本書翻譯自：iOS Core Animation: Advanced Techniques
知識是人類進步的階梯,重在分享
翻譯，喵~
譯者為：
(排名不分先后斟览，感謝他倆的付出吉挣！)
小兵將ZsIsMe的gitbook搬運至簡書上好芭，方便大家查看吆你。
如果在閱讀過程中發(fā)現(xiàn)有什么問題胧后，請到這里（本電子書在github上的地址）開issue肴盏，我會盡快改過來科盛。
不熟悉幾何學的人就不要來這里了 --柏拉圖學院入口的簽名
在第二章里面，我們介紹了圖層背后的圖片菜皂，和一些控制圖層坐標和旋轉(zhuǎn)的屬性贞绵。在這一章中，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恍飘。另外我們也會涉及如何管理圖層的幾何結(jié)構(gòu)榨崩，以及它是如何被自動調(diào)整和自動布局影響的谴垫。
3.1 布局
UIView有三個比較重要的布局屬性：frame，bounds和center蜡饵，CALayer對應地叫做frame弹渔，bounds和position。為了能清楚區(qū)分溯祸，圖層用了“position”肢专，視圖用了“center”，但是他們都代表同樣的值焦辅。
frame代表了圖層的外部坐標（也就是在父圖層上占據(jù)的空間）博杖，bounds是內(nèi)部坐標（{0, 0}通常是圖層的左上角），center和position都代表了相對于父圖層anchorPoint所在的位置筷登。anchorPoint的屬性將會在后續(xù)介紹到剃根，現(xiàn)在把它想成圖層的中心點就好了。圖3.1顯示了這些屬性是如何相互依賴的前方。
視圖的frame狈醉，bounds和center屬性僅僅是存取方法，當操縱視圖的frame惠险，實際上是在改變位于視圖下方CALayer的frame苗傅，不能夠獨立于圖層之外改變視圖的frame。
對于視圖或者圖層來說班巩，frame并不是一個非常清晰的屬性渣慕，它其實是一個虛擬屬性，是根據(jù)bounds抱慌，position和transform計算而來逊桦，所以當其中任何一個值發(fā)生改變，frame都會變化抑进。相反强经，改變frame的值同樣會影響到他們當中的值
記住當對圖層做變換的時候，比如旋轉(zhuǎn)或者縮放寺渗，frame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)域夕凝，也就是說frame的寬高可能和bounds的寬高不再一致了（圖3.2）
3.2 錨點
之前提到過，視圖的center屬性和圖層的position屬性都指定了anchorPoint相對于父圖層的位置户秤。圖層的anchorPoint通過position來控制它的frame的位置，你可以認為anchorPoint是用來移動圖層的把柄逮矛。
默認來說鸡号，anchorPoint位于圖層的中點，所以圖層的將會以這個點為中心放置须鼎。anchorPoint屬性并沒有被UIView接口暴露出來鲸伴，這也是視圖的position屬性被叫做“center”的原因府蔗。但是圖層的anchorPoint可以被移動，比如你可以把它置于圖層frame的左上角汞窗，于是圖層的內(nèi)容將會向右下角的position方向移動（圖3.3）姓赤，而不是居中了。
和第二章提到的contentsRect和contentsCenter屬性類似仲吏，anchorPoint用單位坐標來描述不铆，也就是圖層的相對坐標，圖層左上角是{0, 0}裹唆，右下角是{1, 1}誓斥，因此默認坐標是{0.5, 0.5}。anchorPoint可以通過指定x和y值小于0或者大于1许帐，使它放置在圖層范圍之外劳坑。
注意在圖3.3中，當改變了anchorPoint成畦，position屬性保持固定的值并沒有發(fā)生改變距芬，但是frame卻移動了。
那在什么場合需要改變anchorPoint呢循帐？既然我們可以隨意改變圖層位置框仔，那改變anchorPoint不會造成困惑么？為了舉例說明惧浴，我們來舉一個實用的例子存和，創(chuàng)建一個模擬鬧鐘的項目。
鐘面和鐘表由四張圖片組成（圖3.4）衷旅，為了簡單說明捐腿，我們還是用傳統(tǒng)的方式來裝載和加載圖片，使用四個UIImageView實例（當然你也可以用正常的視圖柿顶，設置他們圖層的contents圖片）茄袖。
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)嘁锯，并且自動調(diào)整和自動布局都被禁用了宪祥。這是因為自動調(diào)整會影響到視圖的frame，而根據(jù)圖3.2的演示家乘，當視圖旋轉(zhuǎn)的時候蝗羊，frame是會發(fā)生改變的，這將會導致一些布局上的失靈仁锯。
我們用NSTimer來更新鬧鐘耀找，使用視圖的transform屬性來旋轉(zhuǎn)鐘表（如果你對這個屬性不太熟悉，不要著急业崖，我們將會在第5章“變換”當中詳細說明）野芒，具體代碼見清單3.1
清單3.1 Clock
@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
運行項目蓄愁，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)狞悲，這并不是我們期待的一個支點撮抓。
你也許會認為可以在Interface Builder當中調(diào)整指針圖片的位置來解決摇锋，但其實并不能達到目的丹拯，因為如果不放在鐘面中間的話，同樣不能正確的旋轉(zhuǎn)乱投。
也許在圖片末尾添加一個透明空間也是個解決方案咽笼，但這樣會讓圖片變大，也會消耗更多的內(nèi)存戚炫，這樣并不優(yōu)雅剑刑。
更好的方案是使用anchorPoint屬性，我們來在-viewDidLoad方法中添加幾行代碼來給每個鐘指針的anchorPoint做一些平移（清單3.2）双肤，圖3.7顯示了正確的結(jié)果施掏。
清單3.2
- (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
}
3.3 坐標系
和視圖一樣茅糜，圖層在圖層樹當中也是相對于父圖層按層級關系放置七芭，一個圖層的position依賴于它父圖層的bounds，如果父圖層發(fā)生了移動蔑赘，它的所有子圖層也會跟著移動狸驳。
這樣對于放置圖層會更加方便，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缩赛，但是有時候你需要知道一個圖層的絕對位置耙箍，或者是相對于另一個圖層的位置，而不是它當前父圖層的位置酥馍。
CALayer給不同坐標系之間的圖層轉(zhuǎn)換提供了一些工具類方法：
- (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;
這些方法可以把定義在一個圖層坐標系下的點或者矩形轉(zhuǎn)換成另一個圖層坐標系下的點或者矩形
翻轉(zhuǎn)的幾何結(jié)構(gòu)
常規(guī)說來辩昆，在iOS上，一個圖層的position位于父圖層的左上角旨袒，但是在Mac OS上汁针，通常是位于左下角。Core Animation可以通過geometryFlipped屬性來適配這兩種情況砚尽，它決定了一個圖層的坐標是否相對于父圖層垂直翻轉(zhuǎn)施无，是一個BOOL類型。在iOS上通過設置它為YES意味著它的子圖層將會被垂直翻轉(zhuǎn)必孤，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猾骡，除非把它們的geometryFlipped屬性也設為YES）。
Z坐標軸
和UIView嚴格的二維坐標系不同，CALayer存在于一個三維空間當中卓练。除了我們已經(jīng)討論過的position和anchorPoint屬性之外，CALayer還有另外兩個屬性购啄，zPosition和anchorPointZ襟企，二者都是在Z軸上描述圖層位置的浮點類型。
注意這里并沒有更深的屬性來描述由寬和高做成的bounds了狮含，圖層是一個完全扁平的對象顽悼，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几迄，就像三維結(jié)構(gòu)的折紙一樣蔚龙。
zPosition屬性在大多數(shù)情況下其實并不常用。在第五章映胁，我們將會涉及CATransform3D木羹，你會知道如何在三維空間移動和旋轉(zhuǎn)圖層，除了做變換之外解孙，zPosition最實用的功能就是改變圖層的顯示順序了坑填。
通常，圖層是根據(jù)它們子圖層的sublayers出現(xiàn)的順序來類繪制的弛姜，這就是所謂的畫家的算法--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脐瑰，但是通過增加圖層的zPosition，就可以把圖層向相機方向前置廷臼，于是它就在所有其他圖層的前面了（或者至少是小于它的zPosition值的圖層的前面）苍在。
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)置相機沒任何關系荠商。
圖3.8顯示了在Interface Builder內(nèi)的一對視圖寂恬，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结啼。
我們希望在真實的應用中也能顯示出繪圖的順序掠剑，同樣地，如果我們提高綠色視圖的zPosition（清單3.3）郊愧，我們會發(fā)現(xiàn)順序就反了（圖3.9）朴译。其實并不需要增加太多，視圖都非常地薄属铁，所以給zPosition提高一個像素就可以讓綠色視圖前置眠寿，當然0.1或者0.0001也能夠做到，但是最好不要這樣焦蘑，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盯拱。
清單3.3
@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
```
#3.4 Hit Testing
第一章“圖層樹”證實了最好使用圖層相關視圖，而不是創(chuàng)建獨立的圖層關系。其中一個原因就是要處理額外復雜的觸摸事件狡逢。
CALayer并不關心任何響應鏈事件宁舰，所以不能直接處理觸摸事件或者手勢。但是它有一系列的方法幫你處理事件：-containsPoint:和-hitTest:奢浑。
-containsPoint:接受一個在本圖層坐標系下的CGPoint蛮艰，如果這個點在圖層frame范圍內(nèi)就返回YES。如清單3.4所示第一章的項目的另一個合適的版本雀彼，也就是使用-containsPoint:方法來判斷到底是白色還是藍色的圖層被觸摸了 （圖3.10）壤蚜。這需要把觸摸坐標轉(zhuǎn)換成每個圖層坐標系下的坐標，結(jié)果很不方便徊哑。
清單3.4 使用containsPoint判斷被點擊的圖層
```
@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
```
-hitTest:方法同樣接受一個CGPoint類型參數(shù)袜刷，而不是BOOL類型，它返回圖層本身莺丑，或者包含這個坐標點的葉子節(jié)點圖層著蟹。這意味著不再需要像使用-containsPoint:那樣，人工地在每個子圖層變換或者測試點擊的坐標窒盐。如果這個點在最外面圖層的范圍之外草则，則返回nil。具體使用-hitTest:方法被點擊圖層的代碼如清單3.5所示蟹漓。
清單3.5 使用hitTest判斷被點擊的圖層
```
- (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];
}
}
```
注意當調(diào)用圖層的-hitTest:方法時炕横，測算的順序嚴格依賴于圖層樹當中的圖層順序（和UIView處理事件類似）。之前提到的zPosition屬性可以明顯改變屏幕上圖層的順序葡粒，但不能改變事件傳遞的順序份殿。
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嗽交，這是因為被另一個圖層遮蓋住了卿嘲，雖然它的zPosition值較小，但是在圖層樹中的順序靠前夫壁。我們將在第五章詳細討論這個問題拾枣。
# 3.5 自動布局
你可能用過UIViewAutoresizingMask類型的一些常量，應用于當父視圖改變尺寸的時候盒让，相應UIView的frame也跟著更新的場景（通常用于橫豎屏切換）梅肤。
在iOS6中，蘋果介紹了自動排版機制邑茄，它和自動調(diào)整不同姨蝴，并且更加復雜。
在Mac OS平臺肺缕，CALayer有一個叫做layoutManager的屬性可以通過CALayoutManager協(xié)議和CAConstraintLayoutManager類來實現(xiàn)自動排版的機制左医。但由于某些原因授帕，這在iOS上并不適用。
當使用視圖的時候浮梢，可以充分利用UIView類接口暴露出來的UIViewAutoresizingMask和NSLayoutConstraintAPI跛十，但如果想隨意控制CALayer的布局，就需要手工操作秕硝。最簡單的方法就是使用CALayerDelegate如下函數(shù)：
```
- (void)layoutSublayersOfLayer:(CALayer *)layer;
```
當圖層的bounds發(fā)生改變偶器，或者圖層的-setNeedsLayout方法被調(diào)用的時候，這個函數(shù)將會被執(zhí)行缝裤。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UIView的autoresizingMask和constraints屬性做到自適應屏幕旋轉(zhuǎn)颊郎。
這也是為什么最好使用視圖而不是單獨的圖層來構(gòu)建應用程序的另一個重要原因之一憋飞。
#總結(jié)
本章涉及了CALayer的集合結(jié)構(gòu)，包括它的frame姆吭，position和bounds榛做，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)響應事件内狸，最后簡單說明了在iOS平臺检眯，Core Animation對自動調(diào)整和自動布局支持的缺乏。
在第四章“視覺效果”當中昆淡，我們接著介紹一些圖層外表的特性锰瘸。
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[轉(zhuǎn)載 - ios核心動畫高級技巧（寄宿圖）](http://www.reibang.com/p/3fe38a1377a4)
[轉(zhuǎn)載 - ios核心動畫高級技巧（圖層幾何學）](http://www.reibang.com/p/b8753bbe22e6)
[轉(zhuǎn)載 - ios核心動畫高級技巧（視覺效果）](http://www.reibang.com/p/0f8dda24468c)
[轉(zhuǎn)載 - ios核心動畫高級技巧（變換）](http://www.reibang.com/p/b52510c7ad36)
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