一、前言 動畫一直是 iOS 開發中很重要的一部分。設計良好,效果炫酷的動畫往往能對用戶體驗的提升起到很大的作用,在這裡將自己學習 iOS 動畫的體會記錄下來,希望能對別人有所幫助。 iOS 的動畫框架,即 CoreAnimation,本身十分龐大和複雜,這裡暫時分兩個部分進行介紹,分別是 UIVi ...
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一、前言
動畫一直是 iOS 開發中很重要的一部分。設計良好,效果炫酷的動畫往往能對用戶體驗的提升起到很大的作用,在這裡將自己學習 iOS 動畫的體會記錄下來,希望能對別人有所幫助。
iOS 的動畫框架,即 CoreAnimation
,本身十分龐大和複雜,這裡暫時分兩個部分進行介紹,分別是 UIView 動畫
和 CALayer 動畫
。
二、UIView Animation
2.1 簡單動畫
對於 UIView 上簡單的動畫,iOS 提供了很方便的函數:
animateWithDuration:animations:
- 第一個參數是動畫的持續時間,
- 第二個參數是一個 block,在
animations block
中對 UIView 的屬性進行調整,設置 UIView 動畫結束後最終的效果,iOS 就會自動補充中間幀,形成動畫。
可以更改的屬性有:
frame
bounds
center
transform
alpha
backgroundColor
contentStretch
這些屬性大都是 View 的基本屬性,下麵是一個例子,這個例子中的動畫會同時改變 View 的 frame
,backgroundColor
和 alpha
:
[UIView animateWithDuration:2.0 animations:^{
myView.frame = CGRectMake(50, 200, 200, 200);
myView.backgroundColor = [UIColor blueColor];
myView.alpha = 0.7;
}];
其中有一個比較特殊的 transform
屬性,它的類型是 CGAffineTransform
,即 2D 仿射變換
,這是個數學中的概念,用一個三維矩陣來表述 2D 圖形的矢量變換。用 transform
屬性對 View 進行:
- 旋轉
- 縮放
- 其他自定義 2D 變換
iOS 提供了下麵的函數可以創建簡單的 2D 變換:
CGAffineTransformMakeScale
CGAffineTransformMakeRotation
CGAffineTransformMakeTranslation
例如下麵的代碼會將 View 縮小至原來的 1/4 大小:
[UIView animateWithDuration:2.0 animations:^{
myView.transform = CGAffineTransformMakeScale(0.5, 0.5);
}];
調節參數
完整版的 animate 函數其實是這樣的:
animateWithDuration:delay:options:animations:completion:
可以通過 delay
參數調節讓動畫延遲產生,同時還一個 options 選項可以調節動畫進行的方式。可用的 options 可分為兩類:
一、控制過程
例如 UIViewAnimationOptionRepeat
可以讓動畫反覆進行, UIViewAnimationOptionAllowUserInteraction
可以讓允許用戶對動畫進行過程中同 View 進行交互(預設是不允許的)
二、控制速度
動畫的進行速度可以用速度曲線來表示(參考這裡),提供的選項例如 :
UIViewAnimationOptionCurveEaseIn
是先慢後快,UIViewAnimationOptionCurveEaseOut
是先快後慢。
不同的選項直接可以通過“與
”操作進行合併,同時使用,例如:
UIViewAnimationOptionRepeat | UIViewAnimationOptionAllowUserInteraction
2.2 關鍵幀動畫
上面介紹的動畫中,我們只能控制開始和結束時的效果,然後由系統補全中間的過程
,有些時候我們需要自己設定若幹關鍵幀,實現更複雜的動畫效果,這時候就需要關鍵幀動畫的支持了。下麵是一個示例:
[UIView animateKeyframesWithDuration:2.0 delay:0.0 options:UIViewKeyframeAnimationOptionRepeat | UIViewKeyframeAnimationOptionAutoreverse animations:^{
[UIView addKeyframeWithRelativeStartTime:0.0 relativeDuration:0.5 animations:^{
self.myView.frame = CGRectMake(10, 50, 100, 100);
}];
[UIView addKeyframeWithRelativeStartTime: 0.5 relativeDuration:0.3 animations:^{
self.myView.frame = CGRectMake(20, 100, 100, 100);
}];
[UIView addKeyframeWithRelativeStartTime:0.8 relativeDuration:0.2 animations:^{
self.myView.transform = CGAffineTransformMakeScale(0.5, 0.5);
}];
} completion:nil];
這個例子添加了三個關鍵幀,在外面的 animateKeyframesWithDuration
中我們設置了持續時間為 2.0 秒,這是真實意義上的時間,裡面的 startTime
和 relativeDuration
都是相對時間。以第一個為例,startTime
為 0.0,relativeTime
為 0.5,這個動畫會直接開始,持續時間為 2.0 X 0.5 = 1.0 秒,下麵第二個的開始時間是 0.5,正好承接上一個結束,第三個同理,這樣三個動畫就變成連續的動畫了。
2.3 View 的轉換
iOS 還提供了兩個函數,用於進行兩個 View 之間通過動畫換場:
transitionWithView:duration:options:animations:completion:
transitionFromView:toView:duration:options:completion:
需要註意的是,換場動畫會在這兩個 View 共同的父 View 上進行,在寫動畫之前,先要設計好 View 的繼承結構。
同樣,View 之間的轉換也有很多選項可選,例如
UIViewAnimationOptionTransitionFlipFromLeft
從左邊翻轉,UIViewAnimationOptionTransitionCrossDissolve
漸變等等。
三、CALayer Animation
UIView 的動畫簡單易用,但是能實現的效果相對有限,上面介紹的 UIView 的幾種動畫方式,實際上是對底層 CALayer 動畫的一種封裝
。直接使用 CALayer
層的動畫方法可以實現更多高級的動畫效果。
3.1 基本動畫(CABasicAnimation)
CABasicAnimation
用於創建一個 CALayer
上的基本動畫效果
,下麵是一個例子:
CABasicAnimation *animation = [CABasicAnimation animationWithKeyPath:@"position.x"];
animation.toValue = @200;
animation.duration = 0.8;
animation.repeatCount = 5;
animation.beginTime = CACurrentMediaTime() + 0.5;
animation.fillMode = kCAFillModeRemoved;
[self.myView.layer addAnimation:animation forKey:nil];
KeyPath
這裡我們使用了 animationWithKeyPath
這個方法來改變 layer
的屬性,可以使用的屬性有很多,具體可以參考這裡和這裡。其中很多屬性在前面介紹的 UIView 動畫部分我們也看到過,進一步驗證了 UIView 的動畫方法是對底層 CALayer 的一種封裝。
需要註意的一點是,上面我們使用了 position
屬性, layer 的這個 position
屬性和 View 的 frame
以及 bounds
屬性都不相同,而是和 Layer 的 anchorPoint
有關,可以由下麵的公式計算得到:
position.x = frame.origin.x + 0.5 * bounds.size.width;
position.y = frame.origin.y + 0.5 * bounds.size.height;
關於 anchorPoint
和 position
屬性的以及具體計算的原理可以參考這篇文章。
屬性
·CABasicAnimation 的屬性有下麵幾個:
beginTime
duration
fromValue
toValue
byValue
repeatCount
autoreverses
timingFunction
可以看到,其中 beginTime
,duration
,repeatCount
等屬性和上面在 UIView 中使用到的 duration
,UIViewAnimationOptionRepeat
等選項是相對應的,不過這裡的選項能夠提供更多的擴展性。
需要註意的是 fromValue
,toValue
,byValue
這幾個選項,支持的設置模式有下麵幾種:
- 設置
fromValue
和toValue
:從 fromValue 變化到 toValue - 設置
fromValue
和byValue
:從 fromValue 變化到 fromValue + byValue - 設置
byValue
和toValue
:從 toValue - byValue 變化到 toValue - 設置
fromValue
: 從 fromValue 變化到屬性當前值 - 設置
toValue
:從屬性當前值變化到 toValue - 設置
byValue
:從屬性當前值變化到屬性當前值 + toValue
看起來挺複雜,其實概括起來基本就是 :如果某個值不設置,就是用這個屬性當前的值。
另外,可以看到上面我們使用的:
animation.toValue = @200;
而不是直接使用 200,因為 toValue 之類的屬性為 id 類型,或者像這樣使用 @ 符號,或者使用:
animation.toValue = [NSNumber numberWithInt:200];
最後一個比較有意思的是 timingFunction
屬性,使用這個屬性可以自定義動畫的運動曲線(節奏,pacing)
,系統提供了五種值可以選擇:
kCAMediaTimingFunctionLinear
線性動畫kCAMediaTimingFunctionEaseIn
先快後慢kCAMediaTimingFunctionEaseOut
先慢後快kCAMediaTimingFunctionEaseInEaseOut
先慢後快再慢kCAMediaTimingFunctionDefault
預設,也屬於中間比較快
此外,我們還可以使用 [CAMediaTimingFunction functionWithControlPoints]
方法來自定義運動曲線,這個網站提供了一個將參數調節可視化的效果,關於動畫時間系統的具體介紹可以參考這篇文章。
3.2 關鍵幀動畫(CAKeyframeAnimation)
同 UIView 中的類似,CALayer 層也提供了關鍵幀動畫的支持,CAKeyFrameAnimation
和 CABasicAnimation
都繼承自 CAPropertyAnimation
,因此它有具有上面提到的那些屬性,此外,CAKeyFrameAnimation 還有特有的幾個屬性。
values 和 keyTimes
使用 values
和 keyTimes
可以共同確定一個動畫的若幹關鍵幀,示例代碼如下:
CAKeyframeAnimation *anima = [CAKeyframeAnimation animationWithKeyPath:@"transform.rotation"];//在這裡@"transform.rotation"==@"transform.rotation.z"
NSValue *value1 = [NSNumber numberWithFloat:-M_PI/180*4];
NSValue *value2 = [NSNumber numberWithFloat:M_PI/180*4];
NSValue *value3 = [NSNumber numberWithFloat:-M_PI/180*4];
anima.values = @[value1,value2,value3];
// anima.keyTimes = @[@0.0, @0.5, @1.0];
anima.repeatCount = MAXFLOAT;
[_demoView.layer addAnimation:anima forKey:@"shakeAnimation"];
可以看到上面這個動畫共有三個關鍵幀,如果沒有指定 keyTimes
則各個關鍵幀會平分整個動畫的時間(duration)。
path
使用 path
屬性可以設置一個動畫的運動路徑,註意 path 只對 CALayer 的 anchorPoint
和position
屬性起作用,另外如果你設置了 path
,那麼 values
將被忽略。
CAKeyframeAnimation *anima = [CAKeyframeAnimation animationWithKeyPath:@"position"];
UIBezierPath *path = [UIBezierPath bezierPathWithOvalInRect:CGRectMake(SCREEN_WIDTH/2-100, SCREEN_HEIGHT/2-100, 200, 200)];
anima.path = path.CGPath;
anima.duration = 2.0f;
[_demoView.layer addAnimation:anima forKey:@"pathAnimation"];
3.3 動畫組(CAAnimationGroup)
組動畫可以將一組動畫組合在一起,所有動畫對象可以同時運行,示例代碼如下:
CAAnimationGroup *group = [[CAAnimationGroup alloc] init];
//1.基礎動畫一
CABasicAnimation *animationOne = [CABasicAnimation animationWithKeyPath:@"transform.scale"];
animationOne.toValue = @2.0;
animationOne.duration = 1.0;
//2.基礎動畫二
CABasicAnimation *animationTwo = [CABasicAnimation animationWithKeyPath:@"position.x"];
animationTwo.toValue = @400;
animationTwo.duration = 1.0;
[group setAnimations:@[animationOne, animationTwo]];
[self.myView.layer addAnimation:group forKey:nil];
需要註意的是,一個 group 組內的某個動畫的持續時間(duration),如果超過了整個組的動畫持續時間,那麼多出的動畫時間將不會被展示。例如一個 group
的持續時間是 5s,而組內一個動畫持續時間為 10s ,那麼這個 10s 的動畫只會展示前 5s 。
3.4 切換動畫(CATransition)
CATransition
可以用於 View 或 ViewController 直接的換場動畫:
self.myView.backgroundColor = [UIColor blueColor];
CATransition *trans = [CATransition animation];
trans.duration = 1.0;
trans.type = @"push";
[self.myView.layer addAnimation:trans forKey:nil];
// 這句放在下麵也可以
// self.myView.backgroundColor = [UIColor blueColor];
為什麼改變顏色放在前後都可以呢?具體的解釋可以參考 SO 上的這個回答。簡單來說就是動畫和繪製之間並不衝突。
四、後記
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