本文是要點(diǎn)型筆記，建議先閱讀以下參考內(nèi)容后再閱讀，完成知識(shí)體系的構(gòu)建：
　[1] View Programming Guide for iOS
　[2] Core Animation Programming Guide
　[3] ios核心動(dòng)畫高級(jí)技巧
　[4] 通過實(shí)現(xiàn)一個(gè)TableView來理解IOS UI編程
　[5] 詳解 CALayer 和 UIView 的區(qū)別和聯(lián)系
　[6] iOS繪圖教程
　[7] Quartz 2D編程指南之一~十三 - 南峰子

LayerKit => Core Animation是一個(gè)復(fù)合引擎，它的職責(zé)就是盡可能快地組合屏幕上不同的可視內(nèi)容咽笼，可視內(nèi)容(圖片、文本、背景色抚官、…)被分解成獨(dú)立的圖層，存儲(chǔ)在一個(gè)叫做【圖層樹】的體系之中阶捆。

圖層可以通過【寄宿圖】來提供可視內(nèi)容凌节，通過【圖層幾何學(xué)/布局特性】鎖定擺放的位置，可以加一些基礎(chǔ)【視覺效果】(圓角洒试、邊框倍奢、陰影、蒙版垒棋、拉伸卒煞、透明…)或高級(jí)視覺效果-【變換】(仿射、3D)叼架；除了圖片和背景純色之外畔裕，CA還提供了一系列【專有圖層】對(duì)繪制能力進(jìn)行了擴(kuò)展衣撬，針對(duì)特殊場(chǎng)景進(jìn)行了封裝和性能優(yōu)化。

注：優(yōu)先級(jí)-displayLayer: > -drawInContext: > -drawLayer:inContext: > -drawRect:

附 UIKit & Quarts 2D：

第一章：圖層的樹狀結(jié)構(gòu)

1. 四個(gè)平行的層級(jí)關(guān)系

視圖樹 —— UIView扮饶，著重于交互-響應(yīng)事件(觸摸/手勢(shì)…)具练，作為CALayer的管理者
模型樹/邏輯樹(目標(biāo)幀) —— CALayer - modelLayer()，不涉及響應(yīng)鏈(通過視圖層級(jí)關(guān)系傳遞觸摸事件的機(jī)制)
呈現(xiàn)樹/動(dòng)畫樹(當(dāng)前幀) —— presentationLayer(), 動(dòng)畫過程中的當(dāng)前值甜无，詳見第七章
渲染樹/顯示樹(下一幀) —— 圖層和動(dòng)畫打包提交到渲染服務(wù)后反序列化所得樹扛点，被用于生成gl三角形s，詳見第十二章

2. CALayer和UIView的區(qū)別和聯(lián)系

• 兩者通過UIView的layerClass類方法和layer屬性聯(lián)系在一起
• 屬性封裝 - Layer 的 frame 是由 anchorPoint,position,bounds和 transform 共同決定的岂丘，而View 只是簡(jiǎn)單的返回 Layer的 frame(bounds和center/position類似)

• 分工 - UIView側(cè)重對(duì)顯示內(nèi)容的管理陵究，而CALayer側(cè)重顯示內(nèi)容的繪制(drawXxx())和顯示(display())
• 事件響應(yīng) - UIResponder決定了UIView能接受并響應(yīng)事件，而CALayer不可以(即使有Hit Testing方法)
• 隱式動(dòng)畫 - 非根CALayer 支持隱式動(dòng)畫奥帘，而UIView 作為 Layer 的默認(rèn)代理铜邮，通過在actionForLayer:forKey:返回nil默認(rèn)禁止了隱式動(dòng)畫(在animation block中會(huì)自動(dòng)重新啟用，本質(zhì):[CATransaction setDisableActions:NO];)
• 視圖未暴露的CALayer的功能：
  • 錨點(diǎn)翩概、陰影,圓角,邊框牲距、透明遮罩
  • 非矩形范圍(mask or shadowPath？钥庇？牍鞠？)
  • 3D變換(UIView的transform; CALayer的transform和affineTransform）
  • 多級(jí)非線性動(dòng)畫(UIView的默認(rèn)顯式動(dòng)畫都是線性動(dòng)畫)

3. CALayer和UIView的選擇

UIView的適用場(chǎng)景

• 優(yōu)先使用，原因：自動(dòng)排版/布局和事件處理

CALayer的適用場(chǎng)景：

• 可以在Mac OS上運(yùn)行的跨平臺(tái)應(yīng)用
• 使用多種CALayer的子類(見第六章)评姨，并且不想創(chuàng)建額外的UIView去包封裝它們
• 對(duì)性能要求特別高 => 考慮用CALayer或OpenGL繪圖

第二章：設(shè)置寄宿圖 - 給圖層提供內(nèi)容

第三章：圖層幾何學(xué)

• 布局屬性 - 在圖層級(jí)別無法根據(jù)兄弟圖層控制位置和尺寸
  • frame(外 - 父圖層坐標(biāo)系)
  • bounds(內(nèi) - 自身坐標(biāo)系)
  • anchorPoint - 錨點(diǎn)在自身坐標(biāo)系中的(x,y) - 最佳實(shí)例：時(shí)鐘應(yīng)用中的指針轉(zhuǎn)動(dòng)
  • center(UIView)/position(CALayer) - ?錨點(diǎn)在父圖層坐標(biāo)系中的(x,y)

第四章：視覺效果

• 圓角 - conrnerRadius
  • 只影響背景顏色而不影響背景圖片或是子圖層
  • 通常結(jié)合masksToBounds使用难述，來裁剪子圖層和背景圖片
• 圖層邊框 - borderWidth和borderColor

• 邊框是繪制在圖層邊界里面的，而且在所有子內(nèi)容之前吐句，也在子圖層之前胁后。
• 實(shí)現(xiàn)邊框不遮擋內(nèi)容的兩種做法
  • 使用帶邊框效果的寄宿圖
  • 讓邊框和內(nèi)容解除父子關(guān)系，并讓內(nèi)容在圖層樹中靠前

• 陰影 - shadowOpacity嗦枢、shadowColor攀芯、shadowOffset(方向和距離)和shadowRadius(模糊度)

  • 與邊框不同
    • 圖層的陰影繼承自內(nèi)容(包含寄宿圖和子視圖)的外形，而不是根據(jù)邊界和角半徑來確定文虏。
    • 陰影可能在圖層邊界之外侣诺；會(huì)被masksToBounds裁剪掉
    • 解決方案：使用兩個(gè)圖層(一個(gè)只畫陰影的空的外圖層和一個(gè)用masksToBounds裁剪內(nèi)容的內(nèi)圖層)
  • shadowPath - 提高性能，CGPathRef類型
    • CGPathCreateMutable+CGPathMoveToPoint+CGPathAddXxx
    • UIBezierPath類 + addXxx方法

• 圖層蒙板

  • mask - 類似于一個(gè)子圖層氧秘，但它定義的是父圖層的部分可見區(qū)域
  • 比conrnerRadius+masksToBounds更靈活：蒙板圖不局限于靜態(tài)圖年鸳，以通過編碼甚至動(dòng)畫的方式實(shí)時(shí)生成，而且讓子圖層或子視圖裁剪成同樣的形狀

• 拉伸過濾

• 較小的圖或者是差異特別明顯丸相、極少斜線的大圖搔确，Nearest會(huì)保留這種差異明顯的特質(zhì)以呈現(xiàn)更好的結(jié)果
• 對(duì)于大多數(shù)的圖尤其是有很多斜線或曲線輪廓的圖片，選用kCAFilterLinear或kCAFilterTrilinear

• 組透明
  • alpha(UIView)、opacity(CALayer)都會(huì)影響子層級(jí)的
    
    組透明設(shè)置造成的像素合成
  • 組透明整體實(shí)現(xiàn)方案(解決上述透明度混合造成顯示不一致的問題)
    • UIViewGroupOpacity -> YES(Info.plist)
    • allowsGroupOpacity(IOS7+可用膳算，相當(dāng)于UIViewGroupOpacity)
    • shouldRasterize+rasterizationScale(配置屏幕)座硕，如果它被設(shè)置為YES，在應(yīng)用透明度之前畦幢，圖層及其子圖層都會(huì)被整合成一個(gè)整體的圖片

第五章：變換

• CGAffineTransform
  • “仿射”：圖層中平行的兩條線在變換之后仍然保持平行
  • 混合變換 - 變換的順序會(huì)影響最終的結(jié)果坎吻，也就是說旋轉(zhuǎn)之后的平移和平移之后的旋轉(zhuǎn)結(jié)果可能不同
• CATransform3D
  • 透視投影 - m34 = -1.0/d缆蝉，d代表了假想中視角相機(jī)和屏幕之間的距離宇葱，通常設(shè)置為500~1000
  • 滅點(diǎn) - anchorPointZ+anchorPoint，旋轉(zhuǎn)和縮放的不變點(diǎn) => sublayerTransform
    
  • 背面 - doubleSided屬性刊头，區(qū)別：doubleSided不影響事件響應(yīng)黍瞧，設(shè)置hidden或alpha為0不會(huì)響應(yīng)事件
• 固體對(duì)象
  • 光亮和陰影 - GLKMatrix3Xxx和GLKVector3Xxx方法
  • 如何讓圖層順序靠前(響應(yīng)鏈中靠后)的圖層得到事件響應(yīng)
    • bringSubviewToFront、sendSubviewToBack原杂、exchangeSubviewAtIndex(_:withSubviewAtIndex:)等方法可以同時(shí)改變顯示順序和圖層順序(響應(yīng)鏈優(yōu)先級(jí))
    • 通過將優(yōu)先級(jí)更高的UIView的userInteractionEnabled設(shè)置為NO

第六章：專用圖層 +(Class)layerClass

• CAShapeLayer - 通過矢量圖形而不是bitmap來繪制寄宿圖的圖層子類
  • 相比在CALayer中繪制路徑而言優(yōu)勢(shì)如下：
    • 渲染快速（硬件加速）
    • 高效使用內(nèi)存（不需要寄宿圖）
    • 不會(huì)被圖層邊界剪裁掉（可以在邊界之外繪制）
    • 不會(huì)出現(xiàn)像素化（因?yàn)槭鞘噶繄D形）
  • 屬性
    • fillColor印颤、strokeColor、lineWidth（單位：點(diǎn)）穿肄、lineCap年局、lineJoin
    • path - UIBezierPath.CGPath
  • 圓角 - 相比使用cornerRadius更靈活
• CATextLayer - 使用了Core text，渲染非诚滩快
  • 屬性
    • string - (富文本使用NSAttributedString)
    • font 和 fontSize矢否、wrapped(自動(dòng)換行)、truncationMode(截?cái)嗄Ｊ?脑溢、alignmentMode
  • 文本像素化

textLayer.contentsScale = UIScreen.mainScreen().scale

• UILabel替代品 - 用CATextLayer作為宿主圖層的UILabel子類僵朗，可以隨著視圖自動(dòng)調(diào)整大小而且也沒有冗余的寄宿圖

• CATransformLayer

  • 不能顯示自己的內(nèi)容，只有當(dāng)存在了一個(gè)能作用于子圖層的變換它才真正存在屑彻，而且變換將對(duì)所有子圖層的3D場(chǎng)景生效而不是扁平化后的子圖層验庙。
  • CATransformLayer并不平面化它的子圖層，所以它能夠用于構(gòu)造一個(gè)層級(jí)的3D結(jié)構(gòu)

• CAGradientLayer

  • 用來生成兩種或更多顏色平滑漸變社牲，繪制使用了硬件加速
  • 基礎(chǔ)漸變
    • startPoint和endPoint
    • colors(CGColorRef數(shù)組)
  • 多重漸變
    • locations屬性
    • 以NSNumber包裝的浮點(diǎn)數(shù)值數(shù)組粪薛，定義了colors屬性中每個(gè)不同顏色的位置(以單位坐標(biāo)系標(biāo)定)
    • 確保數(shù)組大小和colors數(shù)組大小一定要相同

• CAReplicatorLayer

  • 高效生成許多相似的圖層，并在每個(gè)復(fù)制體上應(yīng)用不同的變換搏恤。
  • 屬性
    • instanceCount
    • instanceTransform
    • instanceRed/Green/BlueOffset违寿、instanceAlphaOffset
    • ……
  • 反射 - ReflectionView

• CAScrollLayer

  • -scrollToPoint:方法，自動(dòng)適應(yīng)bounds的原點(diǎn)以便圖層內(nèi)容出現(xiàn)在滑動(dòng)的地方
  • 并不負(fù)責(zé)將觸摸事件轉(zhuǎn)換為滑動(dòng)事件挑社，既不渲染滾動(dòng)條陨界，也不實(shí)現(xiàn)任何iOS指定行為例如滑動(dòng)反彈（當(dāng)視圖滑動(dòng)超多了它的邊界的將會(huì)反彈回正確的地方）。
  • UIScrollView并沒有用CAScrollLayer痛阻，事實(shí)上菌瘪，就是簡(jiǎn)單的通過直接操作圖層邊界來實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)。

var visibleRect: CGRect { get }
func scrollPoint(_ p: CGPoint)  // 從圖層樹中查找并找到第一個(gè)可用的CAScrollLayer，然后滑動(dòng)它使得指定點(diǎn)成為可視的
func scrollToRect(_ r: CGRect)  // 類似俏扩，不過是使指定矩形可視

• CATiledLayer
  • OpenGL有一個(gè)最大的紋理尺寸（通常是20482048或40964096糜工，這個(gè)取決于設(shè)備型號(hào)），如果你想在單個(gè)紋理中顯示一個(gè)比這大的圖录淡，即便圖片已經(jīng)存在于內(nèi)存中了捌木，你仍然會(huì)遇到很大的性能問題。所以需要使用類似CATiledLayer的技術(shù)

-(void)drawLayer:(CATiledLayer *)layer inContext:(CGContextRef)ctx //在此根據(jù)需要加載不同的tile
class func fadeDuration() -> CFTimeInterval
tileLayer.contentsScale = [UIScreen mainScreen].scale;

• CAEmitterLayer

CAEmitterLayer看上去像是許多CAEmitterCell的容器嫉戚，這些CAEmitierCell定義了一個(gè)例子效果刨裆。你將會(huì)為不同的例子效果定義一個(gè)或多個(gè)CAEmitterCell作為模版，同時(shí)CAEmitterLayer負(fù)責(zé)基于這些模版實(shí)例化一個(gè)粒子流彬檀。一個(gè)CAEmitterCell類似于一個(gè)CALayer：它有一個(gè)contents屬性可以定義為一個(gè)CGImage帆啃，另外還有一些可設(shè)置屬性控制著表現(xiàn)和行為。

- 一個(gè)高性能的粒子引擎窍帝，被用來創(chuàng)建實(shí)時(shí)粒子動(dòng)畫如：煙霧努潘，火，雨等等這些效果坤学。
- 自身屬性
  + emitterCells
  + preservesDepth
  + renderMode
    - kCAEmitterLayerAdditive是疊加效果疯坤，其他是覆蓋效果
- [CAEmitterCell](https://developer.apple.com/library/ios/documentation/GraphicsImaging/Reference/CAEmitterCell_class/)的屬性
 + contents、color 
 + birthRate
 + lifetime 深浮、lifetimeRange - 類似velocity
 + alphaSpeed 
 + velocity压怠、velocityRange - [velocity~(velocity+velocityRange)]定義了速度變化范圍
 + emissionLatitude(z軸)、emissionLongitude(xy平面)略号、emissionRange(環(huán)繞發(fā)射角度的一個(gè)圓錐范圍)

• CAEAGLLayer
  • OpenGL沒有對(duì)象或是圖層的繼承概念刑峡，它的全部工作就是處理3D空間中有顏色和紋理的三角形
  • GLKView(GLKit框架) + CAEAGLLayer(QuartzCore)
  • 重要元素
    • EAGLContext

class func setCurrentContext(_ context: EAGLContext!) -> Bool
func renderbufferStorage(_ target: Int, fromDrawable drawable: EAGLDrawable!) -> Bool
func presentRenderbuffer(_ target: Int) -> Bool

 + CAEAGLLayer的[drawableProperties屬性](https://developer.apple.com/library/ios/documentation/iPhone/Reference/EAGLDrawable_Ref/index.html#//apple_ref/occ/intfp/EAGLDrawable/drawableProperties)(EAGLDrawable協(xié)議)
 + [GLKBaseEffect](https://developer.apple.com/library/ios/documentation/GLkit/Reference/GLKBaseEffect_ClassRef/) - 著色邏輯：func prepareToDraw()
 + glXxx系列方法(setupBuffers & drawFrame)

• AVPlayerLayer
  • 由AVFoundation框架提供 (不同于其他CALayer由Core Animation框架提供)
  • 播放控制和展現(xiàn)分離：AVPlayer和AVPlayerLayer
    • AVPlayer - play()、pause()玄柠、rate等
    • AVPlayerLayer - player屬性和init(player player: AVPlayer)
      • 繼承了父類CALayer的所有特性突梦，不會(huì)受限于要在一個(gè)矩形中播放視頻；
      • 可實(shí)現(xiàn)3D羽利、圓角宫患、有色邊框、蒙板这弧、陰影等效果