當(dāng)需要對非Root Layer進(jìn)行動(dòng)畫或者需要對動(dòng)畫做更多自定義的行為的時(shí)候,就必須使用到顯式動(dòng)畫了,顯式動(dòng)畫的基類為CAAnimation,常用的是CABasicAnimation,CAKeyframeAnimation有時(shí)候還會(huì)使用到CAAnimationGroup,CATransition(注意不是CATransaction,Transition是過渡的意思).
這里再強(qiáng)調(diào)關(guān)于動(dòng)畫的兩個(gè)重要的點(diǎn):一是中間狀態(tài)的插值計(jì)算(Interpolation),二是動(dòng)畫節(jié)奏控制(Timing); 有時(shí)候插值計(jì)算也和Timing有一定關(guān)系. 如果狀態(tài)是一維空間的值(比如透明度),那么插值計(jì)算的結(jié)果必然再起點(diǎn)值和終點(diǎn)值之間,如果狀態(tài)是二維空間的值(比如position),那么一般情況下插值得到的點(diǎn)會(huì)落在起點(diǎn)和終點(diǎn)之間的線段上（當(dāng)然也有可能連線是圓滑曲線）.
1.CABasicAnimation
不管是CABasicAnimation還是CAKeyframeAnimation都是繼承于CAPropertyAnimation.CABasicAnimation有三個(gè)比較重要的屬性,fromValue,toValue,byValue,這三個(gè)屬性都是可選的,但不能同時(shí)多于兩個(gè)為非空.最終都是為了確定animation變化的起點(diǎn)和終點(diǎn).Setting Interpolation Values詳細(xì)介紹了這個(gè)三個(gè)值的各種情況以及用途. 設(shè)置了動(dòng)畫的起點(diǎn)和終點(diǎn)之后,中間的值都是通過插值方式計(jì)算出來的.插值計(jì)算的結(jié)果由timingFunction指定,默認(rèn)timingFunction為nil,會(huì)使用liner的,也就是變化是均勻的.
2.Timing Function的作用
Timing Function的會(huì)被用于變化起點(diǎn)和終點(diǎn)之間的插值計(jì)算.形象點(diǎn)說是Timing Function決定了動(dòng)畫運(yùn)行的節(jié)奏(Pacing),比如是均勻變化(相同時(shí)間變化量相同),先快后慢,先慢后快還是先慢再快再慢.
時(shí)間函數(shù)是使用的一段函數(shù)來描述的,橫座標(biāo)是時(shí)間t取值范圍是0.0-1.0,縱座標(biāo)是變化量x(t)也是取值范圍也是0.0-1.0 假設(shè)有一個(gè)動(dòng)畫,duration是8秒,變化值的起點(diǎn)是a終點(diǎn)是b(假設(shè)是透明度),那么在4秒處的值是多少呢叮贩？ 可以通過計(jì)算為 a + x(4/8) * (b-a), 為什么這么計(jì)算呢逗宁？講實(shí)現(xiàn)的時(shí)間映射到單位值的時(shí)候4秒相對于總時(shí)間8秒就是0.5然后可以得到0.5的時(shí)候單位變化量是 x(0.5), x(0.5)/1 = 實(shí)際變化量/(b-a), 其中b-a為總變化量,所以實(shí)際變化量就是x(0.5) * (b-a) ,最后4秒時(shí)的值就是 a + x(0.5) * (b-a),所以計(jì)算的本質(zhì)是映射.
Timing Function對應(yīng)的類是CAMediaTimingFunction,它提供了兩種獲得時(shí)間函數(shù)的方式,一種是使用預(yù)定義的五種時(shí)間函數(shù),一種是通過給點(diǎn)兩個(gè)控制點(diǎn)得到一個(gè)時(shí)間函數(shù). 相關(guān)的方法為
+ (id)functionWithName:(NSString *)name;
+ (id)functionWithControlPoints:(float)c1x :(float)c1y :(float)c2x :(float)c2y;
- (id)initWithControlPoints:(float)c1x :(float)c1y :(float)c2x :(float)c2y;
五種預(yù)定義的時(shí)間函數(shù)名字的常量變量分別為
kCAMediaTimingFunctionLinear,
kCAMediaTimingFunctionEaseIn,
kCAMediaTimingFunctionEaseOut,
kCAMediaTimingFunctionEaseInEaseOut,
kCAMediaTimingFunctionDefault.
下圖展示了前面四種Timing Function的曲線圖,橫座標(biāo)表示時(shí)間,縱座標(biāo)表示變化量,這點(diǎn)需要搞清楚(并不是平面座標(biāo)系中xy).
自定義的Timing Function的函數(shù)圖像就是一條三次貝塞爾曲線Cubic Bezier Curve,貝塞爾曲線的優(yōu)點(diǎn)就是光滑,用在這里就使得變化顯得光滑.一條三次貝塞爾曲線可以由起點(diǎn)終點(diǎn)以及兩個(gè)控制點(diǎn)決定.
上面的kCAMediaTimingFunctionDefault對應(yīng)的函數(shù)曲線其實(shí)就是通過[(0.0,0.0), (0.25,0.1), (0.25,0.1), (1.0,1.0)]這四個(gè)點(diǎn)決定的三次貝塞爾曲線,頭尾為起點(diǎn)和終點(diǎn),中間的兩個(gè)點(diǎn)是控制點(diǎn).
上圖中P0是起點(diǎn),P3是終點(diǎn),P1和P2是兩個(gè)控制點(diǎn)
如果時(shí)間變化曲線既不是直線也不是貝塞爾曲線,而是自定義的,又或者某個(gè)圖層運(yùn)動(dòng)的軌跡不是直線而是一個(gè)曲線,這些是基本動(dòng)畫無法做到的,所以引入下面的內(nèi)容,CAKeyframeAnimation,也即所謂的關(guān)鍵幀動(dòng)畫.
3.CAKeyframeAnimation
任何動(dòng)畫要表現(xiàn)出運(yùn)動(dòng)或者變化,至少需要兩個(gè)不同的關(guān)鍵狀態(tài),而中間的狀態(tài)的變化可以通過插值計(jì)算完成,從而形成補(bǔ)間動(dòng)畫,表示關(guān)鍵狀態(tài)的幀叫做關(guān)鍵幀.CABasicAnimation其實(shí)可以看作一種特殊的關(guān)鍵幀動(dòng)畫,只有頭尾兩個(gè)關(guān)鍵幀.CAKeyframeAnimation則可以支持任意多個(gè)關(guān)鍵幀,關(guān)鍵幀有兩種方式來指定,使用path或者使用values,path是一個(gè)CGPathRef的值,且path只能對CALayer的 anchorPoint 和 position 屬性起作用,且設(shè)置了path之后values就不再起效了.而values則更加靈活. keyTimes這個(gè)可選參數(shù)可以為對應(yīng)的關(guān)鍵幀指定對應(yīng)的時(shí)間點(diǎn),其取值范圍為0到1.0,keyTimes中的每一個(gè)時(shí)間值都對應(yīng)values中的每一幀.當(dāng)keyTimes沒有設(shè)置的時(shí)候,各個(gè)關(guān)鍵幀的時(shí)間是平分的.
還可以通過設(shè)置可選參數(shù)timingFunctions(CAKeyframeAnimation中timingFunction是無效的)為關(guān)鍵幀之間的過渡設(shè)置timingFunction,如果values有n個(gè)元素,那么timingFunctions則應(yīng)該有n-1個(gè).但很多時(shí)候并不需要timingFunctions,因?yàn)橐呀?jīng)設(shè)置了夠多的關(guān)鍵幀了,比如沒1/60秒就設(shè)置了一個(gè)關(guān)鍵幀,那么幀率將達(dá)到60FPS,完全不需要相鄰兩幀的過渡效果（當(dāng)然也有可能某兩幀 值相距較大,可以使用均勻變化或者增加幀率,比如每0.01秒設(shè)置一個(gè)關(guān)鍵幀）.
在關(guān)鍵幀動(dòng)畫中還有一個(gè)非常重要的參數(shù),那便是calculationMode,計(jì)算模式.其主要針對的是每一幀的內(nèi)容為一個(gè)座標(biāo)點(diǎn)的情況,也就是對anchorPoint 和 position 進(jìn)行的動(dòng)畫.當(dāng)在平面座標(biāo)系中有多個(gè)離散的點(diǎn)的時(shí)候,可以是離散的,也可以直線相連后進(jìn)行插值計(jì)算,也可以使用圓滑的曲線將他們相連后進(jìn)行插值計(jì)算. calculationMode目前提供如下幾種模式 kCAAnimationLinear
kCAAnimationDiscrete
kCAAnimationPaced
kCAAnimationCubic
kCAAnimationCubicPaced
kCAAnimationLinear calculationMode的默認(rèn)值,表示當(dāng)關(guān)鍵幀為座標(biāo)點(diǎn)的時(shí)候,關(guān)鍵幀之間直接直線相連進(jìn)行插值計(jì)算;
kCAAnimationDiscrete 離散的,就是不進(jìn)行插值計(jì)算,所有關(guān)鍵幀直接逐個(gè)進(jìn)行顯示;
kCAAnimationPaced 使得動(dòng)畫均勻進(jìn)行,而不是按keyTimes設(shè)置的或者按關(guān)鍵幀平分時(shí)間,此時(shí)keyTimes和timingFunctions無效;
kCAAnimationCubic 對關(guān)鍵幀為座標(biāo)點(diǎn)的關(guān)鍵幀進(jìn)行圓滑曲線相連后插值計(jì)算,對于曲線的形狀還可以通過tensionValues,continuityValues,biasValues來進(jìn)行調(diào)整自定義,這里的數(shù)學(xué)原理是Kochanek–Bartels spline,這里的主要目的是使得運(yùn)行的軌跡變得圓滑;
kCAAnimationCubicPaced 看這個(gè)名字就知道和kCAAnimationCubic有一定聯(lián)系,其實(shí)就是在kCAAnimationCubic的基礎(chǔ)上使得動(dòng)畫運(yùn)行變得均勻,就是系統(tǒng)時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的距離相同,此時(shí)keyTimes以及timingFunctions也是無效的.
