CALayer动画实践（二）：CAReplicatorLayer的用法

上一篇文章通过两个动画示例带大家了解和认识了CALayer动画，包括如何使用CAShapeLayer、CABasicAnimation、CAAnimationGroup等。在这篇文章中，依然会通过两个示例向大家讲解更多CALayer动画的知识。
老规矩，先让我们看看最终要实现的动画效果：

经常听音乐的人对第一个动画效果肯定有会觉得很眼熟，类似播放音乐时音频高低起伏的动画，这种动画在应用中常被用作标识正在播放音乐或广播。第二个动画依然是一个等待加载的动画，在我的印象中肯定是有应用使用过，具体的已经记不清了。下面就让我们来实现这两个动画吧。

Replicator Animation

新建一个项目，名为ReplicatorAnimation，打开

Main.storyboard

，添加一个UIView，颜色位置按大家喜好设定：

添加该UIView在

ViewController.swift

中的Outlet：

接下来我们在

ViewController.swift

中添加一个方法

firstReplicatorAnimation()

，在该方法中编写如下代码：
[cpp] view plaincopy

let replicatorLayer = CAReplicatorLayer()

replicatorLayer.bounds = CGRect(x: replicatorAnimationView.frame.origin.x, y: replicatorAnimationView.frame.origin.y, width: replicatorAnimationView.frame.size.width, height: replicatorAnimationView.frame.size.height)

replicatorLayer.anchorPoint = CGPoint(x: 0, y: 0)

replicatorLayer.backgroundColor = UIColor.lightGrayColor().CGColor

replicatorAnimationView.layer.addSublayer(replicatorLayer)

这里出现的CAReplicatorLayer是一个新面孔，它也是CALayer的子类，正如它的名称一样，CAReplicatorLayer可以对它自己的子Layer进行复制操作。创建了CAReplicatorLayer实例后，设置了它的尺寸大小、位置、锚点位置、背景色，并且将它添加到了

replicatorAnimationView

的Layer中:

这里要啰嗦几句，Layer的默认锚点坐标是(0.5, 0.5)，也就是Layer的中心点位置，而Layer的

position

又是根据锚点计算的，所以如果你设置Layer的

position

属性为(10, 10)，就相当于设置了Layer的中心位置为(10, 10)，并不是你期望的左上角位置。所以如果Layer想使用它父视图的坐标位置，就需要将锚点位置设置为(0, 0)，这样一来Layer的

position

属性标识的就是Layer左上角的位置：

然后我们继续在

firstReplicatorAnimation()

方法中添加代码：
[cpp] view plaincopy

let rectangle = CALayer()

rectangle.bounds = CGRect(x: 0, y: 0, width: 30, height: 90)

rectangle.anchorPoint = CGPoint(x: 0, y: 0)

rectangle.position = CGPoint(x: replicatorAnimationView.frame.origin.x + 10, y: replicatorAnimationView.frame.origin.y + 110)

rectangle.cornerRadius = 2

rectangle.backgroundColor = UIColor.whiteColor().CGColor

replicatorLayer.addSublayer(rectangle)

通过上面的代码，再次创建了一个Layer，这次使用的是CALayer，因为我们只需要一个很普通的Layer，为其设置位置、尺寸、背景色、圆角属性，然后添加在

replicatorLayer

中：

动画的主体之一已经绘制好了，下面我们让它动起来。在上述代码后面，接着添加如下代码：
[cpp] view plaincopy

let moveRectangle = CABasicAnimation(keyPath: "position.y")

moveRectangle.toValue = rectangle.position.y - 70

moveRectangle.duration = 0.7

moveRectangle.autoreverses = true

moveRectangle.repeatCount = HUGE

rectangle.addAnimation(moveRectangle, forKey: nil)

首先我们创建了按Y轴移动的动画实例，然后设置了移动的目标位置，动画持续时间，重复次数设置为无限大。这里有一个属性大家可能比较陌生，那就是

autoreverses

，这个属性为Bool类型，设置为true时，开启自动反向执行动画，比如示例中的白色长方形的移动动画为向上移动50个像素，如过

autoreverses

设置为false，那么动画结束后，会根据重复次数，白色长方形重新回到初始位置，继续向上移动，如果

autoreverses

设置为true，则当动画结束后，白色长方形会继续向下移动至初始位置，然后再开始第二次的向上移动动画。
编译运行看看效果：

至此，大家应该也已经看出来了，这个白色的长方形就是动画中第一个上下移动的白色长方形，那么后两个如何创建呢？还需要再写两遍上面的代码吗？请大家在下面的文章中寻找。
在上述代码下面再添加一行代码：
[cpp] view plaincopy

replicatorLayer.instanceCount = 3

显而易见，这是CAReplicatorLayer的能力了，这行代码的意思是将

replicatorLayer

的子Layer复制3份，复制Layer与原Layer的大小、位置、颜色、Layer上的动画等等所有属性都一模一样，所以这时编译运行代码我们看不到任何不同的效果，因为三个白色长方形是重合在一起的，所以我们需要设置每个白色长方形的间隔：
[cpp] view plaincopy

replicatorLayer.instanceTransform = CATransform3DMakeTranslation(40, 0, 0)

这行代码涉及到CAReplicatorLayer的另一个属性

instanceTransform

，它的作用是设置每个子Layer如何变化。

CATransform3DMakeTranslation

这个类的含义是使Layer根据X、Y、Z轴进行平移。现在再编译运行看看效果如何：

现在三个白色长方形的运动轨迹和时刻都是一直的，这显然不是我们想要的结果，我们需要三个白色长方形有上下起伏的视觉效果，所以我们继续添加一行代码：
[cpp] view plaincopy

replicatorLayer.instanceDelay = 0.3

instanceDelay

这个属性使CAReplicatorLayer中的每个子Layer的动画起始时间逐个递增。这里我们设置为0.3秒，也就是第一个长方形先执行动画，过0.3秒后第二个开始执行动画，再过0.3秒后第三个开始执行动画。我们编译运行看看效果：
显然我们只想显示

replicatorLayer

区域里的内容，我们并不想看到超出它边界的内容，所以我们再添加一行代码：

[cpp] view plaincopy

replicatorLayer.masksToBounds = true

masksToBounds

是CALayer的属性，作用是将Layer视为一个遮罩，只显示遮罩区域内的内容。最后我们回到初始化

replicatorLayer

的地方，找到这行代码

replicatorLayer.backgroundColor = UIColor.lightGrayColor().CGColor

，将

replicatorLayer

的背景色改为无色

replicatorLayer.backgroundColor = UIColor.clearColor().CGColor

。再次编译运行看看最终效果：

Replicator Indicator Animation

CAReplicatorLayer的功能是很强大的，这一节将通过另一个加载动画的实例向大家介绍它的其他特性。
首先打开

Main.storyboard

，拖进一个新的UIView，位置颜色随大家喜好：

随后添加该UIView在

ViewController.swift

中的Outlet

activityIndicatorView

：

然后在

ViewController.swift

中添加一个方法

activityIndicatorAnimation

，和上一个动画示例一样，我们先创建一个CAReplicatorLayer：
[cpp] view plaincopy

let replicatorLayer = CAReplicatorLayer()

replicatorLayer.bounds = CGRect(x: 0, y: 0, width: activityIndicatorView.frame.size.width, height: activityIndicatorView.frame.size.height)

replicatorLayer.position = CGPoint(x: activityIndicatorView.frame.size.width/2, y: activityIndicatorView.frame.size.height/2)

replicatorLayer.backgroundColor = UIColor.lightGrayColor().CGColor

activityIndicatorView.layer.addSublayer(replicatorLayer)

上述代码和上个示例中的差不多，唯一不同的就是

replicatorLayer

的锚点使用的是默认值，即锚点就是中点，

position

属性代表亦是中点，所以将

position

属性设置为父视图的中点即可。这里意在让大家多多理解CALayer中

anchorPoint

与

position

属性。接下来添加如下代码：
[cpp] view plaincopy

let circle = CALayer()

circle.bounds = CGRect(x: 0, y: 0, width: 15, height: 15)

circle.position = CGPoint(x: activityIndicatorView.frame.size.width/2, y: activityIndicatorView.frame.size.height/2 - 55)

circle.cornerRadius = 7.5

circle.backgroundColor = UIColor.whiteColor().CGColor

replicatorLayer.addSublayer(circle)

上述代码的目的是用CALayer创建一个圆形，其实CALayer创建出的形状默认是矩形，但是把四个角的弧度设置为边宽的一半，矩形就变成了圆形。将这个圆形的位置设置在父Layer的中间靠上位置，背景色设置为白色。此时该圆形就是文章开头效果图中第二个动画里的主体了：

不过在动画中我们看到有许多个小圆形组成一个大圆，如果重复上面的代码，一个一个设置位置，那绝对是令人发指的行为，好在我们有CAReplicatorLayer帮助我们实现，下面就来看看如何使用CAReplicatorLayer复制子Layer，并让子Layer形成一个圆形。让我们接着添加如下代码：
[cpp] view plaincopy

replicatorLayer.instanceCount = 15

let angle = CGFloat(2 * M_PI) / CGFloat(15)

replicatorLayer.instanceTransform = CATransform3DMakeRotation(angle, 0, 0, 1)

上述的代码中，首先对子Layer，也就是白色圆形复制了15份。然后将360°除以15份，算出每一个圆形针对它前一个圆形应该偏移的角度。最后我们用到了

CATransform3DMakeRotation

，它同样是

CATransform3D

的一个结构，含义是使Layer在X、Y、Z轴根据给定的角度旋转。这样我们复制的15份圆形就会按照我们计算的角度排列，并形成一个大圆：

接下来让我们分析一下这个动画，整体看上去感觉像一颗流星拖着尾巴在不停的转圈，但细看每一个小圆点，其实是在不停的进行放大缩小的动画，只不过每个小圆点的动画对于它前一个小圆点的动画有一定的延迟。所以首先我们需要实现小圆点放大缩小的动画，在上述代码后面接着添加如下代码：
[cpp] view plaincopy

let scale = CABasicAnimation(keyPath: "transform.scale")

scale.fromValue = 1

scale.toValue = 0.1

scale.duration = 1

scale.repeatCount = HUGE

circle.addAnimation(scale, forKey: nil)

首先创建一个按比例缩放类型的动画，设置起始比例为1，也就是当前大小。再设置希望缩放到的比例为0.1。动画持续时间为1秒，重复无限次。最后将该动画添加在小圆点中。编译运行看看效果：

目前每个小圆点是同时执行动画，我们需要设置小圆点的动画延迟时间，接着添加如下代码：
[cpp] view plaincopy

replicatorLayer.instanceDelay = 1/15

这里为什么是1/15呢，因为整个动画的时间是由每个小圆点的动画时间决定的，这里也就是1秒，所有小圆点的延迟时间加起来要等于整个动画的持续时间，所以这里就是用1秒除以小圆点的数量15。编译运行看看效果：

从效果图中可以看到，刚开始的动画不是很自然，那是因为小圆点的初始比例是1，所以一开始会先看到小圆点，然后才会慢慢开始正常的动画。这个很好解决，我们让小圆点的初始比例为0.1，也就是刚开始看不到小圆点，这样就可以避免这个情况了，我们接着加一行代码：
[cpp] view plaincopy

circle.transform = CATransform3DMakeScale(0.01, 0.01, 0.01)

同时将

replicatorLayer

的背景色改为无色，再次编译运行看看效果：

展现在我们眼前的是一个完美的加载动画。