Core Animation 文檔翻譯（第三篇）—設置Layer對象

 

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前言

 

當咱們使用核心動畫時，Layer對象是一切的核心。Layers 管理咱們APP的可視化content，Layer也提供了content樣式及content可視化的外觀的調整選項。儘管iOSAPP自動支持Layer，可是OS XAPP必須明確開啓Layer的使用才能利用這些相關的性能特色。一旦開啓Layer的使用，咱們須要去理解如何配置和操做Layers才能獲得想要的效果。

 

爲APP開啓核心動畫的支持

 

在iOS APP裏，核心動畫是一直支持的而且每一個view 都關聯一個Layer（這種view被稱爲layer-backed view）。在OSX APP中，必須手動開啓核心動畫的支持，關聯QuartzCore framework。（iOS APP必須關聯這個framework僅當使用核心動畫接口時候）。

開啓Layer的支持後，建立layer-backed view是其功能之一，這種View，系統將會負責爲其建立Layer對象並保持那個Layer的更新。

 

調整和View關聯的Layer

 

Layer-backed view 默認建立一個CALayer類的實例，大多數狀況下咱們不須要其餘樣式的Layer對象。然而，核心動畫提供了其餘的Layer類，各個Layer類都具備特殊的功能。選擇對應的Layer類有助於咱們提升性能，或者有助於以一種更簡單的方式顯示特殊樣式的content。例如CATiledLayer類爲高效的展現大圖而優化設計的。

 

 改變Uiview的Layer類

 

咱們可以改變iOS View 的Layer類別經過重寫layerClass方式並一個不一樣的類。許多iOS Views建立一個CALayer對象並使用該對象做爲content的存儲。對於許多咱們本身的Views，默認的layer類別就是一個不錯的選擇。可是在某些特定的場景別的Layer類是更合適的。例如，咱們可能想要去改變Layer類在一下場景：

　　·咱們的View繪製content經過使用Metal 或者OpenGL ES，此時咱們須要使用CAMetalLayer 或者CAEAGLLayer 對象。

　　·當有特定的Layer類提供更好的性能。

　　·咱們想要利用某些特定的核心動畫Layer類別。例如粒子發射或者粒子複製

改變View的Layer類的方式是很簡明的；就像2-1所示同樣，咱們須要作的只是重寫LayerClass方法而且返回咱們想要使用的類對象在展現以前View將會先調用layerClass方法，並使用它返回的類對象建立一個Layer對象，一旦建立後，該view的layer對象講不可更換。

+ (Class) layerClass {
   return [CAMetalLayer class];
}

相應的Layer類別的列表，和如何使用它們，參見 Different Layer Classes Provide Specialized Behaviors。

 

 各類Layer類提供對應的特性

 

核心動畫定義了許多標準的Layer類，每個都具備特定的用途。CALayer是根類，它定義的特性其餘全部的Layer都必須支持，CALayer也是默認的類別。固然，咱們也可使用2-1表中的Layer類。

 

Table 2-1  CALayer subclasses and their uses

 

Class	Usage
CAEmitterLayer	實現核心動畫中粒子發射系統，發射器Layer控制粒子的生成和他們的原點。
CAGradientLayer	用來畫顏色的漸變，以便於用漸變的顏色填充layer上面的形狀（通常指繪製的圖形）。
CAMetalLayer	用於設置和渲染可繪製的紋理（用於渲染layer 的content經過使用Metal）
CAEAGLLayer/CAOpenGLLayer	用於設置後端存儲和渲染layer 的content的上下文（OpenGL ES或者OpenGL ）
CAReplicatorLayer	當想要自動拷貝一個或多個子layer時，複製器建立副本，並使用咱們指定的屬性改變外觀或者副本的屬性。
CAScrollLayer	用於管理一個由許多子layer複合而成的可滾動的區域。
CAShapeLayer	用於畫一個三維或者二位的貝塞爾曲線。這種layer在繪製基於path形狀方面是有利的，由於他們總會建立出一個完善的path；而咱們將path繪製到某個layer的後臺存儲的，看起來將會有瑕疵當縮放的時候。然而，這個完善的性能牽涉到在主線程渲染該形狀並緩存這個結果。（我的以爲他應該是保存的矢量圖）
CATextLayer	用於渲染文本中普通的或者屬性字符串。
CATiledLayer	用於管理可以被分割成許多小塊並單獨渲染的大圖，並支持縮小和放大content.
CATransformLayer	用於渲染真實的3D layer 圖層（而不是其餘layer類別所展示的平面圖層）
QCCompositionLayer	用於渲染一個Quartz Composer 合成品 (OS X only)。

  

爲Layer提供contents

 

Layers是管理（由APP提供）content的數據對象。一個Layer的content由包含要被展示的可視化數據的bitmap所組成。咱們能夠經過如下三種方式提供bitmap：

　　·直接將一個image對象關聯到Layer對象的content屬性上。（對於不多或者不會改變的Layer content而言，這是最好的方式。）

　　·爲Layer關聯一個代理並讓這個代理繪製Layer的content。（對於可能按期或者偶爾改變的Layer content，或者要經過某個對象提供contnent，例如view，這是最好的方式。）

　　·定義一個Layer的子類而且重寫他的繪製方法以便提供Layer的contents。（若是咱們不得不建立一個Layer的子類，或者若是咱們想要去改變Layer基礎的繪製行爲，這將是最合適的方法。）

 

當咱們單首創建Layer對象時，也是惟一咱們須要考慮怎麼爲Layer提供content的時候，若是咱們的APP只包含layer-backed view,咱們沒必要考慮前面提到的如何提供Layer content的方法。Layer-backed views將會盡量的以最有效的方式爲他們關聯的Layer提供contents。

 

 將一個image做爲Layer的content

 

由於一個Layer僅僅是一個管理bitmap image的容器，因此咱們直接爲Layer的contnent屬性關聯一個image。將一個圖片關聯到Layer是很便捷的，而且能讓咱們輕鬆的指定一個圖片顯示到屏幕上，Layer使用咱們直接提供大的Image，而且將不會建立那個圖片的副本。當咱們的APP在多個地方使用同一個圖片，這個方式能夠節約內存。

咱們關聯到Layer的圖片必須是一個CGImageRef類型。（在OSX v10.6和以後，咱們也能夠關聯NSImage對象。）當關聯某個圖片的時候，記住要提供和設備的分辨率相匹配的圖片。對於Retina屏幕的設備而言，咱們須要調整圖片的contentsScale屬性，更多關於爲Layer提供高分辨率contnet能夠參見 Working with High-Resolution Images。

 

 經過代理爲Layer提供content

 

若是咱們的Layer須要動態改變，當須要改變的時候，咱們可使用代理對象來提供或者更新content，在顯示的時候，Layer經過調用代理的方法來提供所須要的content。

　　·若是代理實現了displayLayer:方法，那麼該方法的實現體須要爲建立一個bitmap並將該bitmap關聯到Layer的content屬性中。

　　·若是代理實現了 drawLayer:inContext:方法，核心動畫將會建立bitmap,以及建立用於繪製bitmap的圖形context，並調用這個代理方法填充bitmap，此代理方法須要作的就是將所需內容繪製到圖形context中。

 

代理對象必須實現displayLayer: 或者drawLayer:incontext:方法，若是代理同時實現了這兩個方法，那麼代理僅僅只會執行displayLayer:方法。

當咱們的APP須要加載或者建立要顯示的bitmap的時候，重寫displayLayer:方法是最合適的方法。代碼清單2-3展現了displayLayer:代理方法的簡單實現過程，在這個例子中，代理對象使用一個協助對象來加載所須要的image。代理方法選擇顯示哪一個image取決於它自身的狀態變量，這個變量在例子中就是這得自定義的屬性displayYesImage。

 

Listing 2-3  Setting the layer contents directly

- (void)displayLayer:(CALayer *)theLayer {
    // Check the value of some state property
    if (self.displayYesImage) {
        // Display the Yes image
        theLayer.contents = [someHelperObject loadStateYesImage];
    }
    else {
        // Display the No image
        theLayer.contents = [someHelperObject loadStateNoImage];
    }
}

 

若是咱們沒有預先渲染bitmap，或者也沒有供建立bitmaps的協助對象，那咱們須要經過drawLayer:incontext：方法實現動態繪製content。代碼清單2-4展現了drawLayer:incontext:方法的實現。在這個例子中，代理使用設定的寬度和渲染顏色繪製了一個簡單的曲線path。

 

Listing 2-4  Drawing the contents of a layer

- (void)drawLayer:(CALayer *)theLayer inContext:(CGContextRef)theContext {
    CGMutablePathRef thePath = CGPathCreateMutable();
 
    CGPathMoveToPoint(thePath,NULL,15.0f,15.f);
    CGPathAddCurveToPoint(thePath,
                          NULL,
                          15.f,250.0f,
                          295.0f,250.0f,
                          295.0f,15.0f);
 
    CGContextBeginPath(theContext);
    CGContextAddPath(theContext, thePath);
 
    CGContextSetLineWidth(theContext, 5);
    CGContextStrokePath(theContext);
 
    // Release the path
    CFRelease(thePath);
}

 

對於須要自定義content的layer-backed views而言，咱們仍然須要充寫view的方法來實現繪製。一個Layer-backed view將他的Layer的代理關聯給他自己，並實現了所需的代理方法，並且咱們也不須要手動改變這個配置，不過，咱們須要實現這個layer-backed view的drawRect:方法來繪製咱們的content。

 

 經過子類提供Layer 的content

 

若是咱們須要實現一個自定義的Layer，咱們能夠重寫Layer的繪製方法作各類各樣的繪製。不一樣於Layer對象自身生成自定義的content，layer須要管理這個用於顯示的content（這句話應該是指的是相對於指定image提供content的方式）。例如，CATiledLayer類管理一個大的image的原理是：經過講image分隔成許多小的能夠單獨管理和繪製的片斷，因爲這個Layer有關於在什麼時候須要渲染那一個片斷的信息，他直接管理了整個繪製行爲。

當自定義子類的時候，咱們須要實現下面兩種繪製content的方式之一：

　　·重寫子類的display方法，並直接在該方法中設置contents屬性。

　　·重寫子類的drawInContext:方法而且使用他在該圖形context中進行繪製。

選擇重寫那種方法取決於咱們須要控制繪製過程的程度。display方法是對於更新Layer的content的徹底控制，所以重寫該方法將使咱們徹底控制繪製的過程。重寫display方法也意味着咱們須要建立CGImageRef並將其關聯到content屬性。若是咱們僅僅想要繪製content（或者讓咱們的layer管理繪製操做），咱們能夠重寫drawInContext:方法，並讓Layer建立後備存儲。

 

 對咱們提供的content進行調整

 

當將一個image關聯到Layer的content屬性時候，Layer的contentGravity屬性決定了那個圖片將被如何調整爲了適應當前的bounds。默認的若是一個圖片是比當前的bounds更大或者更小的，Layer對象就會縮放這個圖片以便適應可用的空間，若是Layerbounds的寬高比是不一樣於image的寬高比，這將會引發圖片顯示效果不徹底，咱們可使用contentsGravity屬性來確保content以最好的方式展示。

可供使用的contentsGravity類型被分爲兩大種：

　　·基於position的重力常量，使咱們能夠在無縮放的狀況下，從bounds的某個邊或者角鋪展image。

　　·基於縮放的重力常量，使咱們能夠以某幾種方式之一伸縮image，有些選項能夠維持寬高比，有些將不維持image的原有寬高比。

圖2-1展現了基於點的重力設置對image的影響。除了kCAGravityCenter常量的使用，其餘的常量將會以image bounds的某個邊或者角來鋪展image。kCAGravityCenter常量將image從中心開始鋪展。這類常量不會引發圖片的伸縮，所以image會按照原來的尺寸進行渲染。若是image是大於Layer的bounds，這將會致使image一部分被裁減掉，若是image的尺寸是小於Layer的bounds，若是設置了layer的背景色，空缺的部分將會顯示Layer的背景色。

 

Figure 2-1  Position-based gravity constants for layers

 

圖2-2展現了基於縮放的重力常量如何影響image顯示的。若是image的尺寸和Layer的bounds不一致，全部的這些常量將會縮放image。這些常量的不一樣之處在於如何調整這些圖片原來的寬高比，其中有些模式是保持原來的寬高比，還有一些將會改變原來的寬高比。默認狀況下Layer的contentsGravity屬性是被設置爲kCAGravityResize 常量，這是該類型中惟一不保持圖片原有寬高比的圖片。

 

　　Figure 2-2  Scaling-based gravity constants for layers

 

 如何使用高分辨率的Images

 

Layers自己並不知道所在設備屏幕分辨率。Layer僅僅存儲指向bitmap的指針並使用所給定的可利用的像素按照儘量好的方式展示。若是咱們將一個Image關聯到一個Layer的content屬性，咱們必須經過設置Layer的contentScale屬性告訴核心動畫Image的分辨率。ContentScale屬性的默認值是1.0，這隻適用於那些將要顯示到標準分辨率屏幕的Image，若是咱們的Image想要顯示到Retina屏幕上，那麼咱們就必須設置這個屬性爲2.0。

 

若是咱們直接關聯一個bitmap到Layer，那麼咱們就須要設置contentScale的屬性。爲了適配屏幕的分辨率和被View管理的content，UIKit 和AppKit框架中 layer-backed view會自動設置Layer的縮放因子。例如，在OSX中，若是咱們關聯一個NSImage對象到Layer的contnet屬性，AppKit將會查找標準和更高分辨率的Image，若是都有，那麼AppKit將會使用正確的分辨率的image來設置contentScal的屬性。

 

 調整Layer的可視化風格和展現樣式

 

Layer對象能夠建立可視化的配件來增添Layer的主要contents，例如邊框和背景色。這些可視化的配件不須要咱們本身作任何的渲染工做，所以在某些狀況下就可使用Layer做爲單獨的總體。全部須要咱們作的僅僅是設置Layer的屬性，Layer將會處理所需的繪製工做，固然也包含任何動畫。對於可視化配件是如何影響Layer顯示的說明能夠參見 Layer Style Property Animations。

 

 Layer有他們本身的背景和邊框

 

除了他的基於image的content以外，一個Layer能夠顯示填充的背景和填充的邊框。背景色是在Layer的content後面渲染的，邊框是在image的content的上面渲染的，就像圖2-3所示。若是Layer包含子Layer，他們也出如今邊框的下面。因爲背景色是放置在image的後面的，image的透明的部分將會顯示背景色。

 

Figure 2-3  Adding a border and background to a layer

 

 

 

代碼清單2-5顯示設置Layer的背景色和邊框所須要的代碼，全部這些屬性都是可動畫的。

myLayer.backgroundColor = [NSColor greenColor].CGColor;
myLayer.borderColor = [NSColor blackColor].CGColor;
myLayer.borderWidth = 3.0;

注意：咱們可使用任何顏色做爲Layer的背景色，包括帶有透明份量的顏色或者使用樣品image。當使用樣品image的時候，要注意Core Graphics 處理圖片的渲染，以及在此處理圖片渲染的過程當中將使用標準座標系統，標準座標系統和iOS中默認的座標系統是不一樣的。在iOS上默認狀況下，圖片渲染是上下顛倒的，除非咱們調整座標系統。

 

若是咱們設置Layer的背景色爲不透明的顏色，那麼咱們應該講Layer的opaque屬性設置爲YES，這麼作將會提高性能當合成該Layer到屏幕上顯示時候，並消除了layer 做爲輔助存儲時候管理的透明通道。若是Layer有非0的圓角，咱們就沒必要將該Layer標記爲不透明。

 

 Layer支持圓角

 

經過添加corner radius，咱們能夠爲Layer建立圓角效應。corner radius是一個可視化配件，它能夠遮蓋Layer的四角讓下面的content顯示出來。就像圖2-4顯示的。它涉及到透明遮罩的應用，corner radius不影響image的Layer中的content屬性，除非設置masksToBounds屬性爲YES。然而，corner radiu 一直影響Layer的背景色和邊框的繪製。

 

Figure 2-4  A corner radius on a layer

 

 

爲了將corner radius應用到Layer，咱們須要爲Layer的cornerRadius屬性指定一個值。圓角的指定單位是points，而且顯示的時候，它將會預先應用到Layer的四個角。

 

 Layer支持內建陰影

 

CALayer 類包含幾個爲配置陰影效應的屬性。陰影會經過讓它看起來像是漂浮在content下面的方式來爲Layer添加深度。這是另一種可視化的配件，當APP須要的時候可使用。對於Layer而言咱們能夠控制陰影的顏色，相對於content的位置，不透明度，和形狀。

Layer陰影的不透明度默認被設置爲0，這將會有效的隱藏陰影。改變一個透明度爲非零的值，將會引發核心動畫繪製陰影。陰影默認是被直接放置在Layer的下面的，爲了可以看到陰影，咱們也須要調整陰影的偏移量。有個很重要的事情須要記住，咱們爲陰影指定的偏移量是基於Layer的本地座標系統的，也就是說在iOS和OSX 上面是不一樣的。如圖2-5展現了一個偏向右下的陰影，在iOS中，須要指定一個正數在Y軸份量上，可是在OSX 上就須要指定爲負值。

 

Figure 2-5  Applying a shadow to a layer

 

當爲Layer添加陰影的時候，陰影就是Layer的content的一部分，可是實際上陰影有可能超出Layer的邊界，若是開啓Layer的maskToBounds屬性那麼陰影的效應將會在Layer的邊界處被裁剪，這將會產生一個奇怪的現象，那就是在Layer的內部的陰影是顯示的，可是在Layer的邊界外部的陰影缺看不到。若是咱們想要顯示完整的陰影而且還想使用bounds masking，咱們就應該使用兩個Layer而不是一個，將mask應用到包含content的Layer上，而後將這個Layer嵌入到第二個Layer上，第二個Layer的尺寸和第一個的尺寸同樣，第二個Layer上設定陰影效果。

更多關於如何Layer上如使用陰影可參見Shadow Properties。

 

 爲Layer添加自定義屬性

 

CAAnimation 和CALayer 類延伸了KVC以便支持自定義屬性。咱們能夠其使用這個特性爲Layer添加數據，而後經過自定義的屬性獲取該數據。咱們甚至能夠關聯actions到自定義的屬性中，進而達到當修改這個屬性的時候，對應的動畫將會被執行。

爲更多的信息關於如何使用和設置自定義屬性，能夠參見 Key-Value Coding Compliant Container Classes。爲更多的信息關於添加actions到Layer對象，能夠參見 Changing a Layer’s Default Behavior。

 

 打印Layer-backed View的內容

 

在打印期間，Layer 會重繪他們的contents爲了適配打印環境。核心動畫正常狀況下依靠緩存的bitmap當渲染到屏幕上的時候，然而他將會重繪製content當打印的時候。尤爲，layer-backed view使用drawRect:方法提供Layer 的content，當打印的時候，核心動畫將再次調用drawRect：來生成須要打印的Layer的content。