iOS開發基礎知識：Core Animation(核心動畫)
CALayer與UIView的關系
在iOS中，你能看得見摸得著的東西基本上都是UIView，比如一個按鈕、一個文本標簽、一個文本輸入框、一個圖標等等，這些都是UIView。
其實UIView之所以能顯示在屏幕上，完全是因為它內部的一個圖層：
在創建UIView對象時，UIView內部會自動創建一個圖層(即CALayer對象)，通過UIView的layer屬性可以訪問這個層。
@property(nonatomic,readonly,retain) CALayer *layer;
當UIView需要顯示到屏幕上時，會調用drawRect:方法進行繪圖，并且會將所有內容繪制在自己的圖層上，繪圖完畢后，系統會將圖層拷貝到屏幕上，于是就完成了UIView的顯示。
換句話說，UIView本身不具備顯示的功能，是它內部的層才有顯示功能。
因此，通過調節CALayer對象，可以很方便的調整UIView的一些外觀屬性。
CALayer的基本屬性
寬度和高度：
- @property CGRect bounds;
位置(默認指中點，具體由anchorPoint決定)：
- @property CGPoint position;
錨點(x,y的范圍都是0-1)，決定了position的含義：
- @property CGPoint anchorPoint;
背景顏色(CGColorRef類型)：
- @property CGColorRef backgroundColor;
形變屬性：
- @property CATransform3D transform;
position和anchorPoint的作用
@property CGPoint position;：
用來設置CALayer在父層中的位置
以父層的左上角為原點(0, 0)
@property CGPoint anchorPoint;：
稱為“定位點”、“錨點”，
決定著CALayer身上的哪個點會在position屬性所指的位置。
以自己的左上角為原點(0, 0)，
它的x、y取值范圍都是0~1，默認值為中心點（0.5, 0.5）
anchorPoint和position的關系舉例：
假如錨點anchorPoint為默認值即中點（0.5，0.5），而該層的position設置為（0，0）即為父層的左上點，那么該層在父層中只會看到四分之一的部分。
隱式動畫
根層與非根層：
- 每一個UIView內部都默認關聯著一個CALayer，我們可用稱這個Layer為Root Layer（根層）
- 所有的非Root Layer，也就是手動創建的CALayer對象，都存在著隱式動畫
當對非Root Layer的部分屬性進行修改時，默認會自動產生一些動畫效果，而這些屬性稱為Animatable Properties(可動畫屬性)。
常見的幾個可動畫屬性：
- bounds：用于設置CALayer的寬度和高度。修改這個屬性會產生縮放動畫
- backgroundColor：用于設置CALayer的背景色。修改這個屬性會產生背景色的漸變動畫
- position：用于設置CALayer的位置。修改這個屬性會產生平移動畫
可以通過事務關閉隱式動畫：
- [CATransaction begin];
- // 關閉隱式動畫
- [CATransaction setDisableActions:YES];
- self.myview.layer.position = CGPointMake(10, 10);
- [CATransaction commit];
UIView和CALayer的選擇
通過CALayer，就能做出跟UIImageView一樣的界面效果。
既然CALayer和UIView都能實現相同的顯示效果，那究竟該選擇誰好呢？
其實，對比CALayer，UIView多了一個事件處理的功能。也就是說，CALayer不能處理用戶的觸摸事件，而UIView可以
所以，如果顯示出來的東西需要跟用戶進行交互的話，用UIView；如果不需要跟用戶進行交互，用UIView或者CALayer都可以。當然，CALayer的性能會高一些，因為它少了事件處理的功能，更加輕量級。
為什么CALayer不能直接使用UIColor，UIImage？
- layer.backgroundColor = [UIColor redColor].CGColor;
首先，CALayer是定義在QuartzCore框架中的，CGImageRef、CGColorRef兩種數據類型是定義在CoreGraphics框架中的
，而UIColor和UIImage是定義在UIKit框架中的。
其次，QuartzCore框架和CoreGraphics框架是可以跨平臺使用的，在iOS和Mac OS X上都能使用
但是UIKit只能在iOS中使用。
所以，為了保證可移植性，QuartzCore不能使用UIImage、UIColor，只能使用CGImageRef、CGColorRef。
如果不是xcode5之后的版本，使用它需要先添加QuartzCore.framework和引入對應的框架QuartzCore/QuartzCore.h。
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Core Animation結構
其中灰色虛線表示繼承關系，紅色表示遵守協議。
核心動畫中所有類都遵守CAMediaTiming協議。
CAAnaimation是個抽象類，不具備動畫效果，必須用它的子類才有動畫效果。
CAAnimationGroup和CATransition才有動畫效果，CAAnimationGroup是個動畫組，可以同時進行縮放，旋轉（同時進行多個動畫）。
CATransition是轉場動畫，界面之間跳轉（切換）都可以用轉場動畫。
CAPropertyAnimation也是個抽象類，本身不具備動畫效果，只有子類才有。
CABasicAnimation和CAKeyframeAnimation：
CABasicAnimation基本動畫，做一些簡單效果。
CAKeyframeAnimation幀動畫，做一些連續的流暢的動畫。
基本使用
以基本動畫為例:
- 先要有CALayer圖層。
- 初始化一個CABasicAnimation對象，給對象設置相關的屬性。
- 將基本動畫對象添加到CALayer對象中就可以開始動畫了。
- CALayer *layer = [CALayer layer];
- ...
- CABasicAnimation *animation = [CABasicAnimation animation];
- anmation.keyPath = @"transform.scale";
- anmation.toValue = @0;
- [layer addAnimation:animation forKey:nil];
CAAnimation——簡介
是所有動畫對象的父類，負責控制動畫的持續時間和速度，是個抽象類，不能直接使用，應該使用它具體的子類。
基本屬性說明：
| 屬性 | 說明 |
|---|---|
| duration | 動畫的持續時間 |
| repeatCount | 重復次數，***循環可以設置HUGE_VALF或者MAXFLOAT |
| repeatDuration | 重復時間 |
| removedOnCompletion | 默認為YES，代表動畫執行完畢后就從圖層上移除，圖形會恢復到動畫執行前的狀態。如果想讓圖層保持顯示動畫執行后的狀態，那就設置為NO，不過還要設置fillMode為kCAFillModeForwards |
| fillMode | 決定當前對象在非active時間段的行為。比如動畫開始之前或者動畫結束之 |
| beginTime | 可以用來設置動畫延遲執行時間，若想延遲2s，就設置為CACurrentMediaTime()+2，CACurrentMediaTime()為圖層的當前時間 |
| timingFunction | 速度控制函數，控制動畫運行的節奏 |
| delegate | 動畫代理 |
fillMode屬性的設置：
- kCAFillModeRemoved 這個是默認值，也就是說當動畫開始前和動畫結束后，動畫對layer都沒有影響，動畫結束后，layer會恢復到之前的狀態
- kCAFillModeForwards 當動畫結束后，layer會一直保持著動畫***的狀態
- kCAFillModeBackwards 在動畫開始前，只需要將動畫加入了一個layer，layer便立即進入動畫的初始狀態并等待動畫開始。
- kCAFillModeBoth 這個其實就是上面兩個的合成.動畫加入后開始之前，layer便處于動畫初始狀態，動畫結束后layer保持動畫***的狀態
速度控制函數(CAMediaTimingFunction)：
- kCAMediaTimingFunctionLinear（線性）：勻速，給你一個相對靜態的感覺
- kCAMediaTimingFunctionEaseIn（漸進）：動畫緩慢進入，然后加速離開
- kCAMediaTimingFunctionEaseOut（漸出）：動畫全速進入，然后減速的到達目的地
- kCAMediaTimingFunctionEaseInEaseOut（漸進漸出）：動畫緩慢的進入，中間加速，然后減速的到達目的地。這個是默認的動畫行為。
CAAnimation在分類中定義了代理方法
- @interface NSObject (CAAnimationDelegate)
- /* Called when the animation begins its active duration. */
- // 動畫開始時調用
- - (void)animationDidStart:(CAAnimation *)anim;
- /* Called when the animation either completes its active duration or
- * is removed from the object it is attached to (i.e. the layer). 'flag'
- * is true if the animation reached the end of its active duration
- * without being removed. */
- // 動畫結束后調用
- - (void)animationDidStop:(CAAnimation *)anim finished:(BOOL)flag;
- @end
CALayer上動畫的暫停和恢復
- #pragma mark 暫停CALayer的動畫
- -(void)pauseLayer:(CALayer*)layer
- {
- CFTimeInterval pausedTime = [layer convertTime:CACurrentMediaTime() fromLayer:nil];
- // 讓CALayer的時間停止走動
- layer.speed = 0.0;
- // 讓CALayer的時間停留在pausedTime這個時刻
- layer.timeOffset = pausedTime;
- }
- #pragma mark 恢復CALayer的動畫
- -(void)resumeLayer:(CALayer*)layer
- {
- CFTimeInterval pausedTime = layer.timeOffset;
- // 1. 讓CALayer的時間繼續行走
- layer.speed = 1.0;
- // 2. 取消上次記錄的停留時刻
- layer.timeOffset = 0.0;
- // 3. 取消上次設置的時間
- layer.beginTime = 0.0;
- // 4. 計算暫停的時間(這里也可以用CACurrentMediaTime()-pausedTime)
- CFTimeInterval timeSincePause = [layer convertTime:CACurrentMediaTime() fromLayer:nil] - pausedTime;
- // 5. 設置相對于父坐標系的開始時間(往后退timeSincePause)
- layer.beginTime = timeSincePause;
- }
CAPropertyAnimation
是CAAnimation的子類，也是個抽象類，要想創建動畫對象，應該使用它的兩個子類：CABasicAnimation和CAKeyframeAnimation。
基本屬性說明：
| 屬性 | 說明 |
|---|---|
| keyPath | 通過指定CALayer的一個屬性名稱為keyPath（NSString類型），并且對CALayer的這個屬性的值進行修改，達到相應的動畫效果。比如，指定@“position”為keyPath，就修改CALayer的position屬性的值，以達到平移的動畫效果 |
CABasicAnimation——基本動畫
屬性說明：
| 屬性 | 說明 |
|---|---|
| fromValue | keyPath相應屬性的初始值 |
| toValue | keyPath相應屬性的結束值 |
動畫過程說明：
隨著動畫的進行，在長度為duration的持續時間內，keyPath相應屬性的值從fromValue漸漸地變為toValue。
keyPath內容是CALayer的可動畫Animatable屬性。
如果fillMode = kCAFillModeForwards同時removedOnComletion = NO，那么在動畫執行完畢后，圖層會保持顯示動畫執行后的狀態。但在實質上，圖層的屬性值還是動畫執行前的初始值，并沒有真正被改變。
CAKeyframeAnimation——關鍵幀動畫
關鍵幀動畫，也是CAPropertyAnimation的子類，與CABasicAnimation的區別是：
- CABasicAnimation只能從一個數值（fromValue）變到另一個數值（toValue），而CAKeyframeAnimation會使用一個NSArray保存這些數值
- CABasicAnimation可看做是只有2個關鍵幀的CAKeyframeAnimation
屬性說明：
| 屬性 | 說明 |
|---|---|
| values | NSArray對象。里面的元素稱為“關鍵幀”(keyframe)。動畫對象會在指定的時間（duration）內，依次顯示values數組中的每一個關鍵幀 |
| path | 可以設置一個CGPathRef、CGMutablePathRef，讓圖層按照路徑軌跡移動。path只對CALayer的anchorPoint和position起作用。如果設置了path，那么values將被忽略 |
| keyTimes | 可以為對應的關鍵幀指定對應的時間點，其取值范圍為0到1.0，keyTimes中的每一個時間值都對應values中的每一幀。如果沒有設置keyTimes，各個關鍵幀的時間是平分的 |
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CAAnimationGroup——動畫組
動畫組，是CAAnimation的子類，可以保存一組動畫對象，將CAAnimationGroup對象加入層后，組中所有動畫對象可以同時并發運行。
默認情況下，一組動畫對象是同時運行的，也可以通過設置動畫對象的beginTime屬性來更改動畫的開始時間。
屬性說明：
| 屬性 | 說明 |
|---|---|
| animations | 用來保存一組動畫對象的NSArray |
CATransition——轉場動畫
CATransition是CAAnimation的子類，用于做轉場動畫，能夠為層提供移出屏幕和移入屏幕的動畫效果。iOS比Mac OS X的轉場動畫效果少一點。
UINavigationController就是通過CATransition實現了將控制器的視圖推入屏幕的動畫效果。
屬性說明：
| 屬性 | 說明 |
|---|---|
| type | 動畫過渡類型 |
| subtype | 動畫過度方向 |
| startProgress | 動畫起點(在整體動畫的百分比) |
| endProgress | 動畫終點(在整體動畫的百分比) |
過渡效果設置
使用UIView動畫函數實現轉場動畫——雙視圖
+ (void)transitionFromView:(UIView *)fromView toView:(UIView *)toView duration:(NSTimeInterval)duration options:(UIViewAnimationOptions)options completion:(void (^)(BOOL finished))completion;
| 參數 | 說明 |
|---|---|
| duration | 動畫持續時間 |
| option | 動畫類型 |
| animations | 將改變視圖屬性的代碼放在這個block中 |
| completion | 動畫結束后，會自動調用這個block |
CADisplayLink
CADisplayLink是一種以屏幕刷新頻率觸發的時鐘機制，每秒鐘執行大約60次左右。
CADisplayLink是一個計時器，可以使繪圖代碼與視圖的刷新頻率保持同步，而NSTimer無法確保計時器實際被觸發的準確時間。
使用方法：
- 定義CADisplayLink并制定觸發調用方法
- 將顯示鏈接添加到主運行循環隊列
- // 定義
- CADisplayLink *link = [CADisplayLink displayLinkWithTarget:self selector:@selector(rotationChange)];
- // 添加到主循環隊列
- [link addToRunLoop:[NSRunLoop mainRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
- 開始和暫停
