<blockquote>
<p><em>不熟悉幾何學(xué)的人就不要來這里了</em> --柏拉圖學(xué)院入口的簽名</p>
</blockquote>
<p>在第二章里面斤斧，我們介紹了圖層背后的圖片橱乱，和一些控制圖層坐標(biāo)和旋轉(zhuǎn)的屬性。在這一章中我抠，我們將要看一看圖層內(nèi)部是如何根據(jù)父圖層和兄弟圖層來控制位置和尺寸的拙已。另外我們也會涉及如何管理圖層的幾何結(jié)構(gòu)决记，以及它是如何被自動調(diào)整和自動布局影響的。</p>
<h2> 布局</h2>
<p><code>UIView</code>有三個比較重要的布局屬性：<code>frame</code>倍踪，<code>bounds</code>和<code>center</code>系宫，<code>CALayer</code>對應(yīng)地叫做<code>frame</code>索昂，<code>bounds</code>和<code>position</code>。為了能清楚區(qū)分扩借，圖層用了“position”椒惨，視圖用了“center”，但是他們都代表同樣的值潮罪。</p>
<p><code>frame</code>代表了圖層的外部坐標(biāo)（也就是在父圖層上占據(jù)的空間）框产，<code>bounds</code>是內(nèi)部坐標(biāo)（{0, 0}通常是圖層的左上角），<code>center</code>和<code>position</code>都代表了相對于父圖層<code>anchorPoint</code>所在的位置错洁。<code>anchorPoint</code>的屬性將會在后續(xù)介紹到，現(xiàn)在把它想成圖層的中心點就好了戒突。圖3.1顯示了這些屬性是如何相互依賴的屯碴。</p>
<p>圖3.1 <code>UIView</code>和<code>CALayer</code>的坐標(biāo)系</p>
<p>視圖的<code>frame</code>，<code>bounds</code>和<code>center</code>屬性僅僅是<em>存取方法</em>膊存，當(dāng)操縱視圖的<code>frame</code>导而，實際上是在改變位于視圖下方<code>CALayer</code>的<code>frame</code>，不能夠獨立于圖層之外改變視圖的<code>frame</code>隔崎。</p>
<p>對于視圖或者圖層來說今艺，<code>frame</code>并不是一個非常清晰的屬性，它其實是一個虛擬屬性爵卒，是根據(jù)<code>bounds</code>虚缎，<code>position</code>和<code>transform</code>計算而來，所以當(dāng)其中任何一個值發(fā)生改變钓株，frame都會變化实牡。相反，改變frame的值同樣會影響到他們當(dāng)中的值</p>
<p>記住當(dāng)對圖層做變換的時候轴合，比如旋轉(zhuǎn)或者縮放创坞，<code>frame</code>實際上代表了覆蓋在圖層旋轉(zhuǎn)之后的整個軸對齊的矩形區(qū)域，也就是說<code>frame</code>的寬高可能和<code>bounds</code>的寬高不再一致了（圖3.2）</p>
<p>圖3.2 旋轉(zhuǎn)一個視圖或者圖層之后的<code>frame</code>屬性</p>
<h2> 錨點</h2>
<p>之前提到過受葛，視圖的<code>center</code>屬性和圖層的<code>position</code>屬性都指定了<code>anchorPoint</code>相對于父圖層的位置题涨。圖層的<code>anchorPoint</code>通過<code>position</code>來控制它的<code>frame</code>的位置，你可以認(rèn)為<code>anchorPoint</code>是用來移動圖層的<em>把柄</em>总滩。</p>
<p>默認(rèn)來說纲堵，<code>anchorPoint</code>位于圖層的中點，所以圖層的將會以這個點為中心放置咳秉。<code>anchorPoint</code>屬性并沒有被<code>UIView</code>接口暴露出來婉支，這也是視圖的position屬性被叫做“center”的原因。但是圖層的<code>anchorPoint</code>可以被移動澜建，比如你可以把它置于圖層<code>frame</code>的左上角向挖，于是圖層的內(nèi)容將會向右下角的<code>position</code>方向移動（圖3.3）蝌以，而不是居中了。</p>
<p>圖3.3 改變<code>anchorPoint</code>的效果</p>
<p>和第二章提到的<code>contentsRect</code>和<code>contentsCenter</code>屬性類似何之，<code>anchorPoint</code>用<em>單位坐標(biāo)</em>來描述跟畅，也就是圖層的相對坐標(biāo)，圖層左上角是{0, 0}溶推，右下角是{1, 1}徊件，因此默認(rèn)坐標(biāo)是{0.5, 0.5}。<code>anchorPoint</code>可以通過指定x和y值小于0或者大于1蒜危，使它放置在圖層范圍之外虱痕。</p>
<p>注意在圖3.3中，當(dāng)改變了<code>anchorPoint</code>辐赞，<code>position</code>屬性保持固定的值并沒有發(fā)生改變部翘，但是<code>frame</code>卻移動了。</p>
<p>那在什么場合需要改變<code>anchorPoint</code>呢响委？既然我們可以隨意改變圖層位置新思，那改變<code>anchorPoint</code>不會造成困惑么？為了舉例說明赘风，我們來舉一個實用的例子夹囚，創(chuàng)建一個模擬鬧鐘的項目。</p>
<p>鐘面和鐘表由四張圖片組成（圖3.4）邀窃，為了簡單說明荸哟，我們還是用傳統(tǒng)的方式來裝載和加載圖片，使用四個<code>UIImageView</code>實例（當(dāng)然你也可以用正常的視圖瞬捕，設(shè)置他們圖層的<code>contents</code>圖片）敲茄。</p>
<p>圖3.4 組成鐘面和鐘表的四張圖片</p>
<p>鬧鐘的組件通過IB來排列（圖3.5），這些圖片視圖嵌套在一個容器視圖之內(nèi)山析，并且自動調(diào)整和自動布局都被禁用了堰燎。這是因為自動調(diào)整會影響到視圖的<code>frame</code>，而根據(jù)圖3.2的演示笋轨，當(dāng)視圖旋轉(zhuǎn)的時候秆剪，<code>frame</code>是會發(fā)生改變的，這將會導(dǎo)致一些布局上的失靈爵政。</p>
<p>我們用<code>NSTimer</code>來更新鬧鐘仅讽，使用視圖的<code>transform</code>屬性來旋轉(zhuǎn)鐘表（如果你對這個屬性不太熟悉，不要著急钾挟，我們將會在第5章“變換”當(dāng)中詳細(xì)說明）洁灵，具體代碼見清單3.1</p>
<p>圖3.5 在Interface Builder中布局鬧鐘視圖</p>
<p>清單3.1 <strong>Clock</strong></p>
@interface ViewController ()
@property (nonatomic, weak) IBOutlet UIImageView *hourHand;
@property (nonatomic, weak) IBOutlet UIImageView *minuteHand;
@property (nonatomic, weak) IBOutlet UIImageView *secondHand;
@property (nonatomic, weak) NSTimer *timer;
@end
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad
{
[super viewDidLoad];
//start timer
self.timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1.0 target:self selector:@selector(tick) userInfo:nil repeats:YES];
//set initial hand positions
[self tick];
}
- (void)tick
{
//convert time to hours, minutes and seconds
NSCalendar *calendar = [[NSCalendar alloc] initWithCalendarIdentifier:NSGregorianCalendar];
NSUInteger units = NSHourCalendarUnit | NSMinuteCalendarUnit | NSSecondCalendarUnit;
NSDateComponents *components = [calendar components:units fromDate:[NSDate date]];
CGFloat hoursAngle = (components.hour / 12.0) * M_PI * 2.0;
//calculate hour hand angle //calculate minute hand angle
CGFloat minsAngle = (components.minute / 60.0) * M_PI * 2.0;
//calculate second hand angle
CGFloat secsAngle = (components.second / 60.0) * M_PI * 2.0;
//rotate hands
self.hourHand.transform = CGAffineTransformMakeRotation(hoursAngle);
self.minuteHand.transform = CGAffineTransformMakeRotation(minsAngle);
self.secondHand.transform = CGAffineTransformMakeRotation(secsAngle);
}
@end
<p>運行項目，看起來有點奇怪（圖3.6），因為鐘表的圖片在圍繞著中心旋轉(zhuǎn)徽千，這并不是我們期待的一個支點苫费。</p>
<p>圖3.6 鐘面，和不對齊的鐘指針</p>
<p>你也許會認(rèn)為可以在Interface Builder當(dāng)中調(diào)整指針圖片的位置來解決双抽，但其實并不能達(dá)到目的百框，因為如果不放在鐘面中間的話，同樣不能正確的旋轉(zhuǎn)牍汹。</p>
<p>也許在圖片末尾添加一個透明空間也是個解決方案铐维，但這樣會讓圖片變大，也會消耗更多的內(nèi)存慎菲，這樣并不優(yōu)雅嫁蛇。</p>
<p>更好的方案是使用<code>anchorPoint</code>屬性，我們來在<code>-viewDidLoad</code>方法中添加幾行代碼來給每個鐘指針的<code>anchorPoint</code>做一些平移（清單3.2）露该，圖3.7顯示了正確的結(jié)果棠众。</p>
<p>清單3.2</p>
- (void)viewDidLoad
{
[super viewDidLoad];
// adjust anchor points
self.secondHand.layer.anchorPoint = CGPointMake(0.5f, 0.9f);
self.minuteHand.layer.anchorPoint = CGPointMake(0.5f, 0.9f);
self.hourHand.layer.anchorPoint = CGPointMake(0.5f, 0.9f);
// start timer
}
</a></p>
<p>圖3.7 鐘面，和正確對齊的鐘指針</p>
<h2> 坐標(biāo)系</h2>
<p>和視圖一樣有决，圖層在圖層樹當(dāng)中也是相對于父圖層按層級關(guān)系放置，一個圖層的<code>position</code>依賴于它父圖層的<code>bounds</code>空盼，如果父圖層發(fā)生了移動书幕，它的所有子圖層也會跟著移動。</p>
<p>這樣對于放置圖層會更加方便揽趾，因為你可以通過移動根圖層來將它的子圖層作為一個整體來移動台汇，但是有時候你需要知道一個圖層的<em>絕對</em>位置，或者是相對于另一個圖層的位置篱瞎，而不是它當(dāng)前父圖層的位置苟呐。</p>
<p><code>CALayer</code>給不同坐標(biāo)系之間的圖層轉(zhuǎn)換提供了一些工具類方法：</p>
<pre><code>- (CGPoint)convertPoint:(CGPoint)point fromLayer:(CALayer *)layer;
- (CGPoint)convertPoint:(CGPoint)point toLayer:(CALayer *)layer;
- (CGRect)convertRect:(CGRect)rect fromLayer:(CALayer *)layer;
- (CGRect)convertRect:(CGRect)rect toLayer:(CALayer *)layer;
</code></pre>
<p>這些方法可以把定義在一個圖層坐標(biāo)系下的點或者矩形轉(zhuǎn)換成另一個圖層坐標(biāo)系下的點或者矩形</p>
<h3> 翻轉(zhuǎn)的幾何結(jié)構(gòu)</h3>
<p>常規(guī)說來，在iOS上俐筋，一個圖層的<code>position</code>位于父圖層的左上角牵素，但是在Mac OS上，通常是位于左下角澄者。Core Animation可以通過<code>geometryFlipped</code>屬性來適配這兩種情況笆呆，它決定了一個圖層的坐標(biāo)是否相對于父圖層垂直翻轉(zhuǎn)，是一個<code>BOOL</code>類型粱挡。在iOS上通過設(shè)置它為<code>YES</code>意味著它的子圖層將會被垂直翻轉(zhuǎn)赠幕，也就是將會沿著底部排版而不是通常的頂部（它的所有子圖層也同理，除非把它們的<code>geometryFlipped</code>屬性也設(shè)為<code>YES</code>）询筏。</p>
<h3> Z坐標(biāo)軸</h3>
<p>和<code>UIView</code>嚴(yán)格的二維坐標(biāo)系不同榕堰，<code>CALayer</code>存在于一個三維空間當(dāng)中。除了我們已經(jīng)討論過的<code>position</code>和<code>anchorPoint</code>屬性之外嫌套，<code>CALayer</code>還有另外兩個屬性逆屡，<code>zPosition</code>和<code>anchorPointZ</code>圾旨，二者都是在Z軸上描述圖層位置的浮點類型。</p>
<p>注意這里并沒有更<em>深</em>的屬性來描述由寬和高做成的<code>bounds</code>了康二，圖層是一個完全扁平的對象碳胳，你可以把它們想象成類似于一頁二維的堅硬的紙片，用膠水粘成一個空洞沫勿，就像三維結(jié)構(gòu)的折紙一樣挨约。</p>
<p><code>zPosition</code>屬性在大多數(shù)情況下其實并不常用。在第五章产雹，我們將會涉及<code>CATransform3D</code>诫惭，你會知道如何在三維空間移動和旋轉(zhuǎn)圖層，除了做變換之外蔓挖，<code>zPosition</code>最實用的功能就是改變圖層的<em>顯示順序</em>了夕土。</p>
<p>通常，圖層是根據(jù)它們子圖層的<code>sublayers</code>出現(xiàn)的順序來類繪制的瘟判，這就是所謂的<em>畫家的算法</em>--就像一個畫家在墻上作畫--后被繪制上的圖層將會遮蓋住之前的圖層怨绣，但是通過增加圖層的<code>zPosition</code>，就可以把圖層向相機方向<em>前置</em>拷获，于是它就在所有其他圖層的<em>前面</em>了（或者至少是小于它的<code>zPosition</code>值的圖層的前面）篮撑。</p>
<p>這里所謂的“相機”實際上是相對于用戶是視角，這里和iPhone背后的內(nèi)置相機沒任何關(guān)系匆瓜。</p>
<p>圖3.8顯示了在Interface Builder內(nèi)的一對視圖赢笨，正如你所見，首先出現(xiàn)在視圖層級綠色的視圖被繪制在紅色視圖的后面驮吱。</p>
<p>圖3.8 在視圖層級中綠色視圖被繪制在紅色視圖的后面</p>
<p>我們希望在真實的應(yīng)用中也能顯示出繪圖的順序茧妒，同樣地，如果我們提高綠色視圖的<code>zPosition</code>（清單3.3）左冬，我們會發(fā)現(xiàn)順序就反了（圖3.9）桐筏。其實并不需要增加太多，視圖都非常地薄拇砰，所以給<code>zPosition</code>提高一個像素就可以讓綠色視圖前置九昧，當(dāng)然0.1或者0.0001也能夠做到，但是最好不要這樣毕匀，因為浮點類型四舍五入的計算可能會造成一些不便的麻煩铸鹰。</p>
<p>清單3.3</p>
@interface ViewController ()
@property (nonatomic, weak) IBOutlet UIView *greenView;
@property (nonatomic, weak) IBOutlet UIView *redView;
@end
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad
{
[super viewDidLoad];
//move the green view zPosition nearer to the camera
self.greenView.layer.zPosition = 1.0f;
}
@end
<p>圖3.9 綠色視圖被繪制在紅色視圖的前面</p>
<h2> Hit Testing</h2>
<p>第一章“圖層樹”證實了最好使用圖層相關(guān)視圖，而不是創(chuàng)建獨立的圖層關(guān)系皂岔。其中一個原因就是要處理額外復(fù)雜的觸摸事件蹋笼。</p>
<p><code>CALayer</code>并不關(guān)心任何響應(yīng)鏈?zhǔn)录圆荒苤苯犹幚碛|摸事件或者手勢。但是它有一系列的方法幫你處理事件：<code>-containsPoint:</code>和<code>-hitTest:</code>剖毯。</p>
<p><code>-containsPoint:</code>接受一個在本圖層坐標(biāo)系下的<code>CGPoint</code>圾笨，如果這個點在圖層<code>frame</code>范圍內(nèi)就返回<code>YES</code>。如清單3.4所示第一章的項目的另一個合適的版本逊谋，也就是使用<code>-containsPoint:</code>方法來判斷到底是白色還是藍(lán)色的圖層被觸摸了
（圖3.10）擂达。這需要把觸摸坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成每個圖層坐標(biāo)系下的坐標(biāo)，結(jié)果很不方便胶滋。</p>
<p>清單3.4 使用containsPoint判斷被點擊的圖層</p>
@interface ViewController ()
@property (nonatomic, weak) IBOutlet UIView *layerView;
@property (nonatomic, weak) CALayer *blueLayer;
@end
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad
{
[super viewDidLoad];
//create sublayer
self.blueLayer = [CALayer layer];
self.blueLayer.frame = CGRectMake(50.0f, 50.0f, 100.0f, 100.0f);
self.blueLayer.backgroundColor = [UIColor blueColor].CGColor;
//add it to our view
[self.layerView.layer addSublayer:self.blueLayer];
}
- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
//get touch position relative to main view
CGPoint point = [[touches anyObject] locationInView:self.view];
//convert point to the white layer's coordinates
point = [self.layerView.layer convertPoint:point fromLayer:self.view.layer];
//get layer using containsPoint:
if ([self.layerView.layer containsPoint:point]) {
//convert point to blueLayer’s coordinates
point = [self.blueLayer convertPoint:point fromLayer:self.layerView.layer];
if ([self.blueLayer containsPoint:point]) {
[[[UIAlertView alloc] initWithTitle:@"Inside Blue Layer"
message:nil
delegate:nil
cancelButtonTitle:@"OK"
otherButtonTitles:nil] show];
} else {
[[[UIAlertView alloc] initWithTitle:@"Inside White Layer"
message:nil
delegate:nil
cancelButtonTitle:@"OK"
otherButtonTitles:nil] show];
}
}
}
@end
<p>圖3.10 點擊圖層被正確標(biāo)識</p>
<p><code>-hitTest:</code>方法同樣接受一個<code>CGPoint</code>類型參數(shù)板鬓，而不是<code>BOOL</code>類型，它返回圖層本身究恤，或者包含這個坐標(biāo)點的葉子節(jié)點圖層俭令。這意味著不再需要像使用<code>-containsPoint:</code>那樣，人工地在每個子圖層變換或者測試點擊的坐標(biāo)部宿。如果這個點在最外面圖層的范圍之外抄腔，則返回nil。具體使用<code>-hitTest:</code>方法被點擊圖層的代碼如清單3.5所示理张。</p>
<p>清單3.5 使用hitTest判斷被點擊的圖層</p>
- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
//get touch position
CGPoint point = [[touches anyObject] locationInView:self.view];
//get touched layer
CALayer *layer = [self.layerView.layer hitTest:point];
//get layer using hitTest
if (layer == self.blueLayer) {
[[[UIAlertView alloc] initWithTitle:@"Inside Blue Layer"
message:nil
delegate:nil
cancelButtonTitle:@"OK"
otherButtonTitles:nil] show];
} else if (layer == self.layerView.layer) {
[[[UIAlertView alloc] initWithTitle:@"Inside White Layer"
message:nil
delegate:nil
cancelButtonTitle:@"OK"
otherButtonTitles:nil] show];
}
}
<p>注意當(dāng)調(diào)用圖層的<code>-hitTest:</code>方法時赫蛇，測算的順序嚴(yán)格依賴于圖層樹當(dāng)中的圖層順序（和UIView處理事件類似）。之前提到的<code>zPosition</code>屬性可以明顯改變屏幕上圖層的順序雾叭，但不能改變事件傳遞的順序悟耘。</p>
<p>這意味著如果改變了圖層的z軸順序，你會發(fā)現(xiàn)將不能夠檢測到最前方的視圖點擊事件拷况，這是因為被另一個圖層遮蓋住了，雖然它的<code>zPosition</code>值較小掘殴，但是在圖層樹中的順序靠前赚瘦。我們將在第五章詳細(xì)討論這個問題。</p>
<h2> 自動布局</h2>
<p>你可能用過<code>UIViewAutoresizingMask</code>類型的一些常量奏寨，應(yīng)用于當(dāng)父視圖改變尺寸的時候起意，相應(yīng)<code>UIView</code>的<code>frame</code>也跟著更新的場景（通常用于橫豎屏切換）。</p>
<p>在iOS6中病瞳，蘋果介紹了<em>自動排版</em>機制揽咕，它和自動調(diào)整不同，并且更加復(fù)雜套菜。</p>
<p>在Mac OS平臺亲善，<code>CALayer</code>有一個叫做<code>layoutManager</code>的屬性可以通過<code>CALayoutManager</code>協(xié)議和<code>CAConstraintLayoutManager</code>類來實現(xiàn)自動排版的機制。但由于某些原因逗柴，這在iOS上并不適用蛹头。</p>
<p>當(dāng)使用視圖的時候，可以充分利用<code>UIView</code>類接口暴露出來的<code>UIViewAutoresizingMask</code>和<code>NSLayoutConstraint</code>API，但如果想隨意控制<code>CALayer</code>的布局渣蜗，就需要手工操作屠尊。最簡單的方法就是使用<code>CALayerDelegate</code>如下函數(shù)：</p>
<pre><code>- (void)layoutSublayersOfLayer:(CALayer *)layer;
</code></pre>
<p>當(dāng)圖層的<code>bounds</code>發(fā)生改變，或者圖層的<code>-setNeedsLayout</code>方法被調(diào)用的時候耕拷，這個函數(shù)將會被執(zhí)行讼昆。這使得你可以手動地重新擺放或者重新調(diào)整子圖層的大小，但是不能像<code>UIView</code>的<code>autoresizingMask</code>和<code>constraints</code>屬性做到自適應(yīng)屏幕旋轉(zhuǎn)骚烧。</p>
<p>這也是為什么最好使用視圖而不是單獨的圖層來構(gòu)建應(yīng)用程序的另一個重要原因之一浸赫。</p>
<h2> 總結(jié)</h2>
<p>本章涉及了<code>CALayer</code>的集合結(jié)構(gòu)，包括它的<code>frame</code>止潘，<code>position</code>和<code>bounds</code>掺炭，介紹了三維空間內(nèi)圖層的概念，以及如何在獨立的圖層內(nèi)響應(yīng)事件凭戴，最后簡單說明了在iOS平臺涧狮，Core Animation對自動調(diào)整和自動布局支持的缺乏。</p>
<p>在第四章“視覺效果”當(dāng)中么夫，我們接著介紹一些圖層外表的特性者冤。</p>
原文鏈接：https://github.com/AttackOnDobby/iOS-Core-Animation-Advanced-Techniques
