1、什么是核心动画
Core Animation
(核心动画)是一组功能强大、效果华丽的动画API
,无论在iOS
系统或者在你开发的App
中,都有大量应用。
核心动画所在的位置如下图所示:
可以看到,核心动画位于UIKit
的下一层,相比UIView
动画,它可以实现更复杂的动画效果。
核心动画作用在CALayer
(Core animation layer
)上,CALayer
从概念上类似UIView
,我们可以将UIView
看成是一种特殊的CALayer
(可以响应事件)。
实际上,每一个view
都有其对应的layer
,这个layer
是root layer
:
@property(nonatomic,readonly,strong) CALayer *layer;
给view
加上动画,本质上是对其layer
进行操作,layer
包含了各种支持动画的属性,动画则包含了属性变化的值、变化的速度、变化的时间等等,两者结合产生动画的过程。
核心动画和UIView
动画的对比:UIView
动画可以看成是对核心动画的封装,和UIView
动画不同的是,通过核心动画改变layer
的状态(比如position
),动画执行完毕后实际上是没有改变的(表面上看起来已改变)。
总体来说核心动画的优点有:
- 性能强大,使用硬件加速,可以同时向多个图层添加不同的动画效果。
- 接口易用,只需要少量的代码就可以实现复杂的动画效果。
- 运行在后台线程中,在动画过程中可以响应交互事件(
UIView
动画默认动画过程中不响应交互事件)。
2、核心动画类的层次结构
CAAnimation
是所有动画对象的父类,实现CAMediaTiming
协议,负责控制动画的时间、速度和时间曲线等等,是一个抽象类,不能直接使用。
CAPropertyAnimation
:是CAAnimation
的子类,它支持动画地显示图层的keyPath
,一般不直接使用。
iOS9.0
之后新增CASpringAnimation
类,它实现弹簧效果的动画,是CABasicAnimation
的子类。
综上,核心动画类中可以直接使用的类有:
CABasicAnimation
基础动画CAKeyframeAnimation
关键帧动画CATransition
过度动画CAAnimationGroup
动画组CASpringAnimation
弹簧动画
3、核心动画类的核心方法
1.初始化CAAnimation
对象,一般使用animation
方法生成实例
+ (instancetype)animation;
如果是CAPropertyAnimation
的子类,还可以通过animationWithKeyPath
生成实例
+ (instancetype)animationWithKeyPath:(nullable NSString *)path;
2.设置动画的相关属性
设置动画的执行时间,执行曲线,keyPath
的目标值,代理等等。
3.动画的添加和移除
调用CALayer
的addAnimation:forKey
:方法将动画添加到CALayer
中,这样动画就开始执行了。
- (void)addAnimation:(CAAnimation *)anim forKey:(nullable NSString *)key;
调用CALayer
的removeAnimation
方法停止CALayer
中的动画
- (void)removeAnimationForKey:(NSString *)key;
- (void)removeAllAnimations;
4、核心动画类的常用属性
keyPath
:可以指定keyPath
为CALayer
的属性值,并对它的值进行修改,以达到对应的动画效果,需要注意的是部分属性值是不支持动画效果的。
以下是具有动画效果的keyPath
:
//CATransform3D Key Paths : (example)transform.rotation.z
//rotation.x
//rotation.y
//rotation.z
//rotation 旋轉
//scale.x
//scale.y
//scale.z
//scale 缩放
//translation.x
//translation.y
//translation.z
//translation 平移
//CGPoint Key Paths : (example)position.x
//x
//y
//CGRect Key Paths : (example)bounds.size.width
//origin.x
//origin.y
//origin
//size.width
//size.height
//size
//opacity
//backgroundColor
//cornerRadius
//borderWidth
//contents
//Shadow Key Path:
//shadowColor
//shadowOffset
//shadowOpacity
//shadowRadius
duration
:动画的持续时间
repeatCount
:动画的重复次数
timingFunction
:动画的时间节奏控制
timingFunctionName
的enum
值如下:
kCAMediaTimingFunctionLinear 匀速
kCAMediaTimingFunctionEaseIn 慢进
kCAMediaTimingFunctionEaseOut 慢出
kCAMediaTimingFunctionEaseInEaseOut 慢进慢出
kCAMediaTimingFunctionDefault 默认值(慢进慢出)
fillMode
:视图在非Active
时的行为
removedOnCompletion:
动画执行完毕后是否从图层上移除,默认为YES
(视图会恢复到动画前的状态),可设置为NO
(图层保持动画执行后的状态,前提是fillMode
设置为kCAFillModeForwards
)beginTime
:动画延迟执行时间(通过CACurrentMediaTime()
+your time
设置)delegate
:代理代理方法如下:
- (void)animationDidStart:(CAAnimation *)anim; //动画开始
- (void)animationDidStop:(CAAnimation *)anim finished:(BOOL)flag; //动画结束
CABasicAnimation
CABasicAnimation
可以设定keyPath
的起点,终点的值,动画会沿着设定点进行移动,CABasicAnimation
可以看成是只有两个关键点的特殊的CAKeyFrameAnimation
。
下面以改变视图的position
为例演示其使用:
- (void)position {
CABasicAnimation * ani = [CABasicAnimation animationWithKeyPath:@"position"];
ani.toValue = [NSValue valueWithCGPoint:self.centerShow.center];
ani.removedOnCompletion = NO;
ani.fillMode = kCAFillModeForwards;
ani.timingFunction = [CAMediaTimingFunction functionWithName:kCAMediaTimingFunctionEaseInEaseOut];
[self.cartCenter.layer addAnimation:ani forKey:@"PostionAni"];
}
动画效果:
下面是部分keyPath
对应的动画效果(图片名为其对应的keyPath
):
-
positionX
-
positionY
-
rotation
-
rotationX
-
rotationY
-
rotationZ
-
scale
-
translation
-
transform
的组合效果
-
bounds
-
size
-
sizeW
-
sizeH
-
opacity
-
backgroundColor
-
cornerRadius
-
borderWidth
-
contents
-
shadowColor
-
shadowOffset
-
shadowOpacity
-
shadowRadius
CAKeyframeAnimation
可以设定keyPath
起点、中间关键点(不止一个)、终点的值,每一帧所对应的时间,动画会沿着设定点进行移动。
CAKeyframeAnimation
的重要属性:
values
:关键帧数组对象,里面每一个元素即为一个关键帧,动画会在对应的时间段内,依次执行数组中每一个关键帧的动画。path
:动画路径对象,可以指定一个路径,在执行动画时路径会沿着路径移动,Path在动画中只会影响视图的Position
。keyTimes
:设置关键帧对应的时间点,范围:0-1
。如果没有设置该属性,则每一帧的时间平分。
下面以让视图绕圈为例演示其使用:
1、设置values
使其沿正方形运动
- (void)valueKeyframeAni {
CAKeyframeAnimation * ani = [CAKeyframeAnimation animationWithKeyPath:@"position"];
ani.duration = 4.0;
ani.removedOnCompletion = NO;
ani.fillMode = kCAFillModeForwards;
ani.timingFunction = [CAMediaTimingFunction functionWithName:kCAMediaTimingFunctionEaseInEaseOut];
NSValue * value1 = [NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(150, 200)];
NSValue *value2=[NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(250, 200)];
NSValue *value3=[NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(250, 300)];
NSValue *value4=[NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(150, 300)];
NSValue *value5=[NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(150, 200)];
ani.values = @[value1, value2, value3, value4, value5];
[self.centerShow.layer addAnimation:ani forKey:@"PostionKeyframeValueAni"];
}
动画效果:valueKeyframeAni
2、设置path
使其绕圆圈运动
- (void)pathKeyframeAni {
CAKeyframeAnimation * ani = [CAKeyframeAnimation animationWithKeyPath:@"position"];
CGMutablePathRef path = CGPathCreateMutable();
CGPathAddEllipseInRect(path, NULL, CGRectMake(130, 200, 100, 100));
ani.path = path;
CGPathRelease(path);
ani.duration = 4.0;
ani.removedOnCompletion = NO;
ani.fillMode = kCAFillModeForwards;
[self.centerShow.layer addAnimation:ani forKey:@"PostionKeyframePathAni"];
}
动画效果:pathKeyframeAni
CATransition
转场动画,比UIVIew
转场动画具有更多的动画效果,比如Nav
的默认Push
视图的效果就是通过CATransition
的kCATransitionPush
类型来实现。
CATransition
的重要属性:
type
:过渡动画的类型
type的enum值如下:
kCATransitionFade 渐变
kCATransitionMoveIn 覆盖
kCATransitionPush 推出
kCATransitionReveal 揭开
还有一些私有动画类型,效果很炫酷,不过不推荐使用。
私有动画类型的值有:cube
、suckEffect
、oglFlip
、rippleEffect
、pageCurl
、pageUnCurl
等等。
subtype
: 过渡动画的方向
subtype的enum值如下:
kCATransitionFromRight 从右边
kCATransitionFromLeft 从左边
kCATransitionFromTop 从顶部
kCATransitionFromBottom 从底部
以渐变效果为例
- (void)transitionAni {
CATransition * ani = [CATransition animation];
ani.type = kCATransitionFade;
ani.subtype = kCATransitionFromLeft;
ani.duration = 1.5;
self.centerShow.image = [UIImage imageNamed:@"Raffle"];
[self.centerShow.layer addAnimation:ani forKey:@"transitionAni"];
}
动画效果:kCATransitionFade
以下是另外三种转场类型的动画效果(图片名称对应其type
类型):
-
kCATransitionMoveIn
-
kCATransitionPush
-
kCATransitionReveal
以下是部分私有转场类型的动画效果(图片名称对应其type
类型): -
transitionAni - rippleEffect
-
transitionAni - cube
-
transitionAni - pageCurl
-
transitionAni - suckEffect
CASpringAnimation
CASpringAnimation
是iOS9
新加入动画类型,是CABasicAnimation
的子类,用于实现弹簧动画。
CASpringAnimation
的重要属性:
mass
:质量(影响弹簧的惯性,质量越大,弹簧惯性越大,运动的幅度越大)stiffness
:弹性系数(弹性系数越大,弹簧的运动越快)damping
:阻尼系数(阻尼系数越大,弹簧的停止越快)initialVelocity
:初始速率(弹簧动画的初始速度大小,弹簧运动的初始方向与初始速率的正负一致,若初始速率为0,表示忽略该属性)settlingDuration
:结算时间(根据动画参数估算弹簧开始运动到停止的时间,动画设置的时间最好根据此时间来设置)
CASpringAnimation
和UIView
的SpringAnimation
对比:
1.CASpringAnimation
可以设置更多影响弹簧动画效果的属性,可以实现更复杂的弹簧动画效果,且可以和其他动画组合。
2.UIView
的SpringAnimation
实际上就是通过CASpringAnimation
来实现。
以实现视图的bounds
变化的弹簧动画效果为例:
- (void)springAni {
CASpringAnimation * ani = [CASpringAnimation animationWithKeyPath:@"bounds"];
ani.mass = 10.0; //质量,影响图层运动时的弹簧惯性,质量越大,弹簧拉伸和压缩的幅度越大
ani.stiffness = 5000; //刚度系数(劲度系数/弹性系数),刚度系数越大,形变产生的力就越大,运动越快
ani.damping = 100.0;//阻尼系数,阻止弹簧伸缩的系数,阻尼系数越大,停止越快
ani.initialVelocity = 5.f;//初始速率,动画视图的初始速度大小;速率为正数时,速度方向与运动方向一致,速率为负数时,速度方向与运动方向相反
ani.duration = ani.settlingDuration;
ani.toValue = [NSValue valueWithCGRect:self.centerShow.bounds];
ani.removedOnCompletion = NO;
ani.fillMode = kCAFillModeForwards;
ani.timingFunction = [CAMediaTimingFunction functionWithName:kCAMediaTimingFunctionEaseInEaseOut];
[self.cartCenter.layer addAnimation:ani forKey:@"boundsAni"];
}
动画效果:springAni
CAAnimationGroup
使用Group
可以将多个动画合并一起加入到层中,Group
中所有动画并发执行,可以方便地实现需要多种类型动画的场景。
以实现视图的position
、bounds
和opacity
改变的组合动画为例
- (void)groupAni {
CABasicAnimation * posAni = [CABasicAnimation animationWithKeyPath:@"position"];
posAni.toValue = [NSValue valueWithCGPoint:self.centerShow.center];
CABasicAnimation * opcAni = [CABasicAnimation animationWithKeyPath:@"opacity"];
opcAni.toValue = [NSNumber numberWithFloat:1.0];
opcAni.toValue = [NSNumber numberWithFloat:0.7];
CABasicAnimation * bodAni = [CABasicAnimation animationWithKeyPath:@"bounds"];
bodAni.toValue = [NSValue valueWithCGRect:self.centerShow.bounds];
CAAnimationGroup * groupAni = [CAAnimationGroup animation];
groupAni.animations = @[posAni, opcAni, bodAni];
groupAni.duration = 1.0;
groupAni.fillMode = kCAFillModeForwards;
groupAni.removedOnCompletion = NO;
groupAni.timingFunction = [CAMediaTimingFunction functionWithName:kCAMediaTimingFunctionEaseInEaseOut];
[self.cartCenter.layer addAnimation:groupAni forKey:@"groupAni"];
}
动画效果:groupAni
CATransaction
最后讲一下事务,在核心动画里面存在事务(CATransaction
)这样一个概念,它负责协调多个动画原子更新显示操作。
简单来说事务是核心动画里面的一个基本的单元,动画的产生必然伴随着layer
的Animatable
属性的变化,而layer
属性的变化必须属于某一个事务。
因此,核心动画依赖事务。
事务的作用:保证一个或多个layer
的一个或多个属性变化同时进行
事务分为隐式和显式:
1.隐式:没有明显调用事务的方法,由系统自动生成事务。比如直接设置一个layer
的position
属性,则会在当前线程自动生成一个事务,并在下一个runLoop
中自动commit
事务。
2.显式:明显调用事务的方法([CATransaction begin]
和[CATransaction commit]
)。
CA
事务的可设置属性(会覆盖隐式动画的设置):
animationDuration:动画时间
animationTimingFunction:动画时间曲线
disableActions:是否关闭动画
completionBlock:动画执行完毕的回调
事务支持嵌套使用:当最外层的事务commit
后动画才会开始。
使用实例:
[CATransaction begin];
[CATransaction setAnimationDuration:2.0];
[CATransaction setAnimationTimingFunction:[CAMediaTimingFunction functionWithName:kCAMediaTimingFunctionEaseInEaseOut]];
// [CATransaction setDisableActions:YES]; //设置为YES就关闭动画
self.subLayer.bounds = self.centerShow.layer.bounds;
[CATransaction commit];
注意:只有非root layer
才有隐式动画,如果你是直接设置self.cartCenter.layer.bounds = self.centerShow.layer.bounds;
是不会有动画效果的。
本文demo
地址:CAAnimation