iOS开发 显式动画的原理及实现

属性动画

CABasicAnimation *animation = [CABasicAnimation animation];
[self updateHandsAnimated:NO];
animation.keyPath = @"transform";
animation.toValue = [NSValue valueWithCATransform3D:transform];
animation.duration = 0.5;
animation.delegate = self;
[animation setValue:handView forKey:@"handView"];

关键帧动画

CAKeyframeAnimation是另一种UIKit没有暴露出来但功能强大的类。和CABasicAnimation类似，CAKeyframeAnimation同样是CAPropertyAnimation的一个子类，它依然作用于单一的一个属性，但是和CABasicAnimation不一样的是，它不限制于设置一个起始和结束的值，而是可以根据一连串随意的值来做动画。

关键帧起源于传动动画，意思是指主导的动画在显著改变发生时重绘当前帧（也就是关键帧），每帧之间剩下的绘制（可以通过关键帧推算出）将由熟练的艺术家来完成。CAKeyframeAnimation也是同样的道理：你提供了显著的帧，然后Core Animation在每帧之间进行插入。

- (IBAction)changeColor
{
//create a keyframe animation
CAKeyframeAnimation *animation = [CAKeyframeAnimation animation];
animation.keyPath = @"backgroundColor";
animation.duration = 2.0;
animation.values = @[
(__bridge id)[UIColor blueColor].CGColor,
(__bridge id)[UIColor redColor].CGColor,
(__bridge id)[UIColor greenColor].CGColor,
(__bridge id)[UIColor blueColor].CGColor ];
//apply animation to layer
[self.colorLayer addAnimation:animation forKey:nil];
}

动画组

CABasicAnimation和CAKeyframeAnimation仅仅作用于单独的属性，而CAAnimationGroup可以把这些动画组合在一起。CAAnimationGroup是另一个继承于CAAnimation的子类，它添加了一个animations数组的属性，用来组合别的动画。

- (void)viewDidLoad
{
[super viewDidLoad];
//create a path
UIBezierPath *bezierPath = [[UIBezierPath alloc] init];
[bezierPath moveToPoint:CGPointMake(0, 150)];
[bezierPath addCurveToPoint:CGPointMake(300, 150) controlPoint1:CGPointMake(75, 0) controlPoint2:CGPointMake(225, 300)];
//draw the path using a CAShapeLayer
CAShapeLayer *pathLayer = [CAShapeLayer layer];
pathLayer.path = bezierPath.CGPath;
pathLayer.fillColor = [UIColor clearColor].CGColor;
pathLayer.strokeColor = [UIColor redColor].CGColor;
pathLayer.lineWidth = 3.0f;
[self.containerView.layer addSublayer:pathLayer];
//add a colored layer
CALayer *colorLayer = [CALayer layer];
colorLayer.frame = CGRectMake(0, 0, 64, 64);
colorLayer.position = CGPointMake(0, 150);
colorLayer.backgroundColor = [UIColor greenColor].CGColor;
[self.containerView.layer addSublayer:colorLayer];
//create the position animation
CAKeyframeAnimation *animation1 = [CAKeyframeAnimation animation];
animation1.keyPath = @"position";
animation1.path = bezierPath.CGPath;
animation1.rotationMode = kCAAnimationRotateAuto;
//create the color animation
CABasicAnimation *animation2 = [CABasicAnimation animation];
animation2.keyPath = @"backgroundColor";
animation2.toValue = (__bridge id)[UIColor redColor].CGColor;
//create group animation
CAAnimationGroup *groupAnimation = [CAAnimationGroup animation];
groupAnimation.animations = @[animation1, animation2];
groupAnimation.duration = 4.0;
//add the animation to the color layer
[colorLayer addAnimation:groupAnimation forKey:nil];
}

过渡

有时候对于iOS应用程序来说，希望能通过属性动画来对比较难做动画的布局进行一些改变。比如交换一段文本和图片，或者用一段网格视图来替换，等等。属性动画只对图层的可动画属性起作用，所以如果要改变一个不能动画的属性（比如图片），或者从层级关系中添加或者移除图层，属性动画将不起作用。

于是就有了过渡的概念。过渡并不像属性动画那样平滑地在两个值之间做动画，而是影响到整个图层的变化。过渡动画首 先展示之前的图层外观，然后通过一个交换过渡到新的外观。

为了创建一个过渡动画，我们将使用CATransition，同样是另一个CAAnimation的子类，和别的子类不同，CATransition有一个type和subtype来标识变换效果。type属性是一个NSString类型，可以被设置成如下类型：

kCATransitionFade
kCATransitionMoveIn
kCATransitionPush
kCATransitionReveal

到目前为止你只能使用上述四种类型，但你可以通过一些别的方法来自定义过渡效果，默认的过渡类型是kCATransitionFade，当你在改变图层属性之后，就创建了一个平滑的淡入淡出效果。kCATransitionPush，它创建了一个新的图层，从边缘的一侧滑动进来，把旧图层从另一侧推出去的效果。

kCATransitionMoveIn和kCATransitionReveal与kCATransitionPush类似，都实现了一个定向滑动的动画，但是有一些细微的不同，kCATransitionMoveIn从顶部滑动进入，但不像推送动画那样把老土层推走，然而kCATransitionReveal把原始的图层滑动出去来显示新的外观，而不是把新的图层滑动进入。

后面三种过渡类型都有一个默认的动画方向，它们都从左侧滑入，但是你可以通过subtype来控制它们的方向，提供了如下四种类型：

kCATransitionFromRight

kCATransitionFromLeft

kCATransitionFromTop

kCATransitionFromBottom

@interface ViewController ()

@property (nonatomic, weak) IBOutlet UIImageView *imageView;
@property (nonatomic, copy) NSArray *images;

@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad
{
[super viewDidLoad];
//set up images
self.images = @[[UIImage imageNamed:@"Anchor.png"],
[UIImage imageNamed:@"Cone.png"],
[UIImage imageNamed:@"Igloo.png"],
[UIImage imageNamed:@"Spaceship.png"]];
}

- (IBAction)switchImage
{
//set up crossfade transition
CATransition *transition = [CATransition animation];
transition.type = kCATransitionFade;
//apply transition to imageview backing layer
[self.imageView.layer addAnimation:transition forKey:nil];
//cycle to next image
UIImage *currentImage = self.imageView.image;
NSUInteger index = [self.images indexOfObject:currentImage];
index = (index + 1) % [self.images count];
self.imageView.image = self.images[index];
}

@end

你可以从代码中看出，过渡动画和之前的属性动画或者动画组添加到图层上的方式一致，都是通过-addAnimation:forKey:方法。但是和属性动画不同的是，对指定的图层一次只能使用一次CATransition，因此，无论你对动画的键设置什么值，过渡动画都会对它的键设置成“transition”，也就是常量kCATransition。

自定义动画

苹果通过UIView +transitionFromView:toView:duration:options:completion:和+transitionWithView:duration:options:animations:方法提供了Core Animation的过渡特性。但是这里的可用的过渡选项和CATransition的type属性提供的常量完全不同。UIView过渡方法中options参数可以由如下常量指定：

UIViewAnimationOptionTransitionFlipFromLeft

使用UIKit提供的方法来做过渡动画

@interface ViewController ()
@property (nonatomic, weak) IBOutlet UIImageView *imageView;
@property (nonatomic, copy) NSArray *images;
@end
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad
{
[super viewDidLoad]; //set up images
self.images = @[[UIImage imageNamed:@"Anchor.png"],
[UIImage imageNamed:@"Cone.png"],
[UIImage imageNamed:@"Igloo.png"],
[UIImage imageNamed:@"Spaceship.png"]];
- (IBAction)switchImage
{
[UIView transitionWithView:self.imageView duration:1.0
options:UIViewAnimationOptionTransitionFlipFromLeft
animations:^{
//cycle to next image
UIImage *currentImage = self.imageView.image;
NSUInteger index = [self.images indexOfObject:currentImage];
index = (index + 1) % [self.images count];
self.imageView.image = self.images[index];
}
completion:NULL];
}

@end