CoreAnimation-CATransform3D特效

最新推荐文章于 2025-11-25 10:34:42 发布

最新推荐文章于 2025-11-25 10:34:42 发布 · 132 阅读

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#数据结构与算法 #操作系统

本文深入解析iOS开发中图层的坐标系概念，包括position、bounds、anchorPoint等属性的作用，并详细介绍如何利用CATransform3D进行图层的几何变换，包括平移、缩放、旋转等操作。

关于图层的几个坐标系。

对于ios来说，坐标系的（0，0）点在左上角，就是越往下，Y值越大。越往右，X值越大。

一个图层的frame，它是position，bounds，anchorPoint和transform属性的一部分。

设置一个新的frame将会相应的改变图层的position和bounds，但是frame本身并没有保存。

position：是一个CGPoint值，它指定图层相当于它父图层的位置，该值基于父图层的坐标系。

bounds：是一个CGRect值，指定图层的大小（bounds.size）和图层的原点（bounds.origin），这个坐标系是基于自身的。如果改变bounds的origin，那么在该图层的子图层，坐标会跟着改变。也就是说，改变自身的坐标系，本身在父图层的位置不变，但它上的子图层位置变化。

anchorPoint：是一个CGPoint值，它是指定了一个基于bounds的符合坐标系的位置。锚点（anchor point）制定了bounds相对于position的值，同时也作为一个变化时候的中心点。锚点使用空间坐标系取值范围是0-1之间的数。默认是0.5，也就是秃瓢的中心点，如果是（0，0）那么，图层向左上方移动。如果是（1，1）就向右下方移动。

看下面的两个图，就能够够清晰的看出锚点变化所带来的不一样。（此图为MAC OS 坐标系，如果是IOS，那么（0，0）点在图的左上方。）

对于anchorPoint的解释在ios中如图：

下图中的红点位置就是锚点的位置：默认为（0.5，0.5）。在对图像进行变换时，都是按照这个点来进行缩放，偏移等。

一旦修改锚点的位置为：（0，0），那么图像就会变成下图。各种变换就会按照这个点来运动。

所以说，在ios系统中，锚点的坐标系是：左上角为（0，0），右下角为（1，1）。

根据此图，在理解上面的定义，就直观了一些。

图层的几何变换。

可以通过矩阵来改变一个图层的几何形状。

CATransform3D 的数据结构定义了一个同质的三维变换（4x4 CGFloat值的矩阵），用于图层的旋转，缩放，偏移，歪斜和应用的透视。

图层的2个属性指定了变换矩阵：transform 和 sublayerTransform。

transform ：是结合 anchorPoint（锚点）的位置来对图层和图层上的子图层进行变化。

sublayerTransform：是结合anchorPoint（锚点）的位置来对图层的子图层进行变化，不包括本身。

CATransform3DIdentity 是单位矩阵，该矩阵没有缩放，旋转，歪斜，透视。该矩阵应用到图层上，就是设置默认值。

变换函数

CATransform3DMakeTranslation

官方文档：

Returns a transform that translates by '(tx, ty, tz)'. t' = [1 0 0 0; 0 1 0 0; 0 0 1 0; tx ty tz 1].

CATransform3D CATransform3DMakeTranslation (CGFloat tx, CGFloat ty, CGFloat tz)。

做一个解释，对于初学者来说，可能没有看明白是什么意思。我详细说下

对于CATransform3D来说，它是一个4x4 CGFloat的矩阵。

而上面给的值：[1 0 0 0; 0 1 0 0; 0 0 1 0; tx ty tz 1].

给竖起来后。就发现：

1000

01 00

0010

txty tz1

竖起来看就很明显了。

CATransform3D又是一个结构。他有自己的一个公式，可以进行套用。

struct<code>CATransform3D</code>

{

CGFloat<wbr><wbr><wbr><wbr>m11（x缩放）,<wbr><wbr><wbr>m12（y切变）,<span style="word-wrap:normal; word-break:normal; font-family:'Comic sans Ms'"><span style="word-wrap:normal; word-break:normal"><code><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></code></span></span>m13（旋转）,<wbr><span style="word-wrap:normal; word-break:normal; font-family:'Comic sans Ms'"><span style="word-wrap:normal; word-break:normal"><code><wbr><wbr><wbr><wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></code></span></span>m14（）;<br><br></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr>

CGFloat<wbr><wbr><wbr><wbr>m21（x切变）,<wbr><span style="word-wrap:normal; word-break:normal; font-family:'Comic sans Ms'"><span style="word-wrap:normal; word-break:normal"><code><wbr><wbr><wbr></wbr></wbr></wbr></code></span></span>m22（y缩放）,<wbr><span style="word-wrap:normal; word-break:normal; font-family:'Comic sans Ms'"><span style="word-wrap:normal; word-break:normal"><code><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></code></span></span>m23（）,<span style="word-wrap:normal; word-break:normal; font-family:'Comic sans Ms'"><span style="word-wrap:normal; word-break:normal"><code><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></code></span></span>m24（）;<br><br></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr>

CGFloat<wbr><wbr><wbr><wbr>m31（旋转）,<wbr><span style="word-wrap:normal; word-break:normal; font-family:'Comic sans Ms'"><span style="word-wrap:normal; word-break:normal"><code><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></code></span></span>m32（
 ）,<wbr><span style="word-wrap:normal; word-break:normal; font-family:'Comic sans Ms'"><span style="word-wrap:normal; word-break:normal"><code><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></code></span></span>m33（）,<span style="word-wrap:normal; word-break:normal; font-family:'Comic sans Ms'"><span style="word-wrap:normal; word-break:normal"><code><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></code></span></span>m34（透视效果，要操作的这个对象要有旋转的角度，否则没有效果。正直/负值都有意义）;<br><br></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr>

CGFloat<wbr><wbr><wbr><wbr>m41（x平移）,<span style="word-wrap:normal; word-break:normal; font-family:'Comic sans Ms'"><span style="word-wrap:normal; word-break:normal"><code><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></code></span></span>m42（y平移）,<span style="word-wrap:normal; word-break:normal; font-family:'Comic sans Ms'"><span style="word-wrap:normal; word-break:normal"><code><wbr><wbr><wbr><wbr><wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></code></span></span>m43（z平移）,<wbr><span style="word-wrap:normal; word-break:normal; font-family:'Comic sans Ms'"><span style="word-wrap:normal; word-break:normal"><code><wbr><wbr><wbr><wbr></wbr></wbr></wbr></wbr></code></span></span>m44（）;</wbr></wbr></wbr></wbr></wbr>

};

根据这个公式，就一目了然了。

CATransform3DCATransform3DMakeTranslation(CGFloat tx, CGFloat ty, CGFloat tz)

的参数意思就是

tx:：x平移。ty：y平移。tz：z平移

换换函数：

CATransform3D CATransform3DMakeTranslation (CGFloat tx, CGFloat ty, CGFloat tz)

tx：X轴偏移位置，往下为正数。

ty：Y轴偏移位置，往右为正数。

tz：Z轴偏移位置，往外为正数。

例：
如果有2个图层，一个是绿色的，一个是红色的。先加载绿色，后加载红色。

tx，ty的左右偏移先不说了。

如果绿色的tz为-10，红色的tz为0效果如下。

如果绿色的tz为0，红色的tz为-10效果如下。

对于tz来说，值越大，那么图层就越往外（接近屏幕），值越小，图层越往里（屏幕里）。

CATransform3DCATransform3DTranslate (CATransform3D t, CGFloat tx, CGFloat ty, CGFloat tz);

t：就是上一个函数。其他的都一样。

就可以理解为：函数的叠加，效果的叠加。

CATransform3D CATransform3DMakeScale (CGFloat sx, CGFloat sy, CGFloat sz);

sx：X轴缩放，代表一个缩放比例，一般都是 0 --- 1 之间的数字。

sy：Y轴缩放。

sz：整体比例变换时，也就是m11（sx）== m22（sy）时，若m33（sz）>1，图形整体缩小，若0<1，图形整体放大，若m33（sz）<0，发生关于原点的对称等比变换。

当sx = 1，sy = 1时。如图：

当sx = 0.5，sy = 0.5时。如图：

CATransform3D CATransform3DScale (CATransform3D t, CGFloat sx, CGFloat sy, CGFloat sz)

t：就是上一个函数。其他的都一样。

就可以理解为：函数的叠加，效果的叠加。

CATransform3D CATransform3DMakeRotation (CGFloat angle, CGFloat x, CGFloat y, CGFloat z);

旋转效果。

angle：旋转的弧度，所以要把角度转换成弧度：角度 * M_PI / 180。

x：向X轴方向旋转。值范围-1 --- 1之间

y：向Y轴方向旋转。值范围-1 --- 1之间

z：向Z轴方向旋转。值范围-1 --- 1之间

该CATransform3DMakeRotation函数创建了一个转变，将在三维轴坐标系以任意弧度旋转层。x-y-z轴的有个确定的范围（介于-1 和+1之间）。相应的坐标轴指定的值告诉系统在该轴上旋转。例如，如果X轴是设置为-1或1 ，该对象将的X轴的方向上旋转，这意味着将把它垂直旋转。把这些值看做是插入在图像每个坐标轴上的秸秆（Think of these values as inserting straws through the image for each axis.）。如果秸秆插过x轴，图像将沿着秸秆垂直旋转。您可以使用坐标轴角度值创建更复杂的旋转。。对于大多数的用途，但是，值介于-1和+1已经足够。

例：向X轴旋转60度。向Y轴旋转60度。向Z轴旋转60度。

向 X轴，Y轴都旋转60度，就是沿着对角线旋转。

可以通过X，Y，Z轴同时变化，来旋转图像。

CATransform3D CATransform3DRotate (CATransform3D t, CGFloat angle, CGFloat x, CGFloat y, CGFloat z);

t：就是上一个函数。其他的都一样。

就可以理解为：函数的叠加，效果的叠加。

CATransform3D CATransform3DInvert (CATransform3D t);

翻转效果。

未使用使用

CGAffineTransform CATransform3DGetAffineTransform (CATransform3D t);

bool CATransform3DIsAffine (CATransform3D t);

仿射效果。

就是把一个 CATransform3D 对象转换成一个 CGAffineTransform 对象。

也就是把 CATransform3D 矩阵转换成 CGAffineTransform 矩阵

变换函数同时提供了可以比较一个变换矩阵是否是单位矩阵,或者两个矩阵是否相等。

bool CATransform3DIsIdentity (CATransform3D t);

bool CATransform3DEqualToTransform (CATransform3D a, CATransform3D b);

也可以通过修改数据结构和键值来设置变换效果。

struct CATransform3D
               {

                 CGFloat m11, m12, m13, m14；

                           CGFloat m21, m22, m23, m24；

                           CGFloat m31, m32, m33, m34；

                                  CGFloat m41, m42, m43, m44；
}
可以直接修改 其中的一个值，来达到相同的效果。

或者修改键值

[myLayer setValue:[NSNumber numberWithInt:0] forKeyPath:@"transform.rotation.x"];