快速上手核心动画

1、什么是核心动画

Core Animation是一套包含图形绘制、投影、动画的Objective-C类集合，该框架包含在QuartzCore.framework中，它因为被用于处理更为强大的平滑的转场效果而引入OS X Leopard和iOS而出名。Core Animation和其它框架的位置关系如下图所示：

上图中的OpenGL ES是个C语言写的非常底层的图形处理框架，是个移动设备上绘制2D和3D计算机图形的标准开源库，广泛地被用在游戏的图形绘制上，负责直接驱动GPU，效率非常高，缺点是使用起来异常复杂。
　　Core Animation是对OpenGL ES的Objective-C封装，具有与OpenGL ES几乎等价的高性能，却隐藏了OpenGL ES的复杂性。

2、核心动画类的层次结构

核心动画中可以直接使用的类有：

　　CABasicAnimation
　　CAKeyframeAnimation
　　CAAnimationGroup
　　CATransition
　　CASpringAnimation

常用属性有:

• duration : 动画的持续时间

• beginTime : 动画的开始时间

• repeatCount : 动画的重复次数

• autoreverses : 执行的动画按照原动画返回执行

• timingFunction : 控制动画的显示节奏系统提供五种值选择，分别是：
  kCAMediaTimingFunctionLinear 线性动画
  kCAMediaTimingFunctionEaseIn 先慢后快
  kCAMediaTimingFunctionEaseOut 先快后慢
  kCAMediaTimingFunctionEaseInEaseOut 先慢后快再慢
  kCAMediaTimingFunctionDefault 默认，也属于中间比较快

• fillMode：决定当前对象在非active时间段的行为.比如动画开始之前,动画结束之后

• beginTime：可以用来设置动画延迟执行时间，若想延迟2s，就设置为CACurrentMediaTime()+2，CACurrentMediaTime()为图层的当前时间

• delegate ： 动画代理。能够检测动画的执行和结束。

 @interface NSObject (CAAnimationDelegate)
 @optional
 - (void)animationDidStart:(CAAnimation *)anim; 
 - (void)animationDidStop:(CAAnimation *)anim finished:(BOOL)flag;
 @end

• path：关键帧动画中的执行路径

• type ： 过渡动画的动画类型，系统提供了四种过渡动画。
  kCATransitionFade 渐变效果
  kCATransitionMoveIn 进入覆盖效果
  kCATransitionPush 推出效果
  kCATransitionReveal 揭露离开效果

• subtype : 过渡动画的动画方向
  kCATransitionFromRight 从右侧进入
  kCATransitionFromLeft 从左侧进入
  kCATransitionFromTop 从顶部进入
  kCATransitionFromBottom 从底部进入

3、常见类介绍

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。

重要属性:

• fromValue ： keyPath对应的初始值
• toValue ： keyPath对应的结束值

基础动画主要提供了对于CALayer对象中的可变属性进行简单动画的操作。比如：位移、透明度、缩放、旋转、背景色等等。

注意点:
如果 fillMode = kCAFillModeForwards 和 removedOnComletion = NO，那么在动画执行完毕后，图层会保持显示动画执行后的状态。但在实质上，图层的属性值还是动画执行前的初始值，并没有真正被改变。

CABasicAnimation *positionAnima = [CABasicAnimation animationWithKeyPath:@"position.y"];
positionAnima.duration = 0.8;
positionAnima.fromValue = @(_iconView.center.y);
positionAnima.toValue = @(_iconView.center.y-30);
positionAnima.timingFunction = [CAMediaTimingFunction functionWithName:kCAMediaTimingFunctionEaseIn];
positionAnima.repeatCount = HUGE_VALF;
positionAnima.repeatDuration = 2;
positionAnima.removedOnCompletion = NO;
positionAnima.fillMode = kCAFillModeBackwards;
positionAnima.delegate = self;
[positionAnima setValue:@"PositionAnima" forKey:@"AnimationKey"];
[_iconView.layer addAnimation:positionAnima forKey:@"AnimationMoveY"];

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。

重要属性:

• values ： 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，可以设置一个CGPathRefCGMutablePathRef,让层跟着路径移动。path只对CALayer的anchorPoint和position起作用。如果你设置了path，那么values将被忽略。
• keyTimes ： 可以为对应的关键帧指定对应的时间点,其取值范围为0到1.0,keyTimes中的每一个时间值都对应values中的每一帧.如果没有设置该属性，则每一帧的时间平分。

CAKeyframeAnimation *animation = [CAKeyframeAnimation animationWithKeyPath:@"transform.rotation"];
animation.duration = 0.25;
animation.repeatCount = 10;
animation.values = @[@0.0,@(-M_PI_4/4),@0.0,@(M_PI_4/4),@0.0];
animation.keyTimes = @[@0.0,@0.25,@0.5,@0.75,@1.0];
[_iconView.layer addAnimation:animation forKey:@"AnimationKey"];

CAAnimationGroup

CAAnimation的子类，可以保存一组动画对象，将CAAnimationGroup对象加入层后，组中所有动画对象可以同时并发运行。
重要属性:

• animations : 用来保存一组动画对象的NSArray

CABasicAnimation *positionAnima = [CABasicAnimation animationWithKeyPath:@"position.y"];
positionAnima.fromValue = @(self.iconView.center.y);
positionAnima.toValue = @(self.iconView.center.y-30);
positionAnima.timingFunction = [CAMediaTimingFunction functionWithName:kCAMediaTimingFunctionEaseIn];
   
CABasicAnimation *transformAnima = [CABasicAnimation animationWithKeyPath:@"transform.rotation.y"];
transformAnima.fromValue = @(0);
transformAnima.toValue = @(M_PI);
transformAnima.timingFunction = [CAMediaTimingFunction functionWithName:kCAMediaTimingFunctionEaseInEaseOut];
    
CAAnimationGroup *animaGroup = [CAAnimationGroup animation];
animaGroup.duration = 2.0f;
animaGroup.fillMode = kCAFillModeForwards;
animaGroup.removedOnCompletion = NO;
animaGroup.animations = @[positionAnima,transformAnima];
[self.iconView.layer addAnimation:animaGroup forKey:@"Animation"];

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。
重要属性:

• type ：动画过渡类型
  Apple 官方的SDK其实只提供了四种过渡效果。
  kCATransitionFade 渐变效果
  kCATransitionMoveIn 进入覆盖效果
  kCATransitionPush 推出效果
  kCATransitionReveal 揭露离开效果

还有一些私有API的动画类型，效果很炫酷，不过不推荐使用。比如："cube"、"suckEffect"、"oglFlip"、"rippleEffect"、"pageCurl"、"pageUnCurl"、"cameraIrisHollowOpen"、"cameraIrisHollowClose"等等。

• subtype ：动画过渡方向
  kCATransitionFromRight 从右侧进入
  kCATransitionFromLeft 从左侧进入
  kCATransitionFromTop 从顶部进入
  kCATransitionFromBottom 从底部进入

• startProgress ：动画起点(在整体动画的百分比)

• endProgress ：动画终点(在整体动画的百分比)

CATransition * transitionAnima = [CATransition animation];
transitionAnima.type = kCATransitionMoveIn;
transitionAnima.subtype = kCATransitionFromRight;
transitionAnima.duration = 2.5;
_iconView.image = [UIImage imageNamed:@"paopao"];
[_iconView.layer addAnimation:transitionAnima forKey:@"transitionAnima"];

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。

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 * springAnima = [CASpringAnimation animationWithKeyPath:@"bounds"];
springAnima.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
springAnima.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
springAnima.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
springAnima.initialVelocity = 3.0;//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

springAnima.duration = springAnima.settlingDuration;
springAnima.toValue = [NSValue valueWithCGRect:CGRectMake(100, 200, 200, 200)];
springAnima.removedOnCompletion = NO;
springAnima.fillMode = kCAFillModeForwards;
springAnima.timingFunction = [CAMediaTimingFunction functionWithName:kCAMediaTimingFunctionEaseInEaseOut];
[self.iconView.layer addAnimation:ani forKey:@"boundsAni"];

CATransaction

CoreAnimation中还有一个非常重要的类：CATransaction事务类，这个可以同时设置多个layer层的动画效果。可以通过隐式和显式两种方式来进行动画操作。
　　事务实际上是Core Animation用来包含一系列属性动画集合的机制，任何用指定事务去改变可以做动画的图层属性都不会立刻发生变化，而是当事务一旦提交的时候开始用一个动画过渡到新值。
　　事务是通过CATransaction类来做管理，这个类的设计有些奇怪，不像你从它的命名预期的那样去管理一个简单的事务，而是管理了一叠你不能访问的事务。CATransaction没有属性或者实例方法，并且也不能用+alloc和-init方法创建它。但是可以用+begin和+commit分别来入栈或者出栈。
　　任何可以做动画的图层属性都会被添加到栈顶的事务，你可以通过+setAnimationDuration:方法设置当前事务的动画时间，或者通过+animationDuration方法来获取值（默认0.25秒）。
　　Core Animation在每个run loop周期中自动开始一次新的事务（run loop是iOS负责收集用户输入，处理定时器或者网络事件并且重新绘制屏幕的东西），即使你不显式的用[CATransaction begin]开始一次事务，任何在一次run loop循环中属性的改变都会被集中起来，然后做一次0.25秒的动画。
　　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]）。

对layer层的属性操作，都会形成隐式动画，要使用隐式动画，需要关闭layer层的animation动画属性，使用下面的方法：

//关闭animation动画效果，开启隐式动画
+ (BOOL)disableActions;
+ (void)setDisableActions:(BOOL)flag;

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]];
 self.iconView.layer.bounds = self.showView.layer.bounds;
[CATransaction commit];