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隱式動畫
按照我的意思去做，而不是我說的篡撵。 -- 埃德娜判莉，辛普森
我們在第一部分討論了Core Animation除了動畫之外可以做到的任何事情。但是動畫師Core Animation庫一個非常顯著的特性育谬。這一章我們來看看它是怎么做到的券盅。具體來說，我們先來討論框架自動完成的隱式動畫（除非你明確禁用了這個功能）膛檀。
事務
Core Animation基于一個假設锰镀，說屏幕上的任何東西都可以（或者可能）做動畫。動畫并不需要你在Core Animation中手動打開咖刃，相反需要明確地關閉泳炉，否則他會一直存在。
當你改變CALayer的一個可做動畫的屬性嚎杨，它并不能立刻在屏幕上體現(xiàn)出來花鹅。相反，它是從先前的值平滑過渡到新的值枫浙。這一切都是默認的行為刨肃，你不需要做額外的操作。
這看起來這太棒了自脯，似乎不太真實之景，我們來用一個demo解釋一下：首先和第一章“圖層樹”一樣創(chuàng)建一個藍色的方塊，然后添加一個按鈕膏潮，隨機改變它的顏色锻狗。代碼見清單7.1。點擊按鈕，你會發(fā)現(xiàn)圖層的顏色平滑過渡到一個新值轻纪，而不是跳變（圖7.1）油额。
清單7.1 隨機改變圖層顏色
@interface?ViewController?()
@property?(nonatomic,?weak)?IBOutlet?UIView?*layerView;
@property?(nonatomic,?weak)?IBOutlet?CALayer?*colorLayer;
@end
@implementation?ViewController
-?(void)viewDidLoad
{
[superviewDidLoad];
//create?sublayer
self.colorLayer?=?[CALayer?layer];
self.colorLayer.frame?=?CGRectMake(50.0f,?50.0f,?100.0f,?100.0f);
self.colorLayer.backgroundColor?=?[UIColor?blueColor].CGColor;
//add?it?to?our?view
[self.layerView.layer?addSublayer:self.colorLayer];
}
-?(IBAction)changeColor
{
//randomize?the?layer?background?color
CGFloat?red?=?arc4random()?/?(CGFloat)INT_MAX;
CGFloat?green?=?arc4random()?/?(CGFloat)INT_MAX;
CGFloat?blue?=?arc4random()?/?(CGFloat)INT_MAX;
self.colorLayer.backgroundColor?=?[UIColor?colorWithRed:red?green:green?blue:blue?alpha:1.0].CGColor;????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
}
@end
圖7.1 添加一個按鈕來控制圖層顏色
這其實就是所謂的隱式動畫。之所以叫隱式是因為我們并沒有指定任何動畫的類型刻帚。我們僅僅改變了一個屬性潦嘶，然后Core Animation來決定如何并且何時去做動畫。Core Animaiton同樣支持顯式動畫崇众，下章詳細說明掂僵。
但當你改變一個屬性，Core Animation是如何判斷動畫類型和持續(xù)時間的呢顷歌？實際上動畫執(zhí)行的時間取決于當前事務的設置锰蓬，動畫類型取決于圖層行為。
事務實際上是Core Animation用來包含一系列屬性動畫集合的機制眯漩，任何用指定事務去改變可以做動畫的圖層屬性都不會立刻發(fā)生變化芹扭，而是當事務一旦提交的時候開始用一個動畫過渡到新值。
事務是通過CATransaction類來做管理赦抖，這個類的設計有些奇怪舱卡，不像你從它的命名預期的那樣去管理一個簡單的事務，而是管理了一疊你不能訪問的事務队萤。CATransaction沒有屬性或者實例方法轮锥，并且也不能用+alloc和-init方法創(chuàng)建它。但是可以用+begin和+commit分別來入椄『蹋或者出棧交胚。
任何可以做動畫的圖層屬性都會被添加到棧頂?shù)氖聞辗莺梗憧梢酝ㄟ^+setAnimationDuration:方法設置當前事務的動畫時間盈电，或者通過+animationDuration方法來獲取值（默認0.25秒）。
Core Animation在每個run loop周期中自動開始一次新的事務（run loop是iOS負責收集用戶輸入杯活，處理定時器或者網(wǎng)絡事件并且重新繪制屏幕的東西）匆帚，即使你不顯式的用[CATransaction begin]開始一次事務，任何在一次run loop循環(huán)中屬性的改變都會被集中起來旁钧，然后做一次0.25秒的動畫吸重。
明白這些之后，我們就可以輕松修改變色動畫的時間了歪今。我們當然可以用當前事務的+setAnimationDuration:方法來修改動畫時間嚎幸，但在這里我們首先起一個新的事務，于是修改時間就不會有別的副作用寄猩。因為修改當前事務的時間可能會導致同一時刻別的動畫（如屏幕旋轉）嫉晶，所以最好還是在調(diào)整動畫之前壓入一個新的事務。
修改后的代碼見清單7.2。運行程序替废，你會發(fā)現(xiàn)色塊顏色比之前變得更慢了箍铭。
清單7.2 使用CATransaction控制動畫時間
-?(IBAction)changeColor
{
//begin?a?new?transaction
[CATransaction?begin];
//set?the?animation?duration?to?1?second
[CATransaction?setAnimationDuration:1.0];
//randomize?the?layer?background?color
CGFloat?red?=?arc4random()?/?(CGFloat)INT_MAX;
CGFloat?green?=?arc4random()?/?(CGFloat)INT_MAX;
CGFloat?blue?=?arc4random()?/?(CGFloat)INT_MAX;
self.colorLayer.backgroundColor?=?[UIColor?colorWithRed:red?green:green?blue:blue?alpha:1.0].CGColor;
//commit?the?transaction
[CATransaction?commit];
}
如果你用過UIView的動畫方法做過一些動畫效果，那么應該對這個模式不陌生椎镣。UIView有兩個方法诈火，+beginAnimations:context:和+commitAnimations，和CATransaction的+begin和+commit方法類似状答。實際上在+beginAnimations:context:和+commitAnimations之間所有視圖或者圖層屬性的改變而做的動畫都是由于設置了CATransaction的原因冷守。
在iOS4中惊科，蘋果對UIView添加了一種基于block的動畫方法：+animateWithDuration:animations:教沾。這樣寫對做一堆的屬性動畫在語法上會更加簡單，但實質上它們都是在做同樣的事情译断。
CATransaction的+begin和+commit方法在+animateWithDuration:animations:內(nèi)部自動調(diào)用授翻，這樣block中所有屬性的改變都會被事務所包含。這樣也可以避免開發(fā)者由于對+begin和+commit匹配的失誤造成的風險孙咪。
完成塊
基于UIView的block的動畫允許你在動畫結束的時候提供一個完成的動作堪唐。CATranscation接口提供的+setCompletionBlock:方法也有同樣的功能。我們來調(diào)整上個例子翎蹈，在顏色變化結束之后執(zhí)行一些操作淮菠。我們來添加一個完成之后的block，用來在每次顏色變化結束之后切換到另一個旋轉90的動畫荤堪。代碼見清單7.3合陵，運行結果見圖7.2。
清單7.3 在顏色動畫完成之后添加一個回調(diào)
-?(IBAction)changeColor
{
//begin?a?new?transaction
[CATransaction?begin];
//set?the?animation?duration?to?1?second
[CATransaction?setAnimationDuration:1.0];
//add?the?spin?animation?on?completion
[CATransaction?setCompletionBlock:^{
//rotate?the?layer?90?degrees
CGAffineTransform?transform?=?self.colorLayer.affineTransform;
transform?=?CGAffineTransformRotate(transform,?M_PI_2);
self.colorLayer.affineTransform?=?transform;
}];
//randomize?the?layer?background?color
CGFloat?red?=?arc4random()?/?(CGFloat)INT_MAX;
CGFloat?green?=?arc4random()?/?(CGFloat)INT_MAX;
CGFloat?blue?=?arc4random()?/?(CGFloat)INT_MAX;
self.colorLayer.backgroundColor?=?[UIColor?colorWithRed:red?green:green?blue:blue?alpha:1.0].CGColor;
//commit?the?transaction
[CATransaction?commit];
}
圖7.2 顏色漸變之完成之后再做一次旋轉
注意旋轉動畫要比顏色漸變快得多澄阳，這是因為完成塊是在顏色漸變的事務提交并出棧之后才被執(zhí)行拥知，于是，用默認的事務做變換碎赢，默認的時間也就變成了0.25秒低剔。
圖層行為
現(xiàn)在來做個實驗，試著直接對UIView關聯(lián)的圖層做動畫而不是一個單獨的圖層肮塞。清單7.4是對清單7.2代碼的一點修改襟齿，移除了colorLayer，并且直接設置layerView關聯(lián)圖層的背景色枕赵。
清單7.4 直接設置圖層的屬性
@interface?ViewController?()
@property?(nonatomic,?weak)?IBOutlet?UIView?*layerView;
@end
@implementation?ViewController
-?(void)viewDidLoad
{
[superviewDidLoad];
//set?the?color?of?our?layerView?backing?layer?directly
self.layerView.layer.backgroundColor?=?[UIColor?blueColor].CGColor;
}
-?(IBAction)changeColor
{
//begin?a?new?transaction
[CATransaction?begin];
//set?the?animation?duration?to?1?second
[CATransaction?setAnimationDuration:1.0];
//randomize?the?layer?background?color
CGFloat?red?=?arc4random()?/?(CGFloat)INT_MAX;
CGFloat?green?=?arc4random()?/?(CGFloat)INT_MAX;
CGFloat?blue?=?arc4random()?/?(CGFloat)INT_MAX;
self.layerView.layer.backgroundColor?=?[UIColor?colorWithRed:red?green:green?blue:blue?alpha:1.0].CGColor;
//commit?the?transaction
[CATransaction?commit];
}
運行程序猜欺，你會發(fā)現(xiàn)當按下按鈕，圖層顏色瞬間切換到新的值拷窜，而不是之前平滑過渡的動畫开皿。發(fā)生了什么呢钓试？隱式動畫好像被UIView關聯(lián)圖層給禁用了。
試想一下副瀑，如果UIView的屬性都有動畫特性的話弓熏，那么無論在什么時候修改它，我們都應該能注意到的糠睡。所以挽鞠，如果說UIKit建立在Core Animation（默認對所有東西都做動畫）之上，那么隱式動畫是如何被UIKit禁用掉呢狈孔？
我們知道Core Animation通常對CALayer的所有屬性（可動畫的屬性）做動畫信认，但是UIView把它關聯(lián)的圖層的這個特性關閉了。為了更好說明這一點均抽，我們需要知道隱式動畫是如何實現(xiàn)的嫁赏。
我們把改變屬性時CALayer自動應用的動畫稱作行為，當CALayer的屬性被修改時候油挥，它會調(diào)用-actionForKey:方法潦蝇，傳遞屬性的名稱。剩下的操作都在CALayer的頭文件中有詳細的說明深寥，實質上是如下幾步：
圖層首先檢測它是否有委托攘乒，并且是否實現(xiàn)CALayerDelegate協(xié)議指定的-actionForLayer:forKey方法乡范。如果有舰褪，直接調(diào)用并返回結果。
如果沒有委托庄敛，或者委托沒有實現(xiàn)-actionForLayer:forKey方法闰集，圖層接著檢查包含屬性名稱對應行為映射的actions字典沽讹。
如果actions字典沒有包含對應的屬性，那么圖層接著在它的style字典接著搜索屬性名武鲁。
最后爽雄，如果在style里面也找不到對應的行為，那么圖層將會直接調(diào)用定義了每個屬性的標準行為的-defaultActionForKey:方法洞坑。
所以一輪完整的搜索結束之后盲链，-actionForKey:要么返回空（這種情況下將不會有動畫發(fā)生），要么是CAAction協(xié)議對應的對象迟杂，最后CALayer拿這個結果去對先前和當前的值做動畫。
于是這就解釋了UIKit是如何禁用隱式動畫的：每個UIView對它關聯(lián)的圖層都扮演了一個委托本慕，并且提供了-actionForLayer:forKey的實現(xiàn)方法排拷。當不在一個動畫塊的實現(xiàn)中，UIView對所有圖層行為返回nil锅尘，但是在動畫block范圍之內(nèi)监氢，它就返回了一個非空值布蔗。我們可以用一個demo做個簡單的實驗（清單7.5）
清單7.5 測試UIView的actionForLayer:forKey:實現(xiàn)
@interface?ViewController?()
@property?(nonatomic,?weak)?IBOutlet?UIView?*layerView;
@end
@implementation?ViewController
-?(void)viewDidLoad
{
[superviewDidLoad];
//test?layer?action?when?outside?of?animation?block
NSLog(@"Outside:?%@",?[self.layerView?actionForLayer:self.layerView.layer?forKey:@"backgroundColor"]);
//begin?animation?block
[UIView?beginAnimations:nil?context:nil];
//test?layer?action?when?inside?of?animation?block
NSLog(@"Inside:?%@",?[self.layerView?actionForLayer:self.layerView.layer?forKey:@"backgroundColor"]);
//end?animation?block
[UIView?commitAnimations];
}
@end
運行程序，控制臺顯示結果如下：
$?LayerTest[21215:c07]?Outside:?$?LayerTest[21215:c07]?Inside:
于是我們可以預言浪腐，當屬性在動畫塊之外發(fā)生改變纵揍，UIView直接通過返回nil來禁用隱式動畫。但如果在動畫塊范圍之內(nèi)议街，根據(jù)動畫具體類型返回相應的屬性泽谨，在這個例子就是CABasicAnimation（第八章“顯式動畫”將會提到）。
當然返回nil并不是禁用隱式動畫唯一的辦法特漩，CATransacition有個方法叫做+setDisableActions:吧雹，可以用來對所有屬性打開或者關閉隱式動畫。如果在清單7.2的[CATransaction begin]之后添加下面的代碼涂身，同樣也會阻止動畫的發(fā)生：
[CATransaction?setDisableActions:YES];
總結一下雄卷，我們知道了如下幾點
UIView關聯(lián)的圖層禁用了隱式動畫，對這種圖層做動畫的唯一辦法就是使用UIView的動畫函數(shù)（而不是依賴CATransaction）蛤售，或者繼承UIView丁鹉，并覆蓋-actionForLayer:forKey:方法，或者直接創(chuàng)建一個顯式動畫（具體細節(jié)見第八章）悴能。
對于單獨存在的圖層鳄炉，我們可以通過實現(xiàn)圖層的-actionForLayer:forKey:委托方法，或者提供一個actions字典來控制隱式動畫搜骡。
我們來對顏色漸變的例子使用一個不同的行為拂盯，通過給colorLayer設置一個自定義的actions字典。我們也可以使用委托來實現(xiàn)记靡，但是actions字典可以寫更少的代碼谈竿。那么到底改如何創(chuàng)建一個合適的行為對象呢？
行為通常是一個被Core Animation隱式調(diào)用的顯式動畫對象摸吠。這里我們使用的是一個實現(xiàn)了CATransaction的實例空凸，叫做推進過渡。
第八章中將會詳細解釋過渡寸痢，不過對于現(xiàn)在呀洲，知道CATransition響應CAAction協(xié)議，并且可以當做一個圖層行為就足夠了啼止。結果很贊道逗，不論在什么時候改變背景顏色，新的色塊都是從左側滑入献烦，而不是默認的漸變效果滓窍。
清單7.6 實現(xiàn)自定義行為
@interface?ViewController?()
@property?(nonatomic,?weak)?IBOutlet?UIView?*layerView;
@property?(nonatomic,?weak)?IBOutlet?CALayer?*colorLayer;
@end
@implementation?ViewController
-?(void)viewDidLoad
{
[superviewDidLoad];
//create?sublayer
self.colorLayer?=?[CALayer?layer];
self.colorLayer.frame?=?CGRectMake(50.0f,?50.0f,?100.0f,?100.0f);
self.colorLayer.backgroundColor?=?[UIColor?blueColor].CGColor;
//add?a?custom?action
CATransition?*transition?=?[CATransition?animation];
transition.type?=?kCATransitionPush;
transition.subtype?=?kCATransitionFromLeft;
self.colorLayer.actions?=?@{@"backgroundColor":?transition};
//add?it?to?our?view
[self.layerView.layer?addSublayer:self.colorLayer];
}
-?(IBAction)changeColor
{
//randomize?the?layer?background?color
CGFloat?red?=?arc4random()?/?(CGFloat)INT_MAX;
CGFloat?green?=?arc4random()?/?(CGFloat)INT_MAX;
CGFloat?blue?=?arc4random()?/?(CGFloat)INT_MAX;
self.colorLayer.backgroundColor?=?[UIColor?colorWithRed:red?green:green?blue:blue?alpha:1.0].CGColor;
}
@end
圖7.3 使用推進過渡的色值動畫
呈現(xiàn)與模型
CALayer的屬性行為其實很不正常，因為改變一個圖層的屬性并沒有立刻生效巩那，而是通過一段時間漸變更新吏夯。這是怎么做到的呢此蜈？
當你改變一個圖層的屬性，屬性值的確是立刻更新的（如果你讀取它的數(shù)據(jù)噪生，你會發(fā)現(xiàn)它的值在你設置它的那一刻就已經(jīng)生效了）裆赵，但是屏幕上并沒有馬上發(fā)生改變。這是因為你設置的屬性并沒有直接調(diào)整圖層的外觀跺嗽，相反战授，他只是定義了圖層動畫結束之后將要變化的外觀。
當設置CALayer的屬性抛蚁，實際上是在定義當前事務結束之后圖層如何顯示的模型陈醒。Core Animation扮演了一個控制器的角色，并且負責根據(jù)圖層行為和事務設置去不斷更新視圖的這些屬性在屏幕上的狀態(tài)瞧甩。
我們討論的就是一個典型的微型MVC模式钉跷。CALayer是一個連接用戶界面（就是MVC中的view）虛構的類，但是在界面本身這個場景下肚逸，CALayer的行為更像是存儲了視圖如何顯示和動畫的數(shù)據(jù)模型爷辙。實際上，在蘋果自己的文檔中朦促，圖層樹通常都是值的圖層樹模型膝晾。
在iOS中，屏幕每秒鐘重繪60次务冕。如果動畫時長比60分之一秒要長血当，Core Animation就需要在設置一次新值和新值生效之間，對屏幕上的圖層進行重新組織禀忆。這意味著CALayer除了“真實”值（就是你設置的值）之外臊旭，必須要知道當前顯示在屏幕上的屬性值的記錄。
每個圖層屬性的顯示值都被存儲在一個叫做呈現(xiàn)圖層的獨立圖層當中箩退，他可以通過-presentationLayer方法來訪問离熏。這個呈現(xiàn)圖層實際上是模型圖層的復制，但是它的屬性值代表了在任何指定時刻當前外觀效果戴涝。換句話說滋戳，你可以通過呈現(xiàn)圖層的值來獲取當前屏幕上真正顯示出來的值（圖7.4）。
我們在第一章中提到除了圖層樹啥刻，另外還有呈現(xiàn)樹奸鸯。呈現(xiàn)樹通過圖層樹中所有圖層的呈現(xiàn)圖層所形成。注意呈現(xiàn)圖層僅僅當圖層首次被提交（就是首次第一次在屏幕上顯示）的時候創(chuàng)建郑什，所以在那之前調(diào)用-presentationLayer將會返回nil府喳。
你可能注意到有一個叫做–modelLayer的方法。在呈現(xiàn)圖層上調(diào)用–modelLayer將會返回它正在呈現(xiàn)所依賴的CALayer蘑拯。通常在一個圖層上調(diào)用-modelLayer會返回–self（實際上我們已經(jīng)創(chuàng)建的原始圖層就是一種數(shù)據(jù)模型）钝满。
圖7.4 一個移動的圖層是如何通過數(shù)據(jù)模型呈現(xiàn)的
大多數(shù)情況下，你不需要直接訪問呈現(xiàn)圖層申窘，你可以通過和模型圖層的交互弯蚜，來讓Core Animation更新顯示。兩種情況下呈現(xiàn)圖層會變得很有用剃法，一個是同步動畫碎捺，一個是處理用戶交互。
如果你在實現(xiàn)一個基于定時器的動畫（見第11章“基于定時器的動畫”）贷洲，而不僅僅是基于事務的動畫收厨，這個時候準確地知道在某一時刻圖層顯示在什么位置就會對正確擺放圖層很有用了。
如果你想讓你做動畫的圖層響應用戶輸入优构，你可以使用-hitTest:方法（見第三章“圖層幾何學”）來判斷指定圖層是否被觸摸诵叁，這時候對呈現(xiàn)圖層而不是模型圖層調(diào)用-hitTest:會顯得更有意義，因為呈現(xiàn)圖層代表了用戶當前看到的圖層位置钦椭，而不是當前動畫結束之后的位置拧额。
我們可以用一個簡單的案例來證明后者（見清單7.7）。在這個例子中彪腔，點擊屏幕上的任意位置將會讓圖層平移到那里侥锦。點擊圖層本身可以隨機改變它的顏色。我們通過對呈現(xiàn)圖層調(diào)用-hitTest:來判斷是否被點擊德挣。
如果修改代碼讓-hitTest:直接作用于colorLayer而不是呈現(xiàn)圖層恭垦，你會發(fā)現(xiàn)當圖層移動的時候它并不能正確顯示。這時候你就需要點擊圖層將要移動到的位置而不是圖層本身來響應點擊（這就是為什么用呈現(xiàn)圖層來響應交互的原因）格嗅。
清單7.7 使用presentationLayer圖層來判斷當前圖層位置
@interface?ViewController?()
@property?(nonatomic,?strong)?CALayer?*colorLayer;
@end
@implementation?ViewController
-?(void)viewDidLoad
{
[superviewDidLoad];
//create?a?red?layer
self.colorLayer?=?[CALayer?layer];
self.colorLayer.frame?=?CGRectMake(0,?0,?100,?100);
self.colorLayer.position?=?CGPointMake(self.view.bounds.size.width?/?2,?self.view.bounds.size.height?/?2);
self.colorLayer.backgroundColor?=?[UIColor?redColor].CGColor;
[self.view.layer?addSublayer:self.colorLayer];
}
-?(void)touchesBegan:(NSSet?*)touches?withEvent:(UIEvent?*)event
{
//get?the?touch?point
CGPoint?point?=?[[touches?anyObject]?locationInView:self.view];
//check?if?we've?tapped?the?moving?layer
if([self.colorLayer.presentationLayer?hitTest:point])?{
//randomize?the?layer?background?color
CGFloat?red?=?arc4random()?/?(CGFloat)INT_MAX;
CGFloat?green?=?arc4random()?/?(CGFloat)INT_MAX;
CGFloat?blue?=?arc4random()?/?(CGFloat)INT_MAX;
self.colorLayer.backgroundColor?=?[UIColor?colorWithRed:red?green:green?blue:blue?alpha:1.0].CGColor;
}else{
//otherwise?(slowly)?move?the?layer?to?new?position
[CATransaction?begin];
[CATransaction?setAnimationDuration:4.0];
self.colorLayer.position?=?point;
[CATransaction?commit];
}
}
@end
總結
這一章討論了隱式動畫番挺，還有Core Animation對指定屬性選擇合適的動畫行為的機制。同時你知道了UIKit是如何充分利用Core Animation的隱式動畫機制來強化它的顯式系統(tǒng)吗浩，以及動畫是如何被默認禁用并且當需要的時候啟用的建芙。最后，你了解了呈現(xiàn)和模型圖層懂扼，以及Core Animation是如何通過它們來判斷出圖層當前位置以及將要到達的位置禁荸。
在下一章中，我們將研究Core Animation提供的顯式動畫類型阀湿，既可以直接對圖層屬性做動畫赶熟，也可以覆蓋默認的圖層行為。
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