iOS核心动画高级技巧一

1.图树层

图层的树状结构

Core Animation其实是一个令人误解的命名。你可能认为它只是用来做动画的，但实际上它是从一个叫做CAlayer Kit这么一个不怎么和动画有关的名字演变而来，所以做动画这只是Core Animation特性的冰山一角。

Core Animation是一个复合引擎，他的职责就是尽可能地组合屏幕上不同的可是内容，这个内容是被分解成独立的图层，储存在一个叫做图层树的体系之中。于是这个树形成了UIKit以及在ios 应用程序当中你所能在屏幕上看见的一切的基础。

在讨论动画之前，我们将从图层开始，设计一下Core Animation的静态组合以及布局特性。

1.1图层与视图

如果你曾经在iOS上或者是Mac OS平台上写过应用程序，你可能会对视图的概念比较熟悉。一个视图就是在屏幕上显示的一个矩形块（比如图片，文字或者视频），他能够拦截类似于鼠标点击或者触摸手势等用户输入。视图在层级关系中可以相互嵌套，一个视图可以管理他的所有子视图的位置。图1.1显示了一种典型的视图层级关系。


图1.1一种典型的iOS屏幕（左边）和矩形视图的层级关系（右边）

CALayer

CALayer类在概念上和UIView类似，同样也是一些被层级关系树管理的矩形块，同样也可以包含一些内容（如图片，文字或者背景颜色），管理子图层的位置。他们有一些方法和属性用来做动画和变换。和UIView最大的不同四CALayer不处理用户的交互。

CALayer并不清楚具体的响应者链（iOS通过视图层级关系用来传送触摸事件的机制）于是它并不能够响应事件，即使它提供了一些方法来判断是否一个触点在图层的范围之内（具体见第三章，“图层的几何学”）

平行的层级关系

每一个UIView都有一个CALayer实例的图层属性，也就是所谓的backing layer，视图的职责就是创建并管理这个图层，以确保当子视图在层级关系中添加或者被移除的时候，他们关联的图层也同样应在层级关系树种有相同的操作。（见图1.2）。



图1.2-层的树状结构（左边）以及对应的视图层级（右边）

实际上这些背后关联的图层才是真正用来在屏幕上显示和做动画，UIView仅仅是对它的一个封装，提供了一些iOS类似于处理触摸的具体功能，以及Core Animation底层方法的高级接口。

但是为什么iOS要基于UIView和CALayer提供两个平行的层级关系呢？为什么不用一个简单的层级来处理所有的事情呢？原因在与要做职责分离，这样也能避免很多重复代码，在iOS和Mac OS两个平台上，时间和用户交互很多地方的不同，基于多点触控的用户界面和基于鼠标键盘有着本质的区别，这就是为什么iOS有UIKit和UIView，但是Mac OS有AppKit和NSView的原因。他们在功能上类似，但是在实现上有显著的区别。

绘图，布局和动画，相比之下就是类似Mac笔记本和桌面系列一样应用于iPhone和iPad触屏的概念。把这种功能的逻辑分开并应用到独立的Core Animation框架，苹果就能在iOS和Mac OS之间共享代码，使得对苹果自己的OS开发团队和第三方开发者去开发两个平台的应用更加便捷。实际上，这里并不是两个层级关系，而是四个，每一个都扮演着不同的角色，除了视图层级和图层树之外，还存在呈现树和渲染 树，将在第七章“隐式动画”和第十二章“性能调优”分别讨论。

1.2图层的能力

如果说CALayer是UIView内部实现细节，那我们为什么要全面地了解他呢？苹果当然为我们提供了优美简洁的UIView接口，那么我们是否就没必要直接去处理Core Animation的细节了呢？

某种意义上说的的确是这样，对一些简单的需求来说，我们确实没必要处理CALayer，因为苹果已经通过UIView的高级API间接地使动画变得很简单。

但是这种简单会不可避免地带来一些灵活上的缺陷。如果你略微想在底层做一些改变，或者使用一些苹果没有在UIView上实现的接口功能，这时除了介入Core Animation底层之外别无选择。

我们已经证实了图层不能像视图那样处理触摸事件，那么他能做哪些视图不能做的呢？这里有一些UIView没有暴露出来的CALayer的功能：

1.阴影，圆角，带颜色的边框

2.3D变换

3.非矩形范围

4.透明遮罩

5.多级非线性动画

1.3使用图层

创建一个新的工程，使用Single View Application模板创建一个工程

在屏幕中央创建一个小试图，（大约200x200的尺寸），叫做layerView，改变背景View的颜色。

运行项目，在屏幕中间应该能看见一个白色小块。

然后创建一个CALayer，把它作为我们试图相关图层的子图层。

尽管UIView类接口中暴漏了图层属性，但是标准的Xcode项目模板并没有包含Core Animation相关头文件，所以要引入QuartzCore框架到项目工程中，才能引用图层相关的方法或者访问它的属性。

在vc的点m引入库。

在代码中直接引用CALayer的属性和方法。设置它的backgroundCokor属性，然后添加到layerView背后相关图层的子图层。

代码如下：