iOS动画——DynamicAnimate

力学动画

以dynamicAnimate为首的力学动画是苹果在iOS7加入的API，里面包含了很多力学行为，这套API是基于Box2d实现的。其中包含了重力、碰撞、推、甩、和自定义行为。

涉及到的类如下

涉及类	描述
UIDynamicAnimator	相当于一个manager，用于管理所有添加的力学行为
UIDynamicBehavior	所有力学行为的父类，是一个抽象类
UIGravityBehavior	重力
UICollisionBehavior	碰撞，弹力
UIAttachmentBehavior	吸附力
UIPushBehavior	推力
UISnapBehavior	甩行力
UIDynamicItemBehavior	自定义行为

UIDynamicAnimator需要是一个实例变量，如果是局部变量动画会不起作用，个人感觉像是动作没有添加到RunLoop在函数执行结束后被释放了。

UIDynamicAnimator的初始化需要绑定一个视图，而且与视图必须是一对一的关系。

每一个行为都可以作用在很多的item上面，只要这个对象实现了<UIDynamicItem>协议，UIView默认就是所以不需要我们手动实现。

下面我们看几个例子来逐个解释

重力

重力很简单，我们先看一个demo

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    view = [[UIView alloc] initWithFrame:CGRectMake(100, 100, 100, 100)];
    view.backgroundColor = [UIColor grayColor];
    [self.view addSubview:view];
    
    _animator = [[UIDynamicAnimator alloc] initWithReferenceView:self.view];
    UIGravityBehavior *gravity = [[UIGravityBehavior alloc] initWithItems:@[view]];
    [gravity setAngle:3.14/2 magnitude:0.5];
    
    [_animator addBehavior:gravity];
}

其中_animator是一个实例变量，上面解释过了。运行后会发现view像是在重力作用下向下做匀加速直线运动。

上面代码我们让重力作于在view上面，同时设置了重力的方向和大小。

@property (readwrite, nonatomic) CGVector gravityDirection;
@property (readwrite, nonatomic) CGFloat angle;
@property (readwrite, nonatomic) CGFloat magnitude;
- (void)setAngle:(CGFloat)angle magnitude:(CGFloat)magnitude;

上面是重力的方法和属性，我们逐个看一下。

gravityDirection是重力向量，既然是向量就有方向和大小。使用的坐标系为UIKit坐标系，所以默认左上角为(0，0)点，而向量的大小就是重力的大小。

angle为向量的方向，我们可以不通过gravityDirection来设定重力方向而用angle设置方向，因为angle更加的直观不用计算。

同理用magnitude来设置重力的大小。

弹力

弹力是一个很有意思的行为，除了我们设置弹力的item外，还要设置弹力的边界。

我们先看例子

UICollisionBehavior *collisionBehavior = [[UICollisionBehavior alloc] initWithItems:@[view]];
[collisionBehavior addBoundaryWithIdentifier:@"123ß" fromPoint:CGPointMake(0, 300) toPoint:CGPointMake(300, 600)];
collisionBehavior.translatesReferenceBoundsIntoBoundary = YES;
[_animator addBehavior:collisionBehavior];

弹力中有一个属性

@property (nonatomic, readwrite) BOOL translatesReferenceBoundsIntoBoundary;

是否把关联视图设置为边界，这里的关联视图指的就是UIDynamicAnimator中的视图。把该属性设置为YES，运行代码，大家会发view掉落到底部时会与底部放生弹性碰撞。

其实弹力行为提供了很多关于边界的方法

- (void)setTranslatesReferenceBoundsIntoBoundaryWithInsets:(UIEdgeInsets)insets;
- (void)addBoundaryWithIdentifier:(id <NSCopying>)identifier forPath:(UIBezierPath*)bezierPath;
- (void)addBoundaryWithIdentifier:(id <NSCopying>)identifier fromPoint:(CGPoint)p1 toPoint:(CGPoint)p2;
- (UIBezierPath*)boundaryWithIdentifier:(id <NSCopying>)identifier;
- (void)removeBoundaryWithIdentifier:(id <NSCopying>)identifier;

这些都比较简单就不一一解释了，感兴趣大家可以自己试一下。

下面着重介绍一个属性

@property (nonatomic, assign, readwrite) id <UICollisionBehaviorDelegate> collisionDelegate;

弹力有一个代理，是不是觉得很有意思，我们继续看例子

- (void)collisionBehavior:(UICollisionBehavior*)behavior beganContactForItem:(id <UIDynamicItem>)item1 withItem:(id <UIDynamicItem>)item2 atPoint:(CGPoint)p
{
    NSLog(@"began contact item");
}

- (void)collisionBehavior:(UICollisionBehavior*)behavior endedContactForItem:(id <UIDynamicItem>)item1 withItem:(id <UIDynamicItem>)item2
{
    NSLog(@"end contanct item");
}

- (void)collisionBehavior:(UICollisionBehavior*)behavior beganContactForItem:(id <UIDynamicItem>)item withBoundaryIdentifier:(id <NSCopying>)identifier atPoint:(CGPoint)p
{
    NSLog(@"began contact boundary");
}

- (void)collisionBehavior:(UICollisionBehavior*)behavior endedContactForItem:(id <UIDynamicItem>)item withBoundaryIdentifier:(id <NSCopying>)identifier
{
    NSLog(@"end contact boundary");
}

我们实现弹力的代理并实现方法，运行程序，当初碰到底部的时候我们发现系统打印出了

2015-08-19 15:31:49.123 TransAnimate[25564:17037174] began contact boundary
2015-08-19 15:31:49.157 TransAnimate[25564:17037174] end contact boundary
2015-08-19 15:31:49.524 TransAnimate[25564:17037174] began contact boundary
2015-08-19 15:31:49.557 TransAnimate[25564:17037174] end contact boundary

每次发生弹力将要作用和结束作用都会分别调用代理方法。

根据方法名就可以明白，这两组代理方法一组针对物体碰撞，一组针对边界碰撞。

吸附力

关于吸附力，首先要解释一下，大家可以把吸附力理解为在吸附原点有一根棍，注意是棍不是绳子，连接着item。也就是说吸附力是刚性的。

下面看demo

    UIAttachmentBehavior *attachment = [[UIAttachmentBehavior alloc] initWithItem:view attachedToAnchor:CGPointMake(100, 200)];
    attachment.length = 100;
    [_animator addBehavior:attachment];

可以看到这里我们用的吸附力的构造方法是一个点，length就代表"棍"的长度，运行程序发现物体在重力的作用下会以Anchor为中心，以length为半径，稍微转一下。

吸附力提供了很多的构造方法

- (instancetype)initWithItem:(id <UIDynamicItem>)item attachedToAnchor:(CGPoint)point;
- (instancetype)initWithItem:(id <UIDynamicItem>)item offsetFromCenter:(UIOffset)offset attachedToAnchor:(CGPoint)point;

- (instancetype)initWithItem:(id <UIDynamicItem>)item1 attachedToItem:(id <UIDynamicItem>)item2;
- (instancetype)initWithItem:(id <UIDynamicItem>)item1 offsetFromCenter:(UIOffset)offset1 attachedToItem:(id <UIDynamicItem>)item2 offsetFromCenter:(UIOffset)offset2;

这两组构造方法的区别在于吸附对象，第一组是以点为对象，第二组以item为对象。

再解释一下offset，这里指的是被吸附对象的锚点偏移量，默认是center。

下面看一下属性

@property (readonly, nonatomic) UIAttachmentBehaviorType attachedBehaviorType;

@property (readwrite, nonatomic) CGPoint anchorPoint;

@property (readwrite, nonatomic) CGFloat length;
@property (readwrite, nonatomic) CGFloat damping; 
@property (readwrite, nonatomic) CGFloat frequency; 

UIAttachmentBehaviorType属性表明是吸附点是对象还是锚点。

下面几个分别是锚点，吸附长度，阻力和振动频率，就不说了。

推力
和重力差不多这里就不举例子了看一下属性和方法

- (void)setTargetOffsetFromCenter:(UIOffset)o forItem:(id <UIDynamicItem>)item;

@property (nonatomic, readonly) UIPushBehaviorMode mode;
@property (nonatomic, readwrite) BOOL active;

@property (readwrite, nonatomic) CGFloat angle;

@property (readwrite, nonatomic) CGFloat magnitude;
@property (readwrite, nonatomic) CGVector pushDirection;

- (void)setAngle:(CGFloat)angle magnitude:(CGFloat)magnitude;

下面的angle、magnitude、pushDirection和重力一模一样不多说了。

重点说一下UIPushBehaviorMode和active

UIPushBehaviorMode表示该推力是持续作用还是短暂作用，active表示推力是否还在作用。

上面的- (void)setTargetOffsetFromCenter:(UIOffset)o forItem:(id <UIDynamicItem>)item;方法是说推力作用点的偏移量，默认是center。

甩行力

甩行力我也解释不是很清楚，我觉的可以理解为一个黑洞在吸附物体吧，这样应该挺形象的...

直接看例子吧

我们用故事板对控制器添加一个tapGesture的事件

- (IBAction)handleGesture:(UIGestureRecognizer *)sender {
    CGPoint point = [sender locationInView:self.view];
    UISnapBehavior *snap = [[UISnapBehavior alloc] initWithItem:view snapToPoint:point];
    [_animator addBehavior:snap];
}

运行程序发现我们点击的位置，view会直接飞过去并且中间会有阻力。

甩行力只有一个属性，就是阻力。

自定义行为

一般我们都是用不上自定义行为的，只有在少数时候需要自己定制

我们可以定制的属性有很多

属性	描述
desnsity	密度，如果一个100*100点的物体，它的密度为1.0，作用力是1.0那么它的加速度就是100点/S2
elasticity	弹力洗漱，取值范围0.0~1.0，0.0代表没有弹力，1.0代表返券弹性碰撞
friction	摩擦系数，0.0表示没有摩擦力，1.0表示摩擦力很强，如果要设置更强的可以大于1
resistance	阻力，物体运动的时候，在线性方向的阻力，0.0没有阻力，CGFLOAT_MAX表示最大阻力
allowRotation	是否允许旋转。
angularResistance	角阻力，物体旋转时候，旋转方向的阻力