动画-核心动画

说道核心动画,那就不得不先说下CALayer。

1.CALayer

在iOS系统中,你能看得见摸得着的东西基本上都是UIView,比如一个按钮、一个文本标签、一个文本输入框、一个图标等等,这些都是UIView。

其实UIView之所以能显示在屏幕上,完全是因为它内部的一个层。

在创建UIView对象时,UIView内部会自动创建一个层(即CALayer对象),通过UIView的layer属性可以访问这个层。当UIView需要显示到屏幕上时,会调用drawRect:方法进行绘图,并且会将所有内容绘制在自己的层上,绘图完毕后,系统会将层拷贝到屏幕上,于是就完成了UIView的显示。

换句话说,UIView本身不具备显示的功能,是它内部的层才有显示功能。

上面已经说过了,UIView之所以能够显示,完全是因为内部的CALayer对象。因此,通过操作这个CALayer对象,可以很方便地调整UIView的一些界面属性,比如:阴影、圆角大小、边框宽度和颜色等。

CALayer的属性介绍

//宽度和高度
@property CGRect bounds;
//位置(默认指中点,具体由anchorPoint决定)
@property CGPoint position;
//锚点(x,y的范围都是0-1),决定了position的含义
@property CGPoint anchorPoint;
//背景颜色(CGColorRef类型)
@property CGColorRef backgroundColor;
//形变属性
@property CATransform3D transform;
//边框颜色(CGColorRef类型)
@property  CGColorRef  borderColor;
//边框宽度
@property CGFloat borderWidth;
//圆角半径
@property CGFloat cornerRadius;
//内容(比如设置为图片CGImageRef)
@property(retain) id contents;

说明:可以通过设置contents属性给UIView设置背景图片,注意必须是CGImage才能显示,我们可以在UIImage对象后面加上.CGImage直接转换,转换之后还需要在前面加上(id)进行强转。

跨框架赋值需要进行桥接

self.view.layer.contents =
 (__bridge id _Nullable)([UIImage imageNamed:@"123"].CGImage);
  • 值得注意的是,UIView的CALayer对象(层)通过layer属性可以访问这个层。要注意的是,这个默认的层不允许重新创建,但可以往层里面添加子层。UIView可以通过addSubview:方法添加子视图,类似地,CALayer可以通过addSublayer:方法添加子层

  • CALayer对象有两个比较重要的属性,那就是position和anchorPoint。

  • position和anchorPoint属性都是CGPoint类型的

  • position可以用来设置CALayer在父层中的位置,它是以父层的左上角为坐标原点(0, 0)

  • anchorPoint称为"定位点",它决定着CALayer身上的哪个点会在position属性所指的位置。它的x、y取值范围都是0~1,默认值为(0.5, 0.5)

代码例子

1.创建一个CALayer,添加到控制器的view的layer中
CALayer *myLayer = [CALayer layer];
// 设置层的宽度和高度(100x100)
myLayer.bounds = CGRectMake(0, 0, 100, 100);
// 设置层的位置
myLayer.position = CGPointMake(100, 100);
// 设置层的背景颜色:红色
myLayer.backgroundColor = [UIColor redColor].CGColor;
// 添加myLayer到控制器的view的layer中
[self.view.layer addSublayer:myLayer];

第5行设置了myLayer的position为(100, 100),又因为anchorPoint默认是(0.5, 0.5),所以最后的效果是:myLayer的中点会在父层的(100, 100)位置

运行结果

注意,蓝色线是我自己加上去的,方便大家理解,并不是默认的显示效果。两条蓝色线的宽度均为100。

2.若将anchorPoint改为(0, 0),myLayer的左上角会在(100, 100)位置1 myLayer.anchorPoint = CGPointMake(0, 0);


运行结果

3.若将anchorPoint改为(1, 1),myLayer的右下角会在(100, 100)位置1 myLayer.anchorPoint = CGPointMake(1, 1);


运行结果

代码例子

self.redView.layer.anchorPoint = CGPointMake(0.5, 0.5);
     [UIView animateWithDuration:3.0 animations:^{
     self.redView.transform = CGAffineTransformMakeRotation(M_PI);
} completion:^(BOOL finished) {
}];
运行结果
self.redView.layer.anchorPoint = CGPointMake(0, 0);
     [UIView animateWithDuration:3.0 animations:^{
     self.redView.transform = CGAffineTransformMakeRotation(M_PI);
} completion:^(BOOL finished) {
}];
运行结果

隐式动画

根层与非根层:

每一个UIView内部都默认关联着一个CALayer,我们可用称这个Layer为Root Layer(根层)

所有的非Root Layer,也就是手动创建的CALayer对象,都存在着隐式动画

当对非Root Layer的部分属性进行修改时,默认会自动产生一些动画效果,而这些属性称为Animatable Properties(可动画属性)。

//常见的几个动画属性:
bounds:用于设置CALayer的宽度和高度。修改这个属性会产生缩放动画
backgroundColor:用于设置CALayer的背景色。修改这个属性会产生背景色的渐变动画
position:用于设置CALayer的位置。修改这个属性会产生平移动画

可以通过事务关闭隐式动画:
[CATransaction begin];
// 关闭隐式动画
[CATransaction setDisableActions:YES];
self.myview.layer.position = CGPointMake(10, 10);
[CATransaction commit];

2.核心动画

Core Animation,中文翻译为核心动画,它是一组非常强大的动画处理API,使用它能做出非常炫丽的动画效果,而且往往是事半功倍。也就是说,使用少量的代码就可以实现非常强大的功能。

Core Animation的动画执行过程都是在后台操作的,不会阻塞主线程。

要注意的是,Core Animation是直接作用在CALayer上的,并非UIView。

继承结构

CAAnimation--所有动画对象的父类

是所有动画对象的父类,负责控制动画的持续时间和速度,是个抽象类,不能直接使用,应该使用它具体的子类属性说明:(带*号代表来自CAMediaTiming协议的属性)

*duration:动画的持续时间
*repeatCount:重复次数,无限循环可以设置HUGE_VALF或者MAXFLOAT
*repeatDuration:重复时间

removedOnCompletion:默认为YES,代表动画执行完毕后就从图层上移除,图形会恢复到动画执行前的状态。如果想让图层保持显示动画执行后的状态,那就设置为NO,不过还要设置fillMode为kCAFillModeForwards

*fillMode:决定当前对象在非active时间段的行为。比如动画开始之前或者动画结束之后

*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

timingFunction:速度控制函数,控制动画运行的节奏

delegate:动画代理

CAAnimation--速度控制函数

速度控制函数(CAMediaTimingFunction)

kCAMediaTimingFunctionLinear(线性):匀速,给你一个相对静态的感觉
kCAMediaTimingFunctionEaseIn(渐进):动画缓慢进入,然后加速离开
kCAMediaTimingFunctionEaseOut(渐出):动画全速进入,然后减速的到达目的地
kCAMediaTimingFunctionEaseInEaseOut(渐进渐出):动画缓慢的进入,中间加速,然后减速的到达目的地。这个是默认的动画行为。

设置动画的执行节奏anim.timingFunction = [CAMediaTimingFunction ?functionWithName:kCAMediaTimingFunctionLinear];

CAAnimation——动画代理方法

CAAnimation在分类中定义了代理方法,是给NSObject添加的分类,所以任何对象,成为CAAnimation的代理都可以

@interface NSObject (CAAnimationDelegate)
/* Called when the animation begins its active duration. */
动画开始的时候调用
- (void)animationDidStart:(CAAnimation *)anim;
动画停止的时候调用
- (void)animationDidStop:(CAAnimation *)anim finished:(BOOL)flag;
@end

CALayer上动画的暂停和恢复
#pragma mark 暂停CALayer的动画
-(void)pauseLayer:(CALayer*)layer
{
CFTimeInterval pausedTime = [layer convertTime:CACurrentMediaTime() fromLayer:nil];
让CALayer的时间停止走动
layer.speed = 0.0;
让CALayer的时间停留在pausedTime这个时刻
layer.timeOffset = pausedTime;
}
CALayer上动画的恢复
#pragma mark 恢复CALayer的动画
-(void)resumeLayer:(CALayer*)layer
{
CFTimeInterval pausedTime = layer.timeOffset;
1. 让CALayer的时间继续行走
layer.speed = 1.0;
2. 取消上次记录的停留时刻
layer.timeOffset = 0.0;
3. 取消上次设置的时间
layer.beginTime = 0.0;
4. 计算暂停的时间(这里也可以用CACurrentMediaTime()-pausedTime)
CFTimeInterval timeSincePause = [layer convertTime:CACurrentMediaTime() fromLayer:nil] - pausedTime;
5. 设置相对于父坐标系的开始时间(往后退timeSincePause)
layer.beginTime = timeSincePause;
}
CAPropertyAnimation
是CAAnimation的子类,也是个抽象类,要想创建动画对象,应该使用它的两个子类:
CABasicAnimation
CAKeyframeAnimation

属性说明:keyPath:通过指定CALayer的一个属性名称为keyPath(NSString类型),并且对CALayer的这个属性的值进行修改,达到相应的动画效果。比如,指定@“position”为keyPath,就修改CALayer的position属性的值,以达到平移的动画效果

CABasicAnimation——基本动画

基本动画,是CAPropertyAnimation的子类

属性说明:keyPath:要改变的属性名称(传字符串)

fromValue:keyPath相应属性的初始值

toValue:keyPath相应属性的结束值

动画过程说明:随着动画的进行,在长度为duration的持续时间内,keyPath相应属性的值从fromValue渐渐地变为toValuekey

Path内容是CALayer的可动画Animatable属性

如果fillMode=kCAFillModeForwards同时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。

//创建动画
CABasicAnimation *anim = [CABasicAnimation animation];;
//    设置动画对象
keyPath决定了执行怎样的动画,调用layer的哪个属性来执行动画
position:平移
anim.keyPath = @"position";
//    包装成对象
anim.fromValue = [NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(0, 0)];;
anim.toValue = [NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(200, 300)];
anim.duration = 2.0;
//    让图层保持动画执行完毕后的状态
//    执行完毕以后不要删除动画
anim.removedOnCompletion = NO;
//    保持最新的状态
anim.fillMode = kCAFillModeForwards;
//    添加动画
[self.layer addAnimation:anim forKey:nil];

代码例子

//创建动画对象
CABasicAnimation *anim = [CABasicAnimation animation];
//设置动画属性
anim.keyPath = @"position.y";
anim.toValue = @300;
//动画提交时,会自动删除动画
anim.removedOnCompletion = NO;
//设置动画最后保持状态
anim.fillMode = kCAFillModeForwards;
//添加动画对象
[self.redView.layer addAnimation:anim forKey:nil];
运行结果

CAKeyframeAnimation——关键帧动画

关键帧动画,也是CAPropertyAnimation的子类,与CABasicAnimation的区别是:CABasicAnimation只能从一个数值(fromValue)变到另一个数值(toValue),而CAKeyframeAnimation会使用一个NSArray保存这些数值

属性说明:values:上述的NSArray对象。里面的元素称为“关键帧”(keyframe)。动画对象会在指定的时间(duration)内,依次显示values数组中的每一个关键帧

path:代表路径可以设置一个CGPathRef、CGMutablePathRef,让图层按照路径轨迹移动。path只对CALayer的anchorPoint和position起作用。如果设置了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keyTimes,各个关键帧的时间是平分的

CABasicAnimation可看做是只有2个关键帧的CAKeyframeAnimation

//    创建动画
CAKeyframeAnimation *anim = [CAKeyframeAnimation animation];;
//    设置动画对象
//  keyPath决定了执行怎样的动画,调整哪个属性来执行动画
anim.keyPath = @"position";
NSValue *v1 = [NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(100, 0)];
NSValue *v2 = [NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(200, 0)];
NSValue *v3 = [NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(300, 0)];
NSValue *v4 = [NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(400, 0)];
anim.values = @[v1,v2,v3,v4];
anim.duration = 2.0;
//    让图层保持动画执行完毕后的状态
//    状态执行完毕后不要删除动画
anim.removedOnCompletion = NO;
//    保持最新的状态
anim.fillMode = kCAFillModeForwards;
//    添加动画
[self.layer addAnimation:anim forKey:nil];
//    根据路径创建动画
//    创建动画
CAKeyframeAnimation *anim = [CAKeyframeAnimation animation];;
anim.keyPath = @"position";
anim.removedOnCompletion = NO;
anim.fillMode = kCAFillModeForwards;
anim.duration = 2.0;
//    创建一个路径
CGMutablePathRef path = CGPathCreateMutable();
//    路径的范围
CGPathAddEllipseInRect(path, NULL, CGRectMake(100, 100, 200, 200));
//    添加路径
anim.path = path;
//    释放路径(带Create的函数创建的对象都需要手动释放,否则会内存泄露)
CGPathRelease(path);
//    添加到View的layer
[self.redView.layer addAnimation:anim forKey];

代码例子

//帧动画
CAKeyframeAnimation *anim = [CAKeyframeAnimation animation];
anim.keyPath = @"transform.rotation";
anim.values = @[@(angle2Radio(-5)),@(angle2Radio(5)),@(angle2Radio(-5))];
anim.repeatCount = MAXFLOAT;
//自动反转
//anim.autoreverses = YES;
[self.imageV.layer addAnimation:anim forKey:nil];
运行结果

转场动画——CATransition

CATransition是CAAnimation的子类,用于做转场动画,能够为层提供移出屏幕和移入屏幕的动画效果。iOS比Mac OS X的转场动画效果少一点

UINavigationController就是通过CATransition实现了将控制器的视图推入屏幕的动画效果

动画属性:(有的属性是具备方向的,详情看下图)

type:动画过渡类型

subtype:动画过渡方向

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)

image

转场动画过渡效果.png

CATransition *anim = [CATransition animation];

转场类型

anim.type = @"cube";

动画执行时间

anim.duration = 0.5;

动画执行方向

anim.subtype = kCATransitionFromLeft;

添加到View的layer

[self.redView.layer addAnimation:anim forKey];

代码例子

#import "ViewController.h"
@interface ViewController ()
@property (weak, nonatomic) IBOutlet UIImageView *imageV;
@end

@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
self.imageV.userInteractionEnabled = YES;
//添加手势
UISwipeGestureRecognizer *leftSwipe = [[UISwipeGestureRecognizer alloc] initWithTarget:self action:@selector(swipe:)];
leftSwipe.direction = UISwipeGestureRecognizerDirectionLeft;
[self.imageV addGestureRecognizer:leftSwipe];
UISwipeGestureRecognizer *rightSwipe = [[UISwipeGestureRecognizer alloc] initWithTarget:self action:@selector(swipe:)];
rightSwipe.direction = UISwipeGestureRecognizerDirectionRight;
[self.imageV addGestureRecognizer:rightSwipe];
}
static int _imageIndex = 0;
- (void)swipe:(UISwipeGestureRecognizer *)swipe {
//转场代码与转场动画必须得在同一个方法当中.
NSString *dir = nil;
if (swipe.direction == UISwipeGestureRecognizerDirectionLeft) {
_imageIndex++;
if (_imageIndex > 4) {
_imageIndex = 0;
}
NSString *imageName = [NSString stringWithFormat:@"%d",_imageIndex];
self.imageV.image = [UIImage imageNamed:imageName];
dir = @"fromRight";
}else if (swipe.direction == UISwipeGestureRecognizerDirectionRight) {
_imageIndex--;
if (_imageIndex < 0) {
_imageIndex = 4;
}
NSString *imageName = [NSString stringWithFormat:@"%d",_imageIndex];
self.imageV.image = [UIImage imageNamed:imageName];
dir = @"fromLeft";
}
//添加动画
CATransition *anim = [CATransition animation];
//设置转场类型
anim.type = @"cube";
//设置转场的方向
anim.subtype = dir;
anim.duration = 0.5;
//动画从哪个点开始
//    anim.startProgress = 0.2;
//    anim.endProgress = 0.3;
[self.imageV.layer addAnimation:anim forKey:nil];
}
- (void)didReceiveMemoryWarning {
[super didReceiveMemoryWarning];
// Dispose of any resources that can be recreated.
}
@end
运行结果

CAAnimationGroup——动画组

动画组,是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

属性说明:

animations:用来保存一组动画对象的NSArray

默认情况下,一组动画对象是同时运行的,也可以通过设置动画对象的beginTime属性来更改动画的开始时间

CAAnimationGroup *group = [CAAnimationGroup animation];
//    创建旋转动画对象
CABasicAnimation *retate = [CABasicAnimation animation];
//    layer的旋转属性
retate.keyPath = @"transform.rotation";
//    角度
retate.toValue = @(M_PI);
//    创建缩放动画对象
CABasicAnimation *scale = [CABasicAnimation animation];
//    缩放属性
scale.keyPath = @"transform.scale";
//    缩放比例
scale.toValue = @(0.0);
//    添加到动画组当中
group.animations = @[retate,scale];
//           执行动画时间
group.duration = 2.0;
//    执行完以后不要删除动画
group.removedOnCompletion = NO;
//          保持最新的状态
group.fillMode = kCAFillModeForwards;
[self.view.layer addAnimation:group forKey:nil];

代码例子

#import "ViewController.h"
@interface ViewController ()
@property (weak, nonatomic) IBOutlet UIView *redView;
@end

@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
// Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
}
- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
//移动
CABasicAnimation *anim = [CABasicAnimation animation];
anim.keyPath =  @"position.y";
anim.toValue = @500;
//    anim.removedOnCompletion = NO;
//    anim.fillMode = kCAFillModeForwards;
//    [self.redView.layer addAnimation:anim forKey:nil];
//
//缩放
CABasicAnimation *anim2 = [CABasicAnimation animation];
anim2.keyPath =  @"transform.scale";
anim2.toValue = @0.5;
//    anim2.removedOnCompletion = NO;
//    anim2.fillMode = kCAFillModeForwards;
//    [self.redView.layer addAnimation:anim2 forKey:nil];
CAAnimationGroup *groupAnim = [CAAnimationGroup animation];
//会执行数组当中每一个动画对象
groupAnim.animations = @[anim,anim2];
groupAnim.removedOnCompletion = NO;
groupAnim.fillMode = kCAFillModeForwards;
[self.redView.layer addAnimation:groupAnim forKey:nil];
}
- (void)didReceiveMemoryWarning {
[super didReceiveMemoryWarning];
// Dispose of any resources that can be recreated.
}
@end
运行结果

三大动画:(不需要交互的时候可以选择以下动画)

CAAnimationGroup——动画组
CAKeyframeAnimation——关键帧动画
CATransition——转场动画

使用UIView动画函数实现转场动画——单视图

//参数说明:
duration:动画的持续时间
view:需要进行转场动画的视图
options:转场动画的类型
animations:将改变视图属性的代码放在这个block中
completion:动画结束后,会自动调用这个block
+ (void)transitionWithView:(UIView *)view duration:(NSTimeInterval)duration options:(UIViewAnimationOptions)options animations:(void (^)(void))animations completion:(void (^)(BOOL finished))completion;

使用UIView动画函数实现转场动画——双视图

//参数说明:
duration:动画的持续时间
options:转场动画的类型
animations:将改变视图属性的代码放在这个block中
completion:动画结束后,会自动调用这个block
+ (void)transitionFromView:(UIView *)fromView toView:(UIView *)toView duration:(NSTimeInterval)duration options:(UIViewAnimationOptions)options completion:(void (^)(BOOL finished))completion;
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