图层几何学 -- iOS Core Animation 系列二

《图层树和寄宿图 -- iOS Core Animation 系列一》介绍了图层的基础知识和一些属性方法。这篇主要内容是学习下图层在父图层上怎么控制位置和尺寸的。

1.布局

首先看一张例图：

对于图上的frame、bounds、center、postion的概念我就不赘述了。如果有不明白的自行搜索下了解一下。

frame代表了图层的外部坐标（也就是在父图层上占据的空间），bounds是内部坐标（{0, 0}通常是图层的左上角），center和position都代表了相对于父图层anchorPoint所在的位置

视图的frame、bounds、center属性仅仅是存取方法，当操纵视图的frame时，实际上是在改变视图对应的CALayer的frame, 不能独立于图层之外改变视图的frame.

如果对图层做了变换，比如旋转缩放等。frame的值实际指的是图层旋转之后整个轴对齐的矩形区域。此时frame的宽高可能和bounds的宽高不一致：

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2.锚点

默认来说，anchorPoint位于图层的中点。这个属性没有被UIView直接暴露出来。但是图层的anchorPoint可以被移动。我们可以把anchorPoint置于图层frame的左上角。将会出现下图右侧的情况：

注意上图，改变anchorPoint后position的值并没变。

和系列一中提到的contentsRect类似，anchorPoint用单位坐标来表示（默认情况是{0.5, 0.5}）。可以通过指定x和y值小于0或者大于1，使它放置在图层范围之外。

2.1 示例

为了学习这个anchorPoint属性，下面创建一个闹钟的示例demo。
资源文件我是从原文上截图下来的

创建4个UIImageView并设置好约束（都是居中显示）。

我们用NSTimer来更新闹钟，使用视图的transform属性来旋转钟表。
代码如下：

@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];
  
  self.timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1.0 target:self selector:@selector(tick) userInfo:nil repeats:YES];

  [self tick];
}
- (void)tick
{
  //获取对应的hours mins seconds
  NSCalendar *calendar = [[NSCalendar alloc] initWithCalendarIdentifier:NSCalendarIdentifierGregorian];
  NSUInteger units = NSCalendarUnitHour | NSCalendarUnitMinute | NSCalendarUnitSecond;
  NSDateComponents *components = [calendar components:units fromDate:[NSDate date]];
  
  CGFloat hoursAngle = (components.hour / 12.0) * M_PI * 2.0;
  CGFloat minsAngle = (components.minute / 60.0) * M_PI * 2.0;
  CGFloat secsAngle = (components.second / 60.0) * M_PI * 2.0;
  //旋转对应的视图
  self.hourHand.transform = CGAffineTransformMakeRotation(hoursAngle);
  self.minuteHand.transform = CGAffineTransformMakeRotation(minsAngle);
  self.secondHand.transform = CGAffineTransformMakeRotation(secsAngle);
}

运行项目如下图：

除了指针图片的位置，其他的都正常。
可能这时候我们最先想到的方法，是调整对应图片的位置来解决。但是这样的话，你可以试试，并不能解决问题。不用卖关子了。这时候就是要用到anchorPoint的时候。处理代码如下：

// 在viewdidload中添加
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);

运行完美。

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3. 坐标系

众所周知，一个图层的position依赖于父图层的bounds,如果父图层移动，所有子图层也会跟着移动。
CALayer也给我们提供了一些获取一个图层的绝对位置的方法，或者相对于另一图层的位置（而不是它当前父图层的位置）：

- (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;

常规来说，一个图层的postion位于父图层的左上角，但在 Mac OS 中，通常位于左下角。

3.1 z坐标轴

和UIView的二维坐标不同，CALayer存在于一个三维空间中，它还提供了zPostion和anchorPointz属性。
zPosition属性大多数不常用，除了三维动画之外，它最实用的功能是可以改变图层的显示顺序。

3.2 zPosition演示代码

我们演示下改变zPosition会怎么改变视图的显示顺序。
首先我在SB中设置两个视图，如下图：

如果我们不做任何操作，运行后，两个视图显示的顺序就是我们现在设置的这样。但是假如我们对yellowView设置zPosition，哪怕很小的值，都会发现显示的顺序反了。

@interface ViewController ()
@property (weak, nonatomic) IBOutlet UIView *cyanView;
@property (weak, nonatomic) IBOutlet UIView *yellowView;

@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
  [super viewDidLoad];
  self.yellowView.layer.zPosition = 1.f;
}

现在的显示效果如下：

虽说图层基本没有厚度，但是我们也尽量不要设置zPosition = 0.01f之类的。因为浮点类型的四舍五入可能导致难以察觉的麻烦。

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4. Hit Testing

虽说CALayer不关心响应链事件，但是它提供了一些方法让我们处理事件-containsPoint:和-hitTest:。

4.1 -containsPoint:

-containsPoint:接受一个在本图层坐标系下的CGPoint，如果这个点在图层frame范围内就返回YES.我们可以使用这个方法判断是哪个图层被触摸了。

4.1.1 containsPoint 示例

代码如下：

@interface ViewController ()
@property (weak, nonatomic) IBOutlet UIView *layerView;
@property (nonatomic, strong) CALayer *blueLayer;

@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
  [super viewDidLoad];
  
  self.blueLayer = [CALayer layer];
  self.blueLayer.frame = CGRectMake(20.f, 20.f, 100.f, 100.f);
  self.blueLayer.backgroundColor = [UIColor blueColor].CGColor;
  
  [self.layerView.layer addSublayer:self.blueLayer];
}

- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
  // 获取触摸点
  CGPoint point = [[touches anyObject] locationInView:self.view];
  // 转换触摸点在layerView的图层的位置
  point = [self.layerView.layer convertPoint:point fromLayer:self.view.layer];
  // 判断是否包含在layerview里面
  if ([self.layerView.layer containsPoint:point]) {
    point = [self.blueLayer convertPoint:point fromLayer:self.layerView.layer];
    if ([self.blueLayer containsPoint:point]) {
      NSLog(@"点击蓝色图层");
    } else {
      NSLog(@"点击了白色图层");
    }
  }
}

运行点击可以在控制台看到NSLog的输出信息。

4.2. -hitTest:

-hitTest:方法同样接受一个CGPoint参数，但是返回的是图层本身，而不是BOOL类型。这使我们不用像-containsPoint:一样每个子图层去测试点击的坐标。如果这个点是在最外面的图层，则返回nil。

4.2.1 hitTest示例

把上面-containsPoint:示例的代码下面的部分修改一下即可：

- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
  // 获取点击点
  CGPoint point = [[touches anyObject] locationInView:self.view];
  // 获取这个点所在的图层
  CALayer *layer = [self.layerView.layer hitTest:point];
  if (layer == self.blueLayer) {
    NSLog(@"点击蓝色图层");
  } else if (layer == self.layerView.layer) {
    NSLog(@"点击了白色图层");
  }
}

尝试修改self.layerView的zPosition，会有不同的结果。有兴趣的可以自己测试一下。

-- 系列二完 --