一、继承关系
CAAnimation - CAPropertyAnimation - CABasicAnimation - CASpringAnimation
CAAnimation - CAPropertyAnimation - CAKeyframeAnimation
CAAnimation - CATransition
CAAnimation - CAAnimationGroup
二、CAAnimation
CAAnimation作为所有动画类型父类，是一个抽象类；我们不能直接使用CAAnimation类，而是使用它的子类；关于它的定义如下：
@interface CAAnimation : NSObject<NSSecureCoding, NSCopying, CAMediaTiming, CAAction>
/* 构造方法 */
+ (instancetype)animation;
/* 动画变换速度*/
@property(nullable, strong) CAMediaTimingFunction *timingFunction;
/* 动画代理 */
@property(nullable, strong) id <CAAnimationDelegate> delegate;
/* removedOnCompletion属性默认为YES，表示动画完成后就会从图层上移除，图层也会恢复到动画执行前的状态；
* 当其修改为NO时，那么图层将会保持动画结束后的状态，此时的fillMode属性也将生效。
* removedOnCompletion设置为NO时，直到我们手动移除动画，否则动画将不会自动释放，
* 所以通常我们此时会给动画添加一个非空的键，这样可以在不需要动画的时候把它从图层上移除*/
@property(getter=isRemovedOnCompletion) BOOL removedOnCompletion;
@end
1、CAMediaTiming协议
CAMediaTiming 协议定义了一段动画内用于控制时间的属性的集合，CALayer和CAAnimation都实现了这个协议，所以时间可以被任意基于一个图层或者一段动画的类控制。协议内容：
/* 动画开始之前的延迟时间，这里的延迟从动画添加到可见图层上那一刻开始测量
* Defaults to 0.
* 设置动画beginTime为1，动画将延时1秒后开始执行
*/
@property CFTimeInterval beginTime;
/* 动画持续时间；
* (默认值为0，但是实际动画默认持续时间为0.25秒) */
@property CFTimeInterval duration;
/* 动画执行的速度；
* (默认值为0，减少它会减慢动画的时间，增加它会加快速度)
* (设置speed为2时，则动画实际执行时间是duration的一半) */
@property float speed;
/* 动画时间偏移量；
* (设置时长3秒动画的timeOffset为1时，动画会从1秒位置执到最后，再执行之前跳过的部分)*/
@property CFTimeInterval timeOffset;
/* 动画重复次数；默认值是0，但是实际默认动画执行1次；
* (设置为INFINITY，则一直执行)；
* (duration是2，repeatCount设置为3.5，则完整动画时长7秒)*/
@property float repeatCount;
/* 动画重复的时间，让动画重复执行一个指定的时间;
* (设置为INFINITY，一直执行)
* repeatCount和repeatDuration可能会相互冲突，
* 所以你只需要对其中一个指定非零值，对两个属性都设置非0值的行为没有被定义*/
@property CFTimeInterval repeatDuration;
/* 动画从初始值执行到最终值，是否会反向回到初始值；
* (设置为YES，动画完成后将以动画的形式回到初始位置)*/
@property BOOL autoreverses;
/* 决定当前对象在非动画时间端段的动画属性值，如动画开始之前和动画结束之后
* 特别注意：removedOnCompletion需要设置为NO，否则fillMode不起作用
* kCAFillModeRemoved，默认值，动画开始前和结束后，动画对图层都没有影响，图层依然保持初始值
* kCAFillModeForwards，动画结束后，图层一直保持动画后的最终状态
* kCAFillModeBackwards，动画开始前，只要加入动画就会处于动画的初始状态
* kCAFillModeBoth，综合了kCAFillModeForwards与kCAFillModeBackwards特性;
(动画加入图层到真正执行动画的时间段里，图层保持动画初始状态；动画结束之后保持动画最终状态） */
@property(copy) CAMediaTimingFillMode fillMode;
2、动画变换速度 CAMediaTimingFunction
指定动画以怎样的变换速度执行。系统为我们提供了 5 种变换速度:
+ (instancetype)functionWithName:(CAMediaTimingFunctionName)name;
- KCAMediaTimingFuncationLinear，默认，匀速执行动画
- KCAMediaTimingFuncationEaseIn，先慢慢加速，后突然停止
- KCAMediaTimingFuncationEaseOut，先全速开始，再慢慢减速停止
- KCAMediaTimingFuncationEaseInEaseOut，先慢慢加速，再慢慢减速
- KCAMediaTimingFuncationDefault，先慢慢加速，再慢慢减速，加速过程更短，减速过程更长
对应速度曲线如下：
可以看到，速度曲线实际上一种贝塞尔曲线，因此，我们可以使用 系统提供的另外两种方法自定义动画变换速度
+ (instancetype)functionWithControlPoints:(float)c1x :(float)c1y :(float)c2x :(float)c2y;
- (instancetype)initWithControlPoints:(float)c1x :(float)c1y :(float)c2x :(float)c2y;
这两种方法需要我们传入两个作用点，取值范围是[0,1]。
3、动画代理属性 delegate
/* Delegate methods for CAAnimation. */
@protocol CAAnimationDelegate <NSObject>
@optional
//动画开始时调用
- (void)animationDidStart:(CAAnimation *)anim;
//动画结束时调用
- (void)animationDidStop:(CAAnimation *)anim finished:(BOOL)flag;
@end
三、CAPropertyAnimation
基于属性的动画类，一般不使用它而是使用它的子类。
@interface CAPropertyAnimation : CAAnimation
/* 构造方法
* path 动画作用于哪个属性*/
+ (instancetype)animationWithKeyPath:(nullable NSString *)path;
@property(nullable, copy) NSString *keyPath;
/* 该属性指定该属性动画是否以当前动画效果为基础 */
@property(getter=isAdditive) BOOL additive;
/* 该属性指定动画是否为累加效果 */
@property(getter=isCumulative) BOOL cumulative;
/* 该属性值是一个CAValueFunction对象，该对象负责对属性改变的插值计算，系统已经提供了默认的插值计算方式，因此一般无须指定该属性*/
@property(nullable, strong) CAValueFunction *valueFunction;
@end
keyPath：
transform.rotation 默认围绕z轴旋转，相当于transform.rotation.z
transform.rotation.x
transform.rotation.y
transform.rotation.z 分别围绕x轴、y轴、z轴旋转；
transform.scale 在所有方向上进行缩放
transform.scale.x
transform.scale.y
transform.scale.z 分别在x轴、y轴、z轴方向上缩放；
transform.translation 平移到指定坐标点
transform.translation.x
transform.translation.y
transform.translation.z 分别在x轴、y轴、z轴方向上平移；
shadowColor 阴影颜色
shadowOffset 阴影偏移
shadowOpacity 阴影透明度
shadowRadius 阴影角度
zPosition z轴位置
opacity 透明度
backgroundColor 背景颜色
cornerRadius 圆角大小
borderWidth 边框宽度
bounds 图层大小
contents 寄宿图内容
contentsRect 可视内容
position 图层位置，类似transform.translation
四、基础动画CABasicAnimation
CABasicAnimation 即基础动画，在指定可动画属性后，动画会按照预定的参数持续一定时间由初始值变换为终点值。其实，CABasicAnimation就相当于只有开始和结束两个帧的特殊关键帧动画。
@interface CABasicAnimation : CAPropertyAnimation
@property(nullable, strong) id fromValue;
@property(nullable, strong) id toValue;
@property(nullable, strong) id byValue;
@end
下面的示例使用CABasicAnimation实现了修改颜色图层colorLayer的背景色为随机颜色的动画，具体的代码如下：
@interface TestBacicAnimation1VC ()<CAAnimationDelegate>
@property (nonatomic,strong) CALayer *colorLayer;
@end
@implementation TestBacicAnimation1VC
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
//创建显示颜色的图层，添加于视图控制器的View上
CALayer *colorLayer = [CALayer layer];
colorLayer.frame = CGRectMake(50, 50, 100, 100);
colorLayer.backgroundColor = [UIColor redColor].CGColor;
self.colorLayer = colorLayer;
[self.view.layer addSublayer:colorLayer];
}
- (IBAction)changeColor:(UIButton *)sender{
//步骤1：创建动画
CABasicAnimation *animation = [CABasicAnimation animation];
animation.keyPath = @"backgroundColor";
//步骤2：设定动画属性
animation.autoreverses = NO;
animation.duration = 0.25;
animation.repeatCount = 1;
animation.removedOnCompletion = NO;
animation.fillMode = kCAFillModeForwards;
animation.delegate = self;
UIColor *randomColor = [UIColor randomColor]; //自定义获取随机色的方法
animation.toValue = (__bridge id _Nullable)(randomColor.CGColor);
//步骤3：添加动画到图层
[self.colorLayer addAnimation:animation forKey:@"keyPath_backgroundColor"];
}
- (void)animationDidStop:(CABasicAnimation *)anim finished:(BOOL)flag{
//禁用隐式动画
[CATransaction begin];
[CATransaction setDisableActions:true];
self.colorLayer.backgroundColor = (__bridge CGColorRef)anim.toValue;
[CATransaction commit];
}
总结创建动画的两种方式如下：
//方法1：实例化同时指定动画类型
CABasicAnimation *animation = [CABasicAnimation animationWithKeyPath:@"backgroundColor"];
//方法2:先实例化，再指定动画类型
CABasicAnimation *animation = [CABasicAnimation animation];
animation.keyPath = @"backgroundColor";
对独立图层(即非UIView的关联图层，类似上述例子中的colorLayer)做更新属性的显式动画，我们需要设置一个事务来禁用图层行为，否则动画会发生两次，一次是因为显式的CABasicAnimation，另一次是因为隐式动画，从而导致我们看到的动画异常。
五、CASpringAnimation
继承于CABasicAnimation类，是弹框动画。
@interface CASpringAnimation : CABasicAnimation
/* 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。默认为1，且设置的时候必须大于0*/
@property CGFloat mass;
/* 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。默认为100，且设置的时候必须大于0*/
@property CGFloat stiffness;
/* 阻尼系数，阻止弹簧伸缩的系数，阻尼系数越大，停止越快，默认为10，且设置的时候必须大于0 */
@property CGFloat damping;
/* 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。默认为0*/
@property CGFloat initialVelocity;
/* 结算时间，返回弹簧动画到停止时的估算时间，根据当前的动画参数估算，通常弹簧动画的时间使用结算时间比较准确 */
@property(readonly) CFTimeInterval settlingDuration;
@end
例子：
CASpringAnimation *springAnimation=[CASpringAnimation animationWithKeyPath:@"position"];
// 设置阻尼系数（此值越大弹框效果越不明显）
springAnimation.damping = 1;
// 设置刚度系数（此值越大弹框效果越明显）
springAnimation.stiffness = 10;
// 设置质量大小（越大惯性越大）
springAnimation.mass = 2;
// 设置初始速度
springAnimation.initialVelocity = 10;
[springAnimation setFromValue:[NSValue valueWithCGPoint:layer.frame.origin]];
// 设置结束值
[springAnimation setToValue:[NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(self.view.center.x-50, self.view.center.y-200)]];
springAnimation.autoreverses = YES;
// 设置动画为累加效果（此属性默认为NO。
springAnimation.cumulative = YES;
// 设置动画完成后不返回为原位置。（此属性默认为YES。）
springAnimation.removedOnCompletion = NO;
// springAnimation.repeatCount=MAXFLOAT;(读者自行测试添加此属性的时候会有如何效果)
[springAnimation setDuration:5.0];
[layer addAnimation:springAnimation forKey:@"spring"];
六、关键帧动画CAKeyframeAnimation
CACAKeyfameAnimation是CAPropertyAnimation的另一个子类，它和和CABasicAnimation一样都只能作用于图层对象的单一属性；它们的区别在于：CACAKeyfameAnimation不限制于设置一个起始值和结束值，而是可以根据一连串的值来做动画。其实，CABasicAnimation可看做是只有2个关键帧的CAKeyframeAnimation。
@interface CAKeyframeAnimation : CAPropertyAnimation
/* 用于提供关键帧数据的数组，数组中每一个值都对应一个关键帧属性值
* 数组中的数据类型根据动画类型(KeyPath)而不同
* 当使用path的时候，values的值将会被自动忽略 */
@property(nullable, copy) NSArray *values;
/* 用于提供关键帧数据的路径
* path与values属性作用相同，但是两者互斥，同时指定values和path，path会覆盖values的效果 */
@property(nullable) CGPathRef path;
/* ktyTimes与Values中的值具有一一对应的关系，用于指定关键帧在动画的时间点，取值范围是[0,1]
* 若没有设置keyTimes，则每个关键帧的时间是平分动画总时长(duration);*/
@property(nullable, copy) NSArray<NSNumber *> *keyTimes;
/* 用于指定每个关键帧之间的动画缓冲效果，这类似于物体运动的加速度
* 注意：存在几个子路径就应该在此数组中传入几个元素；*/
@property(nullable, copy) NSArray<CAMediaTimingFunction *> *timingFunctions;
/* 该属性决定了物体在每个子路径下是跳着走还是匀速走，跟timeFunctions属性有点类似 */
@property(copy) CAAnimationCalculationMode calculationMode;
/* For animations with the cubic calculation modes, these properties
* provide control over the interpolation scheme. Each keyframe may
* have a tension, continuity and bias value associated with it, each
* in the range [-1, 1] (this defines a Kochanek-Bartels spline, see
* http://en.wikipedia.org/wiki/Kochanek-Bartels_spline).
*
* The tension value controls the "tightness" of the curve (positive
* values are tighter, negative values are rounder). The continuity
* value controls how segments are joined (positive values give sharp
* corners, negative values give inverted corners). The bias value
* defines where the curve occurs (positive values move the curve before
* the control point, negative values move it after the control point).
*
* The first value in each array defines the behavior of the tangent to
* the first control point, the second value controls the second
* point's tangents, and so on. Any unspecified values default to zero
* (giving a Catmull-Rom spline if all are unspecified). */
@property(nullable, copy) NSArray<NSNumber *> *tensionValues;
@property(nullable, copy) NSArray<NSNumber *> *continuityValues;
@property(nullable, copy) NSArray<NSNumber *> *biasValues;
/* 设置帧动画是否需要按照路径切线的方向运动 */
@property(nullable, copy) CAAnimationRotationMode rotationMode;
@end
从关键帧动画的属性可以看出，我们可以总结出关键帧动画的实现方式实际分为两种：
1.通过values设置关键帧属性值数组；
2.通过path设置关键帧路径，而且此种方式的优先级较高；
这里首先测试第一种方式，实现这样的关键帧动画：创建一个紫色滑块在四个坐标点之间滑动；具体的代码实现如下：
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
//创建测试帧动画的紫色图层
UIView *purpleView = [UIView new];
purpleView.frame = CGRectMake(0, 0, 50, 50);
purpleView.center = CGPointMake(50, 100);
purpleView.backgroundColor = [UIColor purpleColor];
[self.view addSubview:purpleView];
//步骤1：创建动画
CAKeyframeAnimation *animation = [CAKeyframeAnimation animation];
animation.keyPath = @"position";
//步骤2：设置动画关键帧数据
NSValue *value1 = [NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(50, 100)];
NSValue *value2 = [NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(kDeviceWidth -50, 100)];
NSValue *value3 = [NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(kDeviceWidth -50, kDeviceWidth- 100)];
NSValue *value4 = [NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(50, kDeviceWidth -100)];
NSValue *value5 = [NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(50, 100)];
animation.values = @[value1,value2,value3,value4,value5];
//步骤3：设定动画属性
animation.repeatCount = MAXFLOAT; //重复执行
animation.autoreverses = NO;
animation.removedOnCompletion = NO;
animation.duration = 4;
//animation.keyTimes = @[@(0), @(1 / 10.0), @(5 / 10.0), @(9 / 10.0), @(1) ];
animation.timingFunctions = @[[CAMediaTimingFunction functionWithName:kCAMediaTimingFunctionLinear],
[CAMediaTimingFunction functionWithName:kCAMediaTimingFunctionEaseIn],
[CAMediaTimingFunction functionWithName:kCAMediaTimingFunctionEaseOut],
[CAMediaTimingFunction functionWithName:kCAMediaTimingFunctionEaseInEaseOut]];
[purpleView.layer addAnimation:animation forKey:nil];
}
现在，我们测试CAKeyframeAnimation使用path实现这样一个动画：一架飞机沿着一个简单的曲线运动飞行；具体的操作包括以下几个步骤：
1.使用UIKit提供的UIBezierPath类创建贝塞尔曲线，作为飞机飞行的路线轨迹；
2.使用CAShapeLayer在屏幕上绘制曲线(此步骤对于动画不是必须的，只是为了动画看起来更直观)；
3.创建用于显示飞机的视图，将其设置在贝塞尔曲线的初始位置；
4.创建并执行关键帧动画，实现飞机飞行的曲线动画；
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
//1.创建三次贝塞尔曲线(一种使用起始点，结束点和另外两个控制点定义的曲线);
UIBezierPath *bezierPath = [[UIBezierPath alloc] init];
[bezierPath moveToPoint:CGPointMake(50, 200)];
[bezierPath addCurveToPoint:CGPointMake(kDeviceWidth - 50, 200) controlPoint1:CGPointMake(150, 50) controlPoint2:CGPointMake(kDeviceWidth - 150, 250)];
//2.绘制飞行路线
CAShapeLayer *pathLayer = [CAShapeLayer layer];
pathLayer.path = bezierPath.CGPath;
pathLayer.fillColor = [UIColor clearColor].CGColor;
pathLayer.strokeColor = [UIColor redColor].CGColor;
pathLayer.lineWidth = 3.0f;
[self.view.layer addSublayer:pathLayer];
//3.创建显示飞机的视图
UIImageView *airPlaneImgView = [[UIImageView alloc] init];
airPlaneImgView.frame = CGRectMake(0, 0, 50, 50);
airPlaneImgView.center = CGPointMake(50, 200);
airPlaneImgView.image = [UIImage imageNamed:@"airplane"];
[self.view addSubview:airPlaneImgView];
//4.设置关键帧动画
CAKeyframeAnimation *animation = [CAKeyframeAnimation animation];
animation.keyPath = @"position";
animation.duration = 5.0;
animation.path = bezierPath.CGPath;
animation.rotationMode = kCAAnimationRotateAuto; //设置根据曲线的切线自动旋转,让动画更加真实
[airPlaneImgView.layer addAnimation:animation forKey:nil];
}
七、CAAnimationGroup
CAGroupAnimation顾名思义，就是可以将不同的动画效果组合起来，CABasicAnimation和CAKeyframeAnimation都仅仅作用于单一的属性，而CAAnimationGrop可以设置其animations数组的属性来组合别的动画，从而达到混合多种动画效果的目的；
@interface CAAnimationGroup : CAAnimation
@property(nullable, copy) NSArray<CAAnimation *> *animations;
@end
下面演示一个动画组的示例：组合基础动画和关键帧动画，实现一个滑块在沿path运动过程修改其颜色，具体的测试代码如下：
@interface TestAnimationGroupVC ()
@property (nonatomic,strong) UIView *colorView;
@property (nonatomic,strong) UIBezierPath *bezierPath;
@end
@implementation TestAnimationGroupVC
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
//创建显示颜色的图层
self.colorView = [UIView new];
self.colorView.frame = CGRectMake(0, 0, 60, 60);
self.colorView.center = CGPointMake(50, 200);
self.colorView.backgroundColor = [UIColor orangeColor];
[self.view addSubview:self.colorView];
//创建贝塞尔曲线，即帧动画运动轨迹
self.bezierPath = [[UIBezierPath alloc] init];
[self.bezierPath moveToPoint:CGPointMake(50, 200)];
[self.bezierPath addCurveToPoint:CGPointMake(kDeviceWidth - 50, 200) controlPoint1:CGPointMake(150, 50) controlPoint2:CGPointMake(kDeviceWidth - 150, 250)];
//绘制绘制path，便于观察动画；
CAShapeLayer *pathLayer = [CAShapeLayer layer];
pathLayer.path = self.bezierPath.CGPath;
pathLayer.fillColor = [UIColor clearColor].CGColor;
pathLayer.strokeColor = [UIColor redColor].CGColor;
pathLayer.lineWidth = 3.0f;
[self.view.layer addSublayer:pathLayer];
}
- (IBAction)startAnimation:(UIButton *)sender{
//移除可能未执行完的动画，防止多重动画导致异常
[self.colorView.layer removeAnimationForKey:@"groupAnimation"];
//1.创建基础动画：修改背景色为紫色
CABasicAnimation *basicAnimation = [CABasicAnimation animation];
basicAnimation.keyPath = @"backgroundColor";
basicAnimation.toValue = (__bridge id _Nullable)([UIColor purpleColor].CGColor);
//2.创建关键帧动画
CAKeyframeAnimation *keyFrameAnimation = [CAKeyframeAnimation animation];
keyFrameAnimation.keyPath = @"position";
keyFrameAnimation.path = self.bezierPath.CGPath;
keyFrameAnimation.rotationMode = kCAAnimationRotateAuto;
//3.创建组动画：组合基础动画和关键帧动画
CAAnimationGroup *groupAnimation = [CAAnimationGroup animation];
groupAnimation.animations = @[basicAnimation, keyFrameAnimation];
groupAnimation.duration = 4.0;
[self.colorView.layer addAnimation:groupAnimation forKey:@"groupAnimation"];
}
八、过渡动画CATransition
@interface CATransition : CAAnimation
/* 指定动画类型 */
@property(copy) CATransitionType type;
/* 指定动画移动的方向 */
@property(nullable, copy) CATransitionSubtype subtype;
/* */
@property float startProgress;
@property float endProgress;
@end
1.过渡动画简介
属性动画只能对图层的可动画属性起作用，而过渡动画可以改变非动画属性(比如交换一段文本和图片)，或者从层级关系中添加或者移除图层；于是就有了过渡的概念；
过渡动画使用CATransition来实现，它同样是CAAnimation的子类；它并不像属性动画那样在平滑的两个值之间做动画，而是影响到整个图层的变化。过渡动画首先展示之前的图层外观，然后通过一个交换过渡到新的外观。
过渡动画通常用于删除子控件、添加子控件、切换两个子控件等。
2.过渡动画属性介绍
过渡动画有type和subtype两个关键属性，type用于指定动画类型，subtype用于指定动画移动的方向；
type属性:
type属性是一个NSString类型，用于控制整体动画效果类型，具体的可选类型如下：
| type值 | 动画效果 | 对应常量 | 是否支持方向 |
|---|---|---|---|
| fade | 默认效果，渐变 | kCATransitionFade | 否 |
| moveIn | 覆盖 | kCATransitionMoveIn | 是 |
| Push | 退出 | kCATransitionPush | 是 |
| Reveal | 揭开 | kCATransitionReveal | 是 |
| cube | 立方体 | 无(私有类型) | 是 |
| suckEffect | 收缩 | 无(私有类型) | 否 |
| oglFlip | 翻转 | 无(私有类型) | 是 |
| rippleEffect | 水波动画 | 无(私有类型) | 否 |
| pageCurl | 页面揭开 | 无(私有类型) | 只支持左右方向 |
| vpageUnCurl | 放下页面 | 无(私有类型) | 只支持左右方向 |
| cameraIrisHollowOpen | 镜头打开 | 无(私有类型) | 否 |
| cameraIrisHollowClose | 镜头关闭 | 无(私有类型) | 否 |
目前为止，我们只能使用type的前四种公开属性，但是我们可以通过一些别的方法来自定义过渡效果(后续介绍)；
subtype属性:
subtype属性也是一个NSString类型，用于控制动画方向，具体的可选类型如下：
| Subtype类型 | 具体描述 |
|---|---|
| kCATransitionFromRight | 从右向左 |
| kCATransitionFromLeft | 从左向右 |
| kCATransitionFromTop | 从上向下 |
| kCATransitionFromBottom | 从下向上 |
3.过渡动画的使用
现在设想这样的一个需求：修改UIImageView的image属性，实现淡入淡出的平滑动画的效果；此时我们需要使用CATransition来对非动画属性做动画，具体的关键代码如下：
@interface TestTransition1VC ()
@property (nonatomic,strong) UIImageView *imageView;
@property (nonatomic,strong) NSArray *images;
@property (nonatomic, copy) NSString *type;
@property (nonatomic, copy) NSString *subtype;
@end
@implementation TestTransition1VC
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
self.images = @[[UIImage imageNamed:@"tree_spring"],
[UIImage imageNamed:@"tree_summer"],
[UIImage imageNamed:@"tree_autumn"],
[UIImage imageNamed:@"tree_winter"]];
self.type = kCATransitionFade;
self.subtype = kCATransitionFromRight;
}
- (void)perforomTransitionAnimation{
CATransition *transition = [[CATransition alloc] init];
transition.type = _type;
transition.subtype = _subtype;
transition.duration = 0.5;
[self.imageView.layer addAnimation:transition forKey:nil];
UIImage *currentImage = self.imageView.image;
NSUInteger index = [self.images indexOfObject:currentImage];
index = (index + 1) % self.images.count;
self.imageView.image = self.images[index];
}
过渡动画的效果如下:
注意：和属性动画不同，对指定图层一次只能使用那一次CATransition，因此无论对动画的键设置为什么值，过渡动画都会对它的键设置为”transition”，也就是常量KCATransition.
4.隐式过渡
CATransition可以对图层任何变化平滑过渡，这使得它成为那些不好做动画的属性图层行为的理想之选。所以，苹果将CATransition作为设置CALayer的contents属性时的默认行为，对图层contents图片做的改动都会自动附上淡入淡出的效果，这也就解释了隐式动画的原理；
但注意：
1.对于视图关联的图层，过渡动画的默认效果是禁用的；
2.我们不能错误的理解CATransition只可以改变非动画属性，其实它也可以对类似backgroundColor的属性做过渡效果动画；
5.自定义过渡动画
过渡动画的过程就是对原始图层外观截图，然后添加一段动画，平滑过渡到图层改变之后的那个截图效果。如果我们知道如何对图层截图，我们就可以使用属性动画来自定义CATransition动画了。
CALayer有一个-renderInContenxt：方法，通过它可以将图层绘制到Core Graphics的上下文中捕获当前内容的图片；所以现在我们尝试这样的实现：对当前视图控制器View进行截图，然后在改变其背景色的时候对截图快速旋转并且淡出，以达到一种过渡的效果；具体的代码示例如下：
- (void)performAnimation{
UIGraphicsBeginImageContextWithOptions(self.view.bounds.size, YES, 0.0);
[self.view.layer renderInContext:UIGraphicsGetCurrentContext()];
UIImage *coverImage = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();
UIView *coverView = [[UIImageView alloc] initWithImage:coverImage];
coverView.frame = self.view.bounds;
[self.view addSubview:coverView];
//使用自定义方法得到随机颜色(切换后的颜色)
UIColor *randomColor = [UIColor randomColor];
self.view.backgroundColor = randomColor;
//使用UIView动画方法来代替属性动画(为了简化代码步骤)
[UIView animateWithDuration:1 animations:^{
CGAffineTransform transform = CGAffineTransformMakeScale(0.01, 0.01);
transform = CGAffineTransformRotate(transform, M_PI_2);
coverView.transform = transform;
coverView.alpha = 0.0;
} completion:^(BOOL finished) {
[coverView removeFromSuperview];
}];
}
自定义过渡动画的效果如下：
注意：-renderInContext：捕获了图层的图片和子图层，但是不能对子图层正确的处理变换效果，而且对视频和OpenGL内容也不起作用。但是使用CATransition，或者使用私有的截屏方式就没有这个限制了。
九、委托模式下的动画区分
对于CAAnimation而言，使用委托模式而不是一个完成块会带来一个问题，那就是设置多个动画时，无法在回调方法中区分。通常视图控制器本身会作为一个委托，但所有动画都会调用同一个回调方法，所以我们需要判断到底是哪个图层的动画调用；
首先，动画本身会作为一个参数传入委托的方法，也许你会认为可以在控制器中把动画存储为一个属性，然后在回调用比较，但实际上并不起作用，因为委托传入的动画参数是原始值的一个深拷贝，从而不是同一个值。最后，这里提供两种思路来解决这个问题：
思路1：唯一key参数
当使用-addAnimation:forkey:添加动画到图层时，对每个动画都关联一个唯一的键，这样就可以对每个图层循环所有键，然后调用animationForKey:来对比结果；
思路2：KVC(键-值-编码)协议
像所有NSObject子类一样，CAAnimation也遵循了KVC协议，就像一个NSDictionary一样允许我们随意设置键值对；于是我们可以使用setValue:forKey:和-valueForKey:来存取属性，通过为对象创建一个键值对来判断区分动画；
验证上述两种思路的具体的代码使用如下：
@interface TestBacicAnimation2VC ()<CAAnimationDelegate>
@property (nonatomic,strong) UIView *colorView;
@property (nonatomic,strong) UIView *opacityView;
@end
@implementation TestBacicAnimation2VC
#pragma mark - Life Cycle
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
//创建显示颜色的图层
UIView *colorView = [UIView new];
colorView.frame = CGRectMake(50, 50, 100, 100);
colorView.backgroundColor = [UIColor redColor];
self.colorView = colorView;
[self.view addSubview:self.colorView];
//创建透明度视图
UIView *opacityView = [UIView new];
opacityView.frame = CGRectMake(50, 200, 100, 100);
opacityView.backgroundColor = [UIColor blueColor];
self.opacityView = opacityView;
[self.view addSubview:self.opacityView];
}
- (IBAction)startAnimation:(UIButton *)sender{
//背景色颜色动画
CABasicAnimation *animation1 = [CABasicAnimation animation];
animation1.keyPath = @"backgroundColor";
animation1.autoreverses = NO;
animation1.duration = 1;
animation1.repeatCount = 1;
animation1.removedOnCompletion = NO;
animation1.fillMode = kCAFillModeForwards;
animation1.delegate = self;
UIColor *randomColor = [UIColor randomColor]; //自定义获取随机色的方法
animation1.toValue = (__bridge id _Nullable)(randomColor.CGColor);
[animation1 setValue:@"animation_background" forKey:@"AnimationKey"];
[self.colorView.layer addAnimation:animation1 forKey:@"key_backgroundColor"];
//透明度动画
CABasicAnimation *animation2 = [CABasicAnimation animation];
animation2.keyPath = @"opacity";
animation2.autoreverses = NO;
animation2.duration = 5;
animation2.repeatCount = 1;
animation2.removedOnCompletion = NO;
animation2.fillMode = kCAFillModeForwards;
animation2.delegate = self;
animation2.fromValue = @(1);
animation2.toValue = @(0);
[animation2 setValue:@"animation_opacity" forKey:@"AnimationKey"];
[self.opacityView.layer addAnimation:animation2 forKey:@"key_opacity"];
}
//动画结束的代理：区分动画
- (void)animationDidStop:(CAAnimation *)anim finished:(BOOL)flag{
//方法1：唯一key参数
if([[self.colorView.layer animationForKey:@"key_backgroundColor"] isEqual:anim]){
}
if([[self.opacityView.layer animationForKey:@"key_opacity"] isEqual:anim]){
}
//方法2：KVC
NSString *animationValue = [anim valueForKey:@"AnimationKey"];
NSLog(@"animationValue:%@",animationValue);
if([animationValue isEqualToString:@"animation_background"]){
}else if([animationValue isEqualToString:@"animation_opacity"]){
}
}
注意：使用唯一key参数这种方法，必须设置removeOnCompletion为NO，否则通过animaitonForKey：获取的CAAnimation对象为空对象无法进行比较。
十、虚拟属性
属性动画CAPropertyAnimation的keyPath实际上针对的是关键路径而不是一个键，这就意味着属性动画作用的对象可以子属性(即属性的属性)甚至虚拟属性；
那么什么是虚拟属性呢？举个例子来讲，CATransform3D实际上是一个结构体而非一个对象，所以它并不符合KVC相关属性，但是我们却可以使用transform.rotation来实现动画；这其实就是因为transform.rotation是一个CALayer可用于处理动画变换的虚拟属性；
1.虚拟属性的作用
为了理解虚拟属性的用处，我们现在考虑这样一个动画：对一个物体实现旋转动画，由于CALayer并没有显式的给提供角度或者方向之类的属性，所以我们自然想到使用transform属性来实现动画，测试代码具体如下：
@interface TestBacicAnimation3VC ()
@property(nonatomic, strong) UILabel *txtLabel;
@end
@implementation TestBacicAnimation3VC
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
//创建测试虚拟属性的Label
_txtLabel = [UILabel new];
_txtLabel.frame = CGRectMake(50, 300, kDeviceWidth -100 , 50);
_txtLabel.backgroundColor = [UIColor purpleColor];
_txtLabel.font = [UIFont boldSystemFontOfSize:15];
_txtLabel.textAlignment = NSTextAlignmentCenter;
_txtLabel.text = @"测试虚拟属性";
[self.view addSubview:_txtLabel];
}
- (IBAction)startAnimation:(UIButton *)sender{
//步骤1：创建动画
CABasicAnimation *animation = [CABasicAnimation animation];
animation.keyPath = @"transform”; //代码1
//步骤2：设定动画属性
animation.autoreverses = NO;
animation.removedOnCompletion = NO;
animation.fillMode = kCAFillModeForwards;
animation.duration = 1;
animation.toValue = [NSValue valueWithCATransform3D:CATransform3DMakeRotation(M_PI * 2, 0, 0, 1)]; //代码2
[_txtLabel.layer addAnimation:animation forKey:nil];
}
在此例中，我们把旋转角度从M_PI(180度)调整到M_PI*2(360度)，对比两次动画会发现，txtLabel完全看不到旋转的动画效果；这是因为CATransform3D矩阵做了360度旋转其实适合0度是一样的，所以最后的值根本就没变；
这里就需要用到上述说到的虚拟属性了，为了旋转图层，我们可以针对于transform.rotation关键路径应用动画，而不是transform本身；现在将对上述代码进行修改如下：
//animation.keyPath = @"transform"; //代码1
animation.keyPath = @"transform.rotation”;
//animation.toValue = [NSValue valueWithCATransform3D:CATransform3DMakeRotation(M_PI * 2, 0, 0, 1)]; //代码2
animation.byValue = @(M_PI * 2);
再来看动画的效果如下：
总结transform.rotation相比transfrom做动画的好处如下：
- 可以不通过关键帧，只一个步骤就实现旋转多于180度的动画；
- 可以使用相对值而不是绝对值旋转，设置byValue而不是toValue；
- 可以不用创建CATransform3D，而是使用一个简单的数值来指定角度；
- 不会和transform.position或者transfrom.scale冲突(同样是使用关键路径来做独立的动画属性)；
2.虚拟属性原理
我们已经说过CATransform3D是一个结构体而非一个对象，所以transfrom.rotation其实是不存在的，我们不可以直接设置transform.rotation或者transform.scale；
实际上，Core Animation是自动通过CAValueFunction计算的值来更新transform属性的，CAValueFunction将我们赋值虚拟属性transfom.rotation的浮点值转换成了真正能用于摆放图层的CATransform3D矩阵值；我们也可以通过设置CAPropertyAnimation的valuefunction属性来改变，这样我们自定义函数就会覆盖默认函数。
CAValueFuncation对于那些不能简单相加的属性(例如变换矩阵)做动画十分有用，但是此方法的实现细节是私有的，所以，目前我们并不能通过继承来自定义此方法；我们可以通过使用苹果已经提供的常量来改善动画(目前都是和变换矩阵的虚拟属性相关，所以没太多的应用场景了，因为这些属性都有了默认的实现方式)。
十一、在动画过程中取消动画
在使用动画的过程中，我们可能需要适时的移除不要的动画，否则就可能造成内存的泄漏问题；从图层中取消动画的方法有以下两种方式：
//方法1：取消指定动画
/* Remove any animation attached to the layer for 'key'. */
- (void)removeAnimationForKey:(NSString *)key;
//方法2：移除所有动画
/* Remove all animations attached to the layer. */
- (void)removeAllAnimations;
关于移除动画的几点说明：
1.动画一旦被移除，图层的外观就立刻更新到当前的模型图层的值；
2.动画通常默认结束之后被自动移除，除非设置了removeCompletion为NO;
3.动画若设置为结束之后不自动移除，那么我们在不需要的时候需手动移除，否则它会一直在内存中，直到图层被销毁；
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
//创建测试停止动画的Label
_txtLabel = [UILabel new];
_txtLabel.frame = CGRectMake(50, 200, kDeviceWidth -100 , 50);
_txtLabel.backgroundColor = [UIColor purpleColor];
_txtLabel.font = [UIFont boldSystemFontOfSize:18];
_txtLabel.textAlignment = NSTextAlignmentCenter;
_txtLabel.textColor = [UIColor whiteColor];
_txtLabel.text = @"测试停止动画的Label";
[self.view addSubview:_txtLabel];
//添加开始动画的按钮
[self.view addSubview:self.button];
[self.button mas_makeConstraints:^(MASConstraintMaker *make) {
make.bottom.equalTo(self.view).offset(-50);
make.leading.equalTo(self.view).offset(60);
make.trailing.equalTo(self.view).offset(-60);
make.height.mas_equalTo(50);
}];
}
- (void)onBtnClick:(UIButton *)btn {
btn.selected = !btn.selected;
if (btn.selected) {
//停止动画
[self.txtLabel.layer removeAnimationForKey:@"Animation_transform_rotation"];
[self.button setTitle:@"开始动画" forState:UIControlStateNormal];
}else{
//开始动画
CABasicAnimation *animation = [CABasicAnimation animation];
animation.keyPath = @"transform.rotation";
animation.delegate = self;
animation.duration = 5;
animation.byValue = @(M_PI * 2);
[self.txtLabel.layer addAnimation:animation forKey:@"Animation_transform_rotation"];
[self.button setTitle:@"停止动画" forState:UIControlStateNormal];
}
}
- (void)animationDidStop:(CAAnimation *)anim finished:(BOOL)flag{
NSLog(@"The animation stopped (finished:%@)",flag? @"YES" : @"NO");
}
测试取消动画效果图如下：
代码分析：
-animationDidStop：finished：方法中的flag参数表明了动画是自然结束还是被打断的；此例中通过停止按钮来终止动画会打印NO，自然完成动画时打印YES;
作者：梧雨北辰
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来源：简书
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