iOS 动画使用总结

前言

以前要做动画方面相关的功能时都是去百度，想着自己也总结下，方便自己记忆和查找，更加深自己对这方面的理解

iOS 图形分层

日常开发 UIKIt 层和 Core Animation 层的动画基本可以实现绝大多数需求，并且层级越高 API 的封装程度越高，也越简洁。本文主要讲解 View Animation 和 Core Animation。

UIKit 层

UIView Animation

我们来看看通过 UIView Animation 都可以实现那些动画

大小动画(frame改变）

#pragma mark  ---------------------大小动画，frame 改变
- (void)initSizeAnimation {
    CGRect origin = self.showImage.frame;
    CGRect terminal = CGRectMake(SCREEN_W/2-100, SCREEN_H/2-100, 200, 200);
    [UIView animateWithDuration:1 animations:^{
        self.showImage.frame = terminal;
    } completion:^(BOOL finished) {
        [UIView animateWithDuration:1 animations:^{
            self.showImage.frame = origin;
        }];
    }];
}

拉伸动画 bounds 改变

#pragma mark ------------------拉伸动画 bounds 改变
- (void)initBoundsAnimation {
    CGRect origin = self.showImage.bounds;
    //拉伸动画基于view的bound改变，只改变宽高，
    CGRect terminal = CGRectMake(0, 0, 200, 150);
    [UIView animateWithDuration:1 animations:^{
        self.showImage.bounds = terminal;
    } completion:^(BOOL finished) {
        [UIView animateWithDuration:1 animations:^{
            self.showImage.bounds = origin;
        }];
    }];
}

中心位置动画，改变center

#pragma mark ----------------中心位置动画，改变center
- (void)initCenterAnimation {
    CGPoint origin = self.showImage.center;
    CGPoint terminal = CGPointMake(self.showImage.center.x, self.showImage.center.y-100);
    [UIView animateWithDuration:1 animations:^{
        self.showImage.center = terminal;
    } completion:^(BOOL finished) {
        [UIView animateWithDuration:1 animations:^{
            self.showImage.center = origin;
        }];
    }];
}

旋转动画，改变transform

#pragma mark ----------------旋转动画，改变transform
- (void)initTransformAnimation {
    CGAffineTransform origin = self.showImage.transform;
    [UIView animateWithDuration:2 animations:^{
//        self.showImage.transform = CGAffineTransformMakeScale(0.6, 0.6);//缩放
//        self.showImage.transform = CGAffineTransformMakeTranslation(60, -60);//偏移
        self.showImage.transform = CGAffineTransformMakeRotation(4.0f);//旋转
    } completion:^(BOOL finished) {
        [UIView animateWithDuration:2 animations:^{
            self.showImage.transform = origin;
        }];
    }];
}

透明度动画改变alpha

#pragma mark ----------------透明度动画 改变alpha
- (void)initAlphaAnimation {
    [UIView animateWithDuration:2 animations:^{
        self.showImage.alpha = 0.3;
    } completion:^(BOOL finished) {
        [UIView animateWithDuration:2 animations:^{
            self.showImage.alpha = 1;
        }];
    }];
}

转场动画 transition

#pragma mark ----------------转场动画 transition
- (void)initTransitionAnimation {
    [UIView transitionWithView:self.showImage duration:2.0 options:UIViewAnimationOptionTransitionFlipFromTop animations:^{
        
    } completion:^(BOOL finished) {
        [UIView transitionWithView:self.showImage  duration:2  options:UIViewAnimationOptionTransitionFlipFromBottom animations:^{
            
        } completion:^(BOOL finished) {
            
        }];
    }];
}

spring 动画（弹簧效果）(ios7以上）

#pragma mark ----------------spring 动画（弹簧效果）
- (void)initSpringAnimation {
    CGRect origin = self.showImage.frame;
    CGRect terminal = CGRectMake(origin.origin.x+50, origin.origin.y, 150, 150);
    [UIView animateWithDuration:1 delay:0 usingSpringWithDamping:0.5 initialSpringVelocity:4 options:UIViewAnimationOptionCurveLinear animations:^{
        self.showImage.frame = terminal;
    } completion:^(BOOL finished) {
        [UIView animateWithDuration:1 delay:1 usingSpringWithDamping:0.5 initialSpringVelocity:4 options:UIViewAnimationOptionCurveLinear animations:^{
            self.showImage.frame = origin;
        } completion:^(BOOL finished) {
            
        }];
    }];
}

背景颜色动画

#pragma mark ----------------背景颜色动画 改变 background
- (void)initBackgroundAnimation {
    self.showImage.image = [UIImage imageNamed:@"example1"];
    
    [UIView animateKeyframesWithDuration:6.0 delay:0.f options:UIViewKeyframeAnimationOptionCalculationModeLinear animations:^{
        [UIView addKeyframeWithRelativeStartTime:0.f relativeDuration:1.0 / 4 animations:^{
            self.showImage.backgroundColor = [UIColor redColor];
        }];
        [UIView addKeyframeWithRelativeStartTime:1.0 / 4 relativeDuration:1.0 / 4 animations:^{
            self.showImage.backgroundColor = [UIColor greenColor];
        }];
        [UIView addKeyframeWithRelativeStartTime:2.0 / 4 relativeDuration:1.0 / 4 animations:^{
            self.showImage.backgroundColor = [UIColor yellowColor];
        }];
        [UIView addKeyframeWithRelativeStartTime:2.0 / 4 relativeDuration:1.0 / 4 animations:^{
            self.showImage.backgroundColor = [UIColor greenColor];
        }];
        [UIView addKeyframeWithRelativeStartTime:1.0 / 4 relativeDuration:1.0 / 4 animations:^{
            self.showImage.backgroundColor = [UIColor whiteColor];
        }];
    } completion:^(BOOL finished) {
        NSLog(@"动画结束");
    }];
}

UIViewAnimationOptions

UIViewAnimationOptionLayoutSubviews            //进行动画时布局子控件
UIViewAnimationOptionAllowUserInteraction      //进行动画时允许用户交互
UIViewAnimationOptionBeginFromCurrentState     //从当前状态开始动画
UIViewAnimationOptionRepeat                    //无限重复执行动画
UIViewAnimationOptionAutoreverse               //执行动画回路
UIViewAnimationOptionOverrideInheritedDuration //忽略嵌套动画的执行时间设置
UIViewAnimationOptionOverrideInheritedCurve    //忽略嵌套动画的曲线设置
UIViewAnimationOptionAllowAnimatedContent      //转场：进行动画时重绘视图
UIViewAnimationOptionShowHideTransitionViews   //转场：移除（添加和移除图层的）动画效果
UIViewAnimationOptionOverrideInheritedOptions  //不继承父动画设置

UIViewAnimationOptionCurveEaseInOut            //时间曲线，慢进慢出（默认值）
UIViewAnimationOptionCurveEaseIn               //时间曲线，慢进
UIViewAnimationOptionCurveEaseOut              //时间曲线，慢出
UIViewAnimationOptionCurveLinear               //时间曲线，匀速

UIViewAnimationOptionTransitionNone            //转场，不使用动画
UIViewAnimationOptionTransitionFlipFromLeft    //转场，从左向右旋转翻页
UIViewAnimationOptionTransitionFlipFromRight   //转场，从右向左旋转翻页
UIViewAnimationOptionTransitionCurlUp          //转场，下往上卷曲翻页
UIViewAnimationOptionTransitionCurlDown        //转场，从上往下卷曲翻页
UIViewAnimationOptionTransitionCrossDissolve   //转场，交叉消失和出现
UIViewAnimationOptionTransitionFlipFromTop     //转场，从上向下旋转翻页
UIViewAnimationOptionTransitionFlipFromBottom  //转场，从下向上旋转翻页

UIViewKeyframeAnimationOptions

UIViewAnimationOptionLayoutSubviews           //进行动画时布局子控件
UIViewAnimationOptionAllowUserInteraction     //进行动画时允许用户交互
UIViewAnimationOptionBeginFromCurrentState    //从当前状态开始动画
UIViewAnimationOptionRepeat                   //无限重复执行动画
UIViewAnimationOptionAutoreverse              //执行动画回路
UIViewAnimationOptionOverrideInheritedDuration //忽略嵌套动画的执行时间设置
UIViewAnimationOptionOverrideInheritedOptions //不继承父动画设置

UIViewKeyframeAnimationOptionCalculationModeLinear     //运算模式 :连续
UIViewKeyframeAnimationOptionCalculationModeDiscrete   //运算模式 :离散
UIViewKeyframeAnimationOptionCalculationModePaced      //运算模式 :均匀执行
UIViewKeyframeAnimationOptionCalculationModeCubic      //运算模式 :平滑
UIViewKeyframeAnimationOptionCalculationModeCubicPaced //运算模式 :平滑均匀

总结

UIView 动画主要变化 UIView 自身的属性
一个效果有多种方式实现，通过组合也可以实现比较高级的动画效果

Core Animation

Core Animation是直接作用在 CALayer 上的，iOS 和 Mac OS 都可以使用，Core Animation 的动画过程都是在后台操作的，不会阻塞主线程。

下面是 Core Animation 所涉及的几个类的继承关系

CAMediaTiming 协议中定义了时间、速度、重复次数等，包含属性：
- beginTime：设置延时时间
- duration：持续时间
- speed：动画速率
- timeOffset：动画时间偏移量
- repeatCount：动画的重复次数等
- repeatDuration：重复时间
- autoreverses：结束后是否反过来恢复到初始值
- fillMode：当前对象在非对象时间段的初始值
CAAnimation 核心动画基础类，不能直接使用
- timingFunction -> 控制动画的节奏。系统提供的包括：
  - kCAMediaTimingFunctionLinear （匀速）
  - kCAMediaTimingFunctionEaseIn （慢进快出）
  - kCAMediaTimingFunctionEaseOut （快进慢出）
  - kCAMediaTimingFunctionEaseInEaseOut （慢进慢出，中间加速）
  - kCAMediaTimingFunctionDefault （默认），当然也可通过自定义创建CAMediaTimingFunction
- delegate -> 代理。
- emovedOnCompletion -> 是否让图层保持显示动画执行后的状态，默认为YES，也就是动画执行完毕后从涂层上移除，恢复到执行前的状态，如果设置为NO，并且设置fillMode为kCAFillModeForwards，则保持动画执行后的状态。
CAPropertyAnimation 属性动画，针对对象的可动画属性进行效果的设置，不可直接使用。
- keyPath -> CALayer的某个属性名，并通过这个属性的值进行修改，达到相应的动画效果。
- additive -> 属性动画是否以当前动画效果为基础，默认为NO。
- cumulative -> 指定动画是否为累加效果，默认为NO。
- valueFunction -> 此属性配合CALayer的transform属性使用。
CABasicAnimation基础动画，通过keyPath对应属性进行控制，需要设置fromValue以及toValue，只能在两个属性间变化。
- fromValue -> keyPath相应属性的初始值。
- toValue -> keyPath相应属性的结束值。
- byValue -> 在不设置toValue时，toValue = fromValue + byValue，也就是在当前的位置上增加多少。
CASpringAnimation 带有初始速度以及阻尼指数等物理参数的属性动画。
- mass -> 小球质量，影响惯性
- stiffness -> 弹簧的劲度系数
- damping -> 阻尼系数，地面的摩擦力
- initialVelocity -> 初始速度，相当于给小球一个初始速度（可正可负，方向不同）
- settlingDuration -> 结算时间，根据上述参数计算出的预计时间，相对于你设置的时间，这个时间比较准确。
CAKeyframeAnimation 关键帧动画，同样通过keyPath对应属性进行控制，但它可以通过values或者path进行多个阶段的控制
- values -> 关键帧组成的数组，动画会依次显示其中的每一帧
- path -> 关键帧路径，动画进行的要素，优先级比values高，但是只对CALayer的anchorPoint和position起作用
- keyTimes -> 每一帧对应的时间，如果不设置，则各关键帧平分设定时间
- timingFunctions -> 每一帧对应的动画节奏
- calculationMode -> 动画的计算模式，系统提供了对应的几种模式
- tensionValues -> 动画张力控制
- continuityValues -> 动画连续性控制
- biasValues -> 动画偏差率控制
- rotationMode -> 动画沿路径旋转方式，系统提供了两种模式。
CATransition 转场动画，系统提供了很多酷炫效果
- type -> 转场动画类型
- subtype -> 转场动画方向
- startProgress -> 动画起点进度（整体的百分比）
- endProgress -> 动画终点进度（整体的百分比）
- filter -> 自定义转场。
CAAnimationGroup 动画组，方便对于多动画的统一控制管理。
- animations -> 所有动画效果元素的数组。

CABasicAnimation

在一般的应用开发中，基础动画可以满足大部分的开发需求，主要完成对于对象指定动画属性两个Value之间的动画过渡。

下面展示使用 CABasicAnimation 实现位移、缩放、透明度、旋转、圆角的核心代码

switch (button.tag) {
        case 0:
            //位移动画
            basicAni = [CABasicAnimation animationWithKeyPath:@"position"];
            //到达位置
//            basicAni.byValue = [NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(100, 100)];
            basicAni.toValue = [NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(_mainLayer.position.x+100, _mainLayer.position.y+100)];
            break;
        case 1:
            //缩放动画
            basicAni = [CABasicAnimation animationWithKeyPath:@"transform.scale"];
            //到达缩放
            basicAni.toValue = @(0.1f);
            break;
        case 2:
            //透明度动画
            basicAni = [CABasicAnimation animationWithKeyPath:@"opacity"];
            //透明度
            basicAni.toValue=@(0.1f);
            break;
        case 3:
            //旋转动画
            basicAni = [CABasicAnimation animationWithKeyPath:@"transform"];
            //3D
            basicAni.toValue=[NSValue valueWithCATransform3D:CATransform3DMakeRotation(M_PI_2+M_PI_4, 1, 1, 0)];
            break;
        case 4:
            //圆角动画
            basicAni = [CABasicAnimation animationWithKeyPath:@"cornerRadius"];
            //圆角
            basicAni.toValue=@(50);
            break;

CASpringAnimation

CASpringAnimation 是 iOS9引入的动画类，类似于 UIView 的 spring 动画，但是增加的质量，劲度系数等属相的扩展，继承自 CABaseAnimation，用法也比较简单：

#pragma mark -----------------------CASpringAniamtion 
- (void)initSpringAnimation {
    CASpringAnimation *springAni = [CASpringAnimation animationWithKeyPath:@"position"];
    springAni.damping = 2;
    springAni.stiffness = 50;
    springAni.mass = 1;
    springAni.initialVelocity = 10;
    springAni.toValue = [NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(200, 400)];
    springAni.duration = springAni.settlingDuration;
    [_mainLayer addAnimation:springAni forKey:@"springAnimation"];
}

CAKeyframeAnimation

CAKeyframeAnimation和CABasicAnimation一样是CApropertyAnimation的子类，但是CABasicAnimation只能从一个数值(fromValue)变到另一个数值(toValue)或者添加一个增量数值(byValue)，而CAKeyframeAnimation使用values数组可以设置多个关键帧，同时可以利用path可以进行位置或者锚点的动画操作

- (void)initKeyframeAnimation {
    CAKeyframeAnimation *animation = nil;
    if (self.animationIndex == 2) {//晃动
        animation = [CAKeyframeAnimation animationWithKeyPath:@"transform.rotation"];
        animation.duration = 0.3;
        animation.values = @[@(-(4) / 180.0*M_PI),@((4) / 180.0*M_PI),@(-(4) / 180.0*M_PI)];
        animation.repeatCount=MAXFLOAT;
    }else {//曲线位移
        animation = [CAKeyframeAnimation animationWithKeyPath:@"position"];
        UIBezierPath *path = [UIBezierPath bezierPath];
        [path moveToPoint:_mainLayer.position];
        [path addCurveToPoint:CGPointMake(300, 500) controlPoint1:CGPointMake(100, 400) controlPoint2:CGPointMake(300, 450)];
        animation.path = path.CGPath;
        animation.duration = 1;
        animation.removedOnCompletion = NO;
        animation.fillMode = kCAFillModeForwards;
    }
    [_mainLayer addAnimation:animation forKey:@"keyFrameAnimation"];
}

CATransition

转场动画是一种显示样式向另一种显示样式过渡的效果,系统给出的效果也很多，不过谨慎使用私有API，防止被拒的悲剧.
具体有以下效果：

cube 方块
suckEffect 三角
rippleEffect 水波抖动
pageCurl 上翻页
pageUnCurl 下翻页
oglFlip 上下翻转
cameraIrisHollowOpen 镜头快门开
cameraIrisHollowClose 镜头快门开

- (void)initCATransitionAnimation {
    CATransition *transition = [CATransition animation];
    transition.type = @"rippleEffect";
    transition.subtype = kCATransitionFromLeft;
    transition.duration = 1;
    _mainLayer.contents = (__bridge id _Nullable)([UIImage imageNamed:@"example"].CGImage);
    [_mainLayer addAnimation:transition forKey:@"transtion"];
}

CAAnimationGroup

在我们实际开发中，我们可能需要更加复杂的复合运动，那么需要给图层加多个动画，动画组也就应运而生，创建动画组也很简单，首先创建单个动画，然后将创建的多个动画添加到动画组，最后将动画组添加图层上就可以啦。

- (void)initAnimationGroup {
    //晃动动画
    CAKeyframeAnimation *keyFrameAni = [CAKeyframeAnimation animationWithKeyPath:@"transform.rotation"];
    keyFrameAni.values = @[@(-(4) / 180.0*M_PI),@((4) / 180.0*M_PI),@(-(4) / 180.0*M_PI)];
    //每一个动画可以单独设置时间和重复次数,在动画组的时间基础上,控制单动画的效果
    keyFrameAni.duration = 0.3;
    keyFrameAni.repeatCount= MAXFLOAT;
    keyFrameAni.delegate = self;
//    keyFrameAni.removedOnCompletion = NO;
//    keyFrameAni.fillMode = kCAFillModeForwards;
    //位移动画
    CABasicAnimation *basicAni = [CABasicAnimation animationWithKeyPath:@"position"];
    //到达位置
    basicAni.byValue = [NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(100, 100)];
    //
    basicAni.duration = 1;
    basicAni.repeatCount = 1;
    //
    basicAni.removedOnCompletion = NO;
    basicAni.fillMode = kCAFillModeForwards;
    //设置代理
    basicAni.delegate = self;
    //动画时间
    basicAni.timingFunction = [CAMediaTimingFunction functionWithName:kCAMediaTimingFunctionEaseInEaseOut];
    CAAnimationGroup *aniGroup = [CAAnimationGroup animation];
    aniGroup.animations = @[keyFrameAni,basicAni];
    aniGroup.autoreverses = YES;
    //动画的表现时间和重复次数由动画组设置的决定
    aniGroup.duration = 2;
    aniGroup.repeatCount= 3;
    //使动画结束后停留在结束位置
//    aniGroup.autoreverses = NO;
//    aniGroup.removedOnCompletion = NO;
//    aniGroup.fillMode = kCAFillModeForwards;
    //
    [_mainLayer addAnimation:aniGroup forKey:@"groupAnimation"];
    
}

总结

Core Animation 给我们展示的只是假象；layer 的 frame、bounds、position 不会在动画完毕后发生改变；
UIView 封装的动画会真实修改 view 的一些属性。

本文总结的内容个人感觉还是比较浅的，但还是能满足日常开发要求的，当然一些要求比较高的，还需要大家对每个动画类进行深入的研究。

最后附上本文的 Demo 地址 : animation

iOS 动画使用总结

前言

iOS 图形分层

UIKit 层

UIView Animation

大小动画(frame改变）

拉伸动画 bounds 改变

中心位置动画，改变center

旋转动画，改变transform

透明度动画改变alpha

转场动画 transition

spring 动画（弹簧效果）(ios7以上）

背景颜色动画

UIViewAnimationOptions

UIViewKeyframeAnimationOptions

总结

Core Animation

CABasicAnimation

CASpringAnimation

CAKeyframeAnimation

CATransition

CAAnimationGroup

总结

东升

引用和评论

面向对象设计

苹果已提供新的设计资源 | Swift 周报 issue 32

在 SwiftUI 中实战应用 ContentUnavailableView

在 SwiftUI 中实战使用 MapKit API

SwiftUI Release 引入的辅助焦点管理

Swift 定制 Core Data 迁移

如何使用 SwiftUI 构建 visionOS 应用

iOS 动画使用总结

前言

iOS 图形分层

UIKit 层

UIView Animation

大小动画(frame改变）

拉伸动画 bounds 改变

中心位置动画，改变center

旋转动画，改变transform

透明度动画 改变alpha

转场动画 transition

spring 动画（弹簧效果）(ios7以上）

背景颜色动画

UIViewAnimationOptions

UIViewKeyframeAnimationOptions

总结

Core Animation

CABasicAnimation

CASpringAnimation

CAKeyframeAnimation

CATransition

CAAnimationGroup

总结

东升

引用和评论

面向对象设计

苹果已提供新的设计资源 | Swift 周报 issue 32

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透明度动画改变alpha