011-iOS核心动画(Core Animation)

简介

问题一：什么是核心动画（Core Animation）？

•Core Animation是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，使用它需要先添加QuartzCore.framework和引入对应的框架<QuartzCore/QuartzCore.h>
•CALayer中很多属性都可以通过CAAnimation实现动画效果，包括：opacity、position、transform、bounds、contents等(可以在API文档中搜索：CALayer Animatable Properties)
•通过调用CALayer的addAnimation:forKey增加动画到层(CALayer)中，这样就能触发动画了。通过调用removeAnimationForKey可以停止层中的动画
•Core Animation的动画执行过程都是在后台操作的，不会阻塞主线程

问题二：开发步骤

①初始化一个动画对象(CAAnimation)并设置一些动画相关属性
②添加动画对象到层(CALayer)中，开始执行动画

①CAAnimation

问题一：简述

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
CAAnimation继承结构



注意：上图中的黑色虚线代表”继承”某个类，红色虚线代表“遵守”某个协议

问题二：属性解析

红色代表来自CAMediaTiming协议的属性
Øduration：动画的持续时间
ØrepeatCount：动画的重复次数
ØrepeatDuration：动画的重复时间
ØremovedOnCompletion：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
ØfillMode：决定当前对象在非active时间段的行为.比如动画开始之前,动画结束之后
ØbeginTime：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
ØtimingFunction：速度控制函数，控制动画运行的节奏
Ødelegate：动画代理
ps:福利

速度控制函数(CAMediaTimingFunction)
1.kCAMediaTimingFunctionLinear（线性）：匀速，给你一个相对静态的感觉
2.kCAMediaTimingFunctionEaseIn（渐进）：动画缓慢进入，然后加速离开
3.kCAMediaTimingFunctionEaseOut（渐出）：动画全速进入，然后减速的到达目的地
4.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。

CAAnimation在分类中定义了代理方法
@interface NSObject (CAAnimationDelegate)
- (void)animationDidStart:(CAAnimation *)anim;
- (void)animationDidStop:(CAAnimation *)anim finished:(BOOL)flag;
@end

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,你只要将动画加入一个layer,layer便立即进入动画的初始状态并等待动画开始.你可以这样设定测试代码,将一个动画加入一个layer的时候延迟5秒执行.然后就会发现在动画没有开始的时候,只要动画被加入了layer,layer便处于动画初始状态 

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

CALayer上动画的暂停和恢复
// t - active local time   图层的本地时间
// tp - parent layer time  父图层的时间
// 父图层和图层本地的时间换算公式
// t = (tp - beginTime) * speed + timeOffset
// beginTime = tp - (t - timeOffset)/speed
#pragma mark 暂停CALayer的动画
-(void)pauseLayer:(CALayer*)layer
{
CFTimeInterval pausedTime = [layer convertTime:CACurrentMediaTime() fromLayer:nil];
layer.speed = 0.0; // 让CALayer的时间停止走动
layer.timeOffset = pausedTime; // 让CALayer的时间停留在pausedTime这个时刻
}
#pragma mark 恢复CALayer的动画
-(void)resumeLayer:(CALayer*)layer
{
CFTimeInterval pausedTime = layer.timeOffset;
layer.speed = 1.0; // 让CALayer的时间继续行走
layer.timeOffset = 0.0; // 取消上次记录的停留时刻
layer.beginTime = 0.0; // 取消上次设置的时间

// 计算暂停的时间(这里用CACurrentMediaTime()-pausedTime也是一样的)
CFTimeInterval timeSincePause = [layer convertTime:CACurrentMediaTime() fromLayer:nil] - pausedTime;
// 设置相对于父坐标系的开始时间(往后退timeSincePause)
layer.beginTime = timeSincePause;
}

②CAPropertyAnimation（属性动画）

问题一：简述

•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和CAKeyframeAnimation

问题二：属性解析

•keyPath：通过指定CALayer的属性名称为keyPath(NSString类型)，只需对CALayer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

③CABasicAnimation

问题一：简述

是CAPropertyAnimation的子类

问题二：属性解析

•fromValue：keyPath相应属性的初始值
•toValue：keyPath相应属性的结束值

•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
注意：如果fillMode=kCAFillModeForwards和removedOnComletion=NO，在动画执行完毕后，图层会保持显示动画执行后的状态。
　　　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。
　　　比如，CALayer的position初始值为(0,0)，CABasicAnimation的fromValue为(10,10)，toValue为(100,100)，、
　　　虽然动画执行完毕后图层保持在(100,100)这个位置，实质上图层的position还是为(0,0)
ps：福利

// 平移动画
CABasicAnimation *anim = [CABasicAnimation animationWithKeyPath:@"position"];
anim.duration = 1; // 动画持续1秒
// 因为CGPoint是结构体，所以用NSValue包装成一个OC对象
anim.fromValue = [NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(50, 50)];
anim.toValue = [NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(100, 100)];
[layer addAnimation:anim forKey:@"MyAnim"];
// 通过MyAnim可以取回相应的动画对象，比如用来中途取消动画

// 缩放动画
CABasicAnimation *anim = [CABasicAnimation animationWithKeyPath:@"transform"];
// 没有设置fromValue说明当前状态作为初始值
// 宽度(width)变为原来的2倍，高度(height)变为原来的1.5倍
anim.toValue = [NSValue valueWithCATransform3D:CATransform3DMakeScale(2, 1.5, 1)];
anim.duration = 1;
[layer addAnimation:anim forKey:nil];

// 旋转动画
CABasicAnimation *anim = [CABasicAnimation animationWithKeyPath:@"transform"];
// 这里是以向量(1, 1, 0)为轴，旋转π/2弧度(90°)
// 如果只是在手机平面上旋转，就设置向量为(0, 0, 1)，即Z轴
anim.toValue = [NSValue valueWithCATransform3D:CATransform3DMakeRotation(M_PI_2, 1, 1, 0)];
anim.duration = 1;
[layer addAnimation:anim forKey:nil];

④CAKeyframeAnimation（关键帧动画）

问题一：简述

•是CAPropertyAnimation的子类
•与CABasicAnimation的区别是：CAKeyframeAnimation会使用一个NSArray保存多个属性元素，
　　　　　　　　　　　　　　　 而CABasicAnimation只能从一个数值(fromValue)变到另一个数值(toValue)　　　　　　　　　　　　　　　　
ps：CABasicAnimation可看做是最多只有2个关键帧的CAKeyframeAnimation

问题二：属性解析

•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,让层跟着路径移动。path只对CALayer的anchorPoint和position起作用。如果你设置了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.当keyTimes没有设置的时候,各个关键帧的时间是平分的
ps：福利

在关键帧动画中还有一个非常重要的参数,那便是calculationMode（计算模式）.
　　•主要针对的是每一帧的内容为一个座标点的情况,也就是对anchorPoint 和 position 进行的动画.
　　•当在平面座标系中有多个离散的点的时候,可以是离散的,也可以直线相连后进行插值计算,也可以使用圆滑的曲线将他们相连后进行插值计算.
　　•calculationMode目前提供如下几种模式：
　　 kCAAnimationLinear  // calculationMode的默认值,表示当关键帧为座标点的时候,关键帧之间直接直线相连进行插值计算; 

　　 kCAAnimationDiscrete  // 离散的,就是不进行插值计算,所有关键帧直接逐个进行显示;
　　
 kCAAnimationPaced // 使得动画均匀进行,而不是按keyTimes设置的或者按关键帧平分时间,此时keyTimes和timingFunctions无效;
　　  
kCAAnimationCubic // 对关键帧为座标点的关键帧进行圆滑曲线相连后插值计算，这里的主要目的是使得运行的轨迹变得圆滑;
　　  kCAAnimationCubicPaced // 看这个名字就知道和kCAAnimationCubic有一定联系,其实就是在kCAAnimationCubic的基础上使得动画运行变得均匀,就是系统时间内运动的距离相同,此时keyTimes以及timingFunctions也是无效的

⑤CAAnimationGroup（并发动画组）

问题一：简述

•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

问题二：属性解析

animations：用来保存一组动画对象的NSArray
ps:
•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

⑥CATransition(过渡)

问题一：简述

•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

问题二：属性解析

•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)

/* 过渡效果
fade     //交叉淡化过渡(不支持过渡方向) kCATransitionFade
push     //新视图把旧视图推出去  kCATransitionPush
moveIn   //新视图移到旧视图上面   kCATransitionMoveIn
reveal   //将旧视图移开,显示下面的新视图  kCATransitionReveal
cube     //立方体翻滚效果 oglFlip  //上下左右翻转效果
suckEffect   //收缩效果，如一块布被抽走(不支持过渡方向)
rippleEffect //滴水效果(不支持过渡方向)
pageCurl     //向上翻页效果
pageUnCurl   //向下翻页效果
cameraIrisHollowOpen  //相机镜头打开效果(不支持过渡方向)
cameraIrisHollowClose //相机镜头关上效果(不支持过渡方向)
*/

附：UIView动画、Block动画、UIImageView的帧动画、UIActivityIndicatorView

①UIView动画

问题一：简述

•UIKit直接将动画集成到UIView类中，当内部的一些属性发生改变时，UIView将为这些改变提供动画支持

•执行动画所需要的工作由UIView类自动完成，但仍要在希望执行动画时通知视图，为此需要将改变属性的代码放在[UIView beginAnimations:nil context:nil]和[UIView commitAnimations]之间

问题二：常见方法解析

+ (void)setAnimationDelegate:(id)delegate // 设置动画代理对象，当动画开始或者结束时会发消息给代理对象
+ (void)setAnimationWillStartSelector:(SEL)selector // 当动画即将开始时，执行delegate对象的selector，并且把beginAnimations:context:中传入的参数传进selector
+ (void)setAnimationDidStopSelector:(SEL)selector // 当动画结束时，执行delegate对象的selector，并且把beginAnimations:context:中传入的参数传进selector
+ (void)setAnimationDuration:(NSTimeInterval)duration // 动画的持续时间，秒为单位
+ (void)setAnimationDelay:(NSTimeInterval)delay // 动画延迟delay秒后再开始
+ (void)setAnimationStartDate:(NSDate *)startDate // 动画的开始时间，默认为now
+ (void)setAnimationCurve:(UIViewAnimationCurve)curve // 动画的节奏控制,具体看下面的”备注”
+ (void)setAnimationRepeatCount:(float)repeatCount // 动画的重复次数
+ (void)setAnimationRepeatAutoreverses:(BOOL)repeatAutoreverses // 如果设置为YES,代表动画每次重复执行的效果会跟上一次相反
+ (void)setAnimationTransition:(UIViewAnimationTransition)transition forView:(UIView *)view cache:(BOOL)cache // 设置视图view的过渡效果, transition指定过渡类型, cache设置YES代表使用视图缓存，性能较好

　　动画的节奏控制

// 动画的节奏控制，跟CAAnimation的timingFunction属性类似
typedef NS_ENUM(NSInteger, UIViewAnimationCurve) {
UIViewAnimationCurveEaseInOut,         // slow at beginning and end
UIViewAnimationCurveEaseIn,            // slow at beginning
UIViewAnimationCurveEaseOut,           // slow at end
UIViewAnimationCurveLinear
};

　　　动画过渡类型

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

问题三：代码示例

// 说明需要执行动画
[UIView beginAnimations:nil context:nil];
// 设置动画持续事件
[UIView setAnimationDuration:1];

// 设置转场动画
[UIView setAnimationTransition:UIViewAnimationTransitionCurlUp forView:self.view cache:YES];

// 交换子视图的位置
[self.view exchangeSubviewAtIndex:0 withSubviewAtIndex:1];

// 提交动画
[UIView commitAnimations];

②三种Block动画

第一种：

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

参数解析:

•duration：动画的持续时间
•delay：动画延迟delay秒后开始
•options：动画的节奏控制
•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
ps：节奏控制枚举

// 动画的节奏控制枚举常量
UIViewAnimationOptionCurveEaseInOut
UIViewAnimationOptionCurveEaseIn
UIViewAnimationOptionCurveEaseOut
UIViewAnimationOptionCurveLinear

第二种：

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

参数解析:

•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

ps: 转场动画的类型

// 转场动画的类型
UIViewAnimationOptionTransitionNone
UIViewAnimationOptionTransitionFlipFromLeft
UIViewAnimationOptionTransitionFlipFromRight
UIViewAnimationOptionTransitionCurlUp
UIViewAnimationOptionTransitionCurlDown
UIViewAnimationOptionTransitionCrossDissolve
UIViewAnimationOptionTransitionFlipFromTop
UIViewAnimationOptionTransitionFlipFromBottom

第三种：

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

方法调用完毕后，相当于执行了下面两句代码：

// 添加toView到父视图

[fromView.superview addSubview:toView];

// 把fromView从父视图中移除

[fromView.superview removeFromSuperview];

参数解析:

•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

③UIImageView的帧动画

•UIImageView可以让一系列的图片在特定的时间内按顺序显示
•相关属性解析:
ØanimationImages：要显示的图片(一个装着UIImage的NSArray)
ØanimationDuration：完整地显示一次animationImages中的所有图片所需的时间
ØanimationRepeatCount：动画的执行次数(默认为0，代表无限循环)
•相关方法解析:

- (void)startAnimating; // 开始动画
- (void)stopAnimating;  // 停止动画
- (BOOL)isAnimating;  // 是否正在运行动画

④UIActivityIndicatorView（旋转进度轮）

问题一：简述

•是一个旋转进度轮，可以用来告知用户有一个操作正在进行中，一般用initWithActivityIndicatorStyle初始化

问题二：方法解析

- (void)startAnimating; // 开始动画
- (void)stopAnimating;  // 停止动画
- (BOOL)isAnimating;  // 是否正在运行动画
UIActivityIndicatorViewStyle有3个值可供选择：
UIActivityIndicatorViewStyleWhiteLarge   //大型白色指示器
UIActivityIndicatorViewStyleWhite      //标准尺寸白色指示器
UIActivityIndicatorViewStyleGray    //灰色指示器，用于白色背景