處於動畫初始狀態。

kCAFillModeBoth 這個其實就是上面兩個的合成.動畫加入後開始以前,layer便處於動畫初始狀態,動畫結束後layer保持動畫最後的狀態。

CALayer上動畫的暫停和恢復：

// t - active local time   圖層的本地時間
// tp - parent layer time  父圖層的時間
// 父圖層和圖層本地的時間換算公式
// t = (tp - beginTime) * speed + timeOffset
// beginTime = tp - (t - timeOffset)/speed
#pragma mark 暫停CALayer的動畫
-(void)pauseLayer:(CALayer*)layer
{
CFTimeInterval pausedTime =
 [layer convertTime:CACurrentMediaTime() fromLayer:nil];
    layer.speed = 0.0; // 讓CALayer的時間中止走動
    layer.timeOffset = pausedTime; // 讓CALayer的時間停留在pausedTime這個時刻
}
#pragma mark 恢復CALayer的動畫
-(void)resumeLayer:(CALayer*)layer
{
    CFTimeInterval pausedTime = layer.timeOffset;
    layer.speed = 1.0; // 讓CALayer的時間繼續行走
    layer.timeOffset = 0.0; // 取消上次記錄的停留時刻
    layer.beginTime = 0.0; // 取消上次設置的時間
   
    // 計算暫停的時間(這裏用CACurrentMediaTime()-pausedTime也是同樣的)
    CFTimeInterval timeSincePause = [layer convertTime:CACurrentMediaTime() fromLayer:nil] - pausedTime;
    // 設置相對於父座標系的開始時間(日後退timeSincePause)
    layer.beginTime = timeSincePause;
}

3、CAPropertyAnimation

是CAAnimation的子類，也是個抽象類，要想建立動畫對象，應該使用它的兩個子類：CABasicAnimation和CAKeyframeAnimation。

屬性解析：

keyPath：經過指定CALayer的一個屬性名稱爲keyPath(NSString類型)，而且對CALayer的這個屬性的值進行修改，達到相應的動畫效果。好比，指定@」position」爲keyPath，就修改CALayer的position屬性的值，以達到平移的動畫效果。

4、CABasicAnimation

CAPropertyAnimation的子類，支持一些簡單的動畫。

屬性解析:

fromValue：keyPath相應屬性的初始值

toValue：keyPath相應屬性的結束值

隨着動畫的進行，在長度爲duration的持續時間內，keyPath相應屬性的值從fromValue漸漸地變爲toValue。

若是fillMode=kCAFillModeForwards和removedOnComletion=NO，那麼在動畫執行完畢後，圖層會保持顯示動畫執行後的狀態。但在實質上，圖層的屬性值仍是動畫執行前的初始值，並無真正被改變。好比，CALayer的position初始值爲(0,0)，CABasicAnimation的fromValue爲(10,10)，toValue爲(100,100)，雖然動畫執行完畢後圖層保持在(100,100)這個位置，實質上圖層的position仍是爲(0,0)。

例如：

// 平移動畫
//第一步：建立動畫對象
CABasicAnimation *anim =
[CABasicAnimation animationWithKeyPath:@"position"];
//第二步：設置動畫對象
anim.duration = 1; // 動畫持續1秒
// 由於CGPoint是結構體，因此用NSValue包裝成一個OC對象
anim.fromValue = [NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(50, 50)];
anim.toValue = [NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(100, 100)];
//第三步：添加動畫
[layer addAnimation:anim forKey:@"MyAnim"];
// 經過MyAnim能夠取回相應的動畫對象，好比用來中途取消動畫
// 縮放動畫
CABasicAnimation *anim =
[CABasicAnimation animationWithKeyPath:@"transform"];
// 沒有設置fromValue說明當前狀態做爲初始值
// 寬度(width)變爲原來的2倍，高度(height)變爲原來的1.5倍
anim.toValue =
[NSValue valueWithCATransform3D:CATransform3DMakeScale(2, 1.5, 1)];
anim.duration = 1;
[layer addAnimation:anim forKey:nil];
// 旋轉動畫
CABasicAnimation *anim =
[CABasicAnimation animationWithKeyPath:@"transform"];
// 這裏是以向量(1, 1, 0)爲軸，旋轉π/2弧度(90°)
// 若是隻是在手機平面上旋轉，就設置向量爲(0, 0, 1)，即Z軸
anim.toValue = [NSValue valueWithCATransform3D:CATransform3DMakeRotation(M_PI_2, 1, 1, 0)];
anim.duration = 1;
[layer addAnimation:anim forKey:nil];

5、CAKeyframeAnimation

CApropertyAnimation的子類，能夠創造幀動畫。跟CABasicAnimation的區別是：CABasicAnimation只能從一個數值(fromValue)變到另外一個數值(toValue)，而CAKeyframeAnimation會使用一個NSArray保存這些數值。

屬性解析：

values：就是上述的NSArray對象。裏面的元素稱爲」關鍵幀」(keyframe)。動畫對象會在指定的時間(duration)內，依次顯示values數組中的每個關鍵幀

path：能夠放一個數組。好比設置一個CGPathRef\CGMutablePathRef,讓層跟着路徑移動。path只對CALayer的anchorPoint和position起做用。若是你設置了path，那麼values將被忽略

keyTimes：能夠爲對應的關鍵幀指定對應的時間點,其取值範圍爲0到1.0,keyTimes中的每個時間值都對應values中的每一幀.當keyTimes沒有設置的時候,各個關鍵幀的時間是平分的

CABasicAnimation可看作是最多隻有2個關鍵幀的CAKeyframeAnimation。

在關鍵幀動畫中還有一個很是重要的參數,那即是calculationMode,計算模式.其主要針對的是每一幀的內容爲一個座標點的狀況,也就是對anchorPoint 和 position 進行的動畫.當在平面座標系中有多個離散的點的時候,能夠是離散的,也能夠直線相連後進行插值計算,也可使用圓滑的曲線將他們相連後進行插值計算. calculationMode目前提供以下幾種模式：

kCAAnimationLinear calculationMode的默認值,表示當關鍵幀爲座標點的時候,關鍵幀之間直接直線相連進行插值計算;  

kCAAnimationDiscrete 離散的,就是不進行插值計算,全部關鍵幀直接逐個進行顯示;  

kCAAnimationPaced 使得動畫均勻進行,而不是按keyTimes設置的或者按關鍵幀平分時間,此時keyTimes和timingFunctions無效;  

kCAAnimationCubic 對關鍵幀爲座標點的關鍵幀進行圓滑曲線相連後插值計算，這裏的主要目的是使得運行的軌跡變得圓滑；

kCAAnimationCubicPaced 看這個名字就知道和kCAAnimationCubic有必定聯繫,其實就是在kCAAnimationCubic的基礎上使得動畫運行變得均勻,就是系統時間內運動的距離相同,此時keyTimes以及timingFunctions也是無效的

例如：

示例代碼一：

CAKeyframeAnimation *anim = [CAKeyframeAnimation animation];
   
    anim.keyPath = @"position";
   
    NSValue *v1 = [NSValue valueWithCGPoint:CGPointZero];
    NSValue *v2 = [NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(100, 0)];
    NSValue *v3 = [NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(100, 200)];
    NSValue *v4 = [NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(0, 200)];
    anim.values = @[v1, v2, v3, v4];
   
    // anim.keyTimes = @[@(0.5), @(0.25), @(0.25)];//控制每一幀的時間
   
    anim.duration = 2.0;
   
   
    anim.removedOnCompletion = NO;
    anim.fillMode = kCAFillModeForwards;
   
[self.redView.layer addAnimation:anim forKey:nil];

示例代碼二：

CAKeyframeAnimation *anim = [CAKeyframeAnimation animation];
   
    anim.keyPath = @"position";
    anim.removedOnCompletion = NO;
    anim.fillMode = kCAFillModeForwards;
    anim.duration = 2.0;
   
CGMutablePathRef path = CGPathCreateMutable();
//繞着一個圓走
    CGPathAddEllipseInRect(path, NULL, CGRectMake(100, 100, 200, 200));
    anim.path = path;
    CGPathRelease(path);
   
    // 設置動畫的執行節奏
    // kCAMediaTimingFunctionEaseInEaseOut : 一開始比較慢, 中間會加速,  臨近結束的時候, 會變慢
    anim.timingFunction = [CAMediaTimingFunction functionWithName:kCAMediaTimingFunctionEaseInEaseOut];
    anim.delegate = self;//不用遵照協議就可設置代理
   
[self.redView.layer addAnimation:anim forKey:nil];
動畫代理方法：
//動畫開始的時候調用
- (void)animationDidStart:(CAAnimation *)anim;
//動畫結束的時候調用
- (void)animationDidStop:(CAAnimation *)anim finished:(BOOL)flag;

6、CAAnimationGroup

CAAnimation的子類，能夠保存一組動畫對象，將CAAnimationGroup對象加入層後，組中全部動畫對象能夠同時併發運行。

屬性解析：

animations：用來保存一組動畫對象的NSArray

默認狀況下，一組動畫對象是同時運行的，也能夠經過設置動畫對象的beginTime屬性來更改動畫的開始時間

例如：

- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
    // 1.建立旋轉動畫對象
    CABasicAnimation *rotate = [CABasicAnimation animation];
    rotate.keyPath = @"transform.rotation";
    rotate.toValue = @(M_PI);
   
    // 2.建立縮放動畫對象
    CABasicAnimation *scale = [CABasicAnimation animation];
    scale.keyPath = @"transform.scale";
    scale.toValue = @(0.0);
   
    // 3.平移動畫
    CABasicAnimation *move = [CABasicAnimation animation];
    move.keyPath = @"transform.translation";
    move.toValue = [NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(100, 100)];
   
    // 4.將全部的動畫添加到動畫組中
    CAAnimationGroup *group = [CAAnimationGroup animation];
    group.animations = @[rotate, scale, move];
group.duration = 2.0;
//不恢復到最初狀態
    group.removedOnCompletion = NO;
    group.fillMode = kCAFillModeForwards;
   
    [self.myvie.layer addAnimation:group forKey:nil];
}

7、CATransition

CAAnimation的子類，用於作轉場動畫，好比翻書動畫。它可以爲層提供移出屏幕和移入屏幕的動畫效果。iOS比Mac OS X的轉場動畫效果少一點。

UINavigationController就是經過CATransition實現了將控制器的視圖推入屏幕的動畫效果。

屬性解析:

type：動畫過渡類型

subtype：動畫過渡方向

startProgress：動畫起點(在總體動畫的百分比)

endProgress：動畫終點(在總體動畫的百分比)

/* 過渡效果
fade //交叉淡化過渡(不支持過渡方向) kCATransitionFade
push //新視圖把舊視圖推出去 kCATransitionPush

moveIn   //新視圖移到舊視圖上面   kCATransitionMoveIn
reveal   //將舊視圖移開,顯示下面的新視圖 kCATransitionReveal
cube     //立方體翻滾效果
oglFlip  //上下左右翻轉效果
suckEffect   //收縮效果，如一塊布被抽走(不支持過渡方向)
rippleEffect //滴水效果(不支持過渡方向)
pageCurl     //向上翻頁效果
pageUnCurl   //向下翻頁效果
cameraIrisHollowOpen  //相機鏡頭打開效果(不支持過渡方向)
cameraIrisHollowClose //相機鏡頭關上效果(不支持過渡方向)
*/

/* 過渡方向
kCATransitionFromRight
kCATransitionFromLeft
kCATransitionFromBottom
kCATransitionFromTop*/

CATransition的使用（示例代碼）：

CATransition *anim = [CATransition animation];
anim.type = @「cube」; // 動畫過渡類型
anim.subtype = kCATransitionFromTop; // 動畫過渡方向
anim.duration = 1; // 動畫持續1s
// 代理，動畫執行完畢後會調用delegate的animationDidStop:finished:
anim.delegate = self;
//中間穿插改變layer屬性的代碼
[layer addAnimation:anim forKey:nil];

8、UIView動畫

UIKit直接將動畫集成到UIView類中，當內部的一些屬性發生改變時，UIView將爲這些改變提供動畫支持。

執行動畫所須要的工做由UIView類自動完成，但仍要在但願執行動畫時通知視圖，爲此須要將改變屬性的代碼放在[UIView beginAnimations:nil context:nil]和[UIView commitAnimations]之間。

例如：

[UIView beginAnimations:nil context:nil];
    // 動畫執行完畢後, 會自動調用self的animateStop方法
    [UIView setAnimationDelegate:self];
    [UIView setAnimationDidStopSelector:@selector(animateStop)];
    self.myview.center = CGPointMake(200, 300);
[UIView commitAnimations];

上述動畫效果等效於：

[UIView animateWithDuration:1.0 animations:^{
        self.myview.center = CGPointMake(200, 300);
    } completion:^(BOOL finished) {
       
    }];

常見方法解析:

+ (void)setAnimationDelegate:(id)delegate。

設置動畫代理對象，當動畫開始或者結束時會發消息給代理對象

+ (void)setAnimationWillStartSelector:(SEL)selector。

當動畫即將開始時，執行delegate對象的selector，而且把beginAnimations:context:中傳入的參數傳進selector。

+ (void)setAnimationDidStopSelector:(SEL)selector。

當動畫結束時，執行delegate對象的selector，而且把beginAnimations:context:中傳入的參數傳進selector。

例如：

// 說明須要執行動畫
[UIView beginAnimations:nil context:nil];
// 設置動畫持續事件
[UIView setAnimationDuration:1];
// 設置轉場動畫
[UIView setAnimationTransition:UIViewAnimationTransitionCurlUp forView:self.view cache:YES];
// 交換子視圖的位置
[self.view exchangeSubviewAtIndex:0 withSubviewAtIndex:1];
// 提交動畫
[UIView commitAnimations];

+ (void)setAnimationDuration:(NSTimeInterval)duration

動畫的持續時間，秒爲單位

+ (void)setAnimationDelay:(NSTimeInterval)delay

動畫延遲delay秒後再開始

+ (void)setAnimationStartDate:(NSDate *)startDate

動畫的開始時間，默認爲now

+ (void)setAnimationCurve:(UIViewAnimationCurve)curve

動畫的節奏控制,具體看下面的」備註」

+ (void)setAnimationRepeatCount:(float)repeatCount

動畫的重複次數

+ (void)setAnimationRepeatAutoreverses:(BOOL)repeatAutoreverses

若是設置爲YES,表明動畫每次重複執行的效果會跟上一次相反。

【備註】動畫的節奏控制，跟CAAnimation的timingFunction屬性相似

typedef NS_ENUM(NSInteger, UIViewAnimationCurve) {
    UIViewAnimationCurveEaseInOut, // slow at beginning and end
    UIViewAnimationCurveEaseIn,  // slow at beginning
    UIViewAnimationCurveEaseOut, // slow at end
    UIViewAnimationCurveLinear
};

+ (void)setAnimationTransition:(UIViewAnimationTransition)transition forView:(UIView *)view cache:(BOOL)cache

設置視圖view的過渡效果, transition指定過渡類型, cache設置YES表明使用視圖緩存，性能較好

【備註】

typedef NS_ENUM(NSInteger, UIViewAnimationTransition) {
    UIViewAnimationTransitionNone,
    UIViewAnimationTransitionFlipFromLeft,
    UIViewAnimationTransitionFlipFromRight,
    UIViewAnimationTransitionCurlUp,
    UIViewAnimationTransitionCurlDown,
};

9、Block動畫

+ (void)animateWithDuration:(NSTimeInterval)duration delay:

(NSTimeInterval)delay options:(UIViewAnimationOptions)options animations:(void (^)(void))animations completion:(void (^)(BOOL finished))completion

參數解析:

duration：動畫的持續時間

delay：動畫延遲delay秒後開始

options：動畫的節奏控制

animations：將改變視圖屬性的代碼放在這個block中

completion：動畫結束後，會自動調用這個block

【備註】動畫的節奏控制枚舉常量

UIViewAnimationOptionCurveEaseInOut

UIViewAnimationOptionCurveEaseIn

UIViewAnimationOptionCurveEaseOut

UIViewAnimationOptionCurveLinear

+ (void)transitionWithView:(UIView *)view duration:

(NSTimeInterval)duration options:(UIViewAnimationOptions)options animations:(void (^)(void))animations completion:(void (^)(BOOL finished))completion

參數解析:

duration：動畫的持續時間

view：須要進行轉場動畫的視圖

options：轉場動畫的類型

animations：將改變視圖屬性的代碼放在這個block中

completion：動畫結束後，會自動調用這個block

【備註】轉場動畫的類型

UIViewAnimationOptionTransitionNone

UIViewAnimationOptionTransitionFlipFromLeft

UIViewAnimationOptionTransitionFlipFromRight

UIViewAnimationOptionTransitionCurlUp

UIViewAnimationOptionTransitionCurlDown

UIViewAnimationOptionTransitionCrossDissolve

UIViewAnimationOptionTransitionFlipFromTop

UIViewAnimationOptionTransitionFlipFromBottom

例如：

- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
    self.index++;
    if (self.index == 3) {
        self.index = 0;
    }
   
    NSString *filename = [NSString stringWithFormat:@"%d.jpg", self.index + 1];
    self.iconView.image = [UIImage imageNamed:filename];
[UIView transitionWithView:self.view duration:1.0 options:UIViewAnimationOptionTransitionFlipFromTop animations:nil completion:nil];
 
}

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

方法調用完畢後，至關於執行了下面兩句代碼：

// 添加toView到父視圖

[fromView.superview addSubview:toView];

// 把fromView從父視圖中移除

[fromView.superview removeFromSuperview];

參數解析:

duration：動畫的持續時間

options：轉場動畫的類型

animations：將改變視圖屬性的代碼放在這個block中

completion：動畫結束後，會自動調用這個block

10、UIImageView的幀動畫

UIImageView可讓一系列的圖片在特定的時間內按順序顯示。