一.UIView实现的动画

简单动画

Apple为UIView封装了一些很方便的API来使用动画：

+ animateWithDuration:animations:
+ animateWithDuration:delay:options:animations:completion:

这两个API会为UIView的几个属性补充过渡动画：

frame
bounds
center
transform
alpha
backgroundColor
contentStretch

self.transform = CGAffineTransformMakeScale(1.3,1.3);
self.alpha =0;
[UIViewanimateWithDuration:0.35 animations:^{
    self.alpha = 1;
    self.transform = CGAffineTransformMakeScale(1,1);
}];

其中transform对应的是图形图像的仿射变换，它用于位移/缩放/旋转。iOS 提供了下面的函数可以创建简单的 2D 变换：

CGAffineTransformMakeScale
CGAffineTransformMakeRotation
CGAffineTransformMakeTranslation

关键帧动画

上面介绍的动画中，我们只能控制开始和结束时的效果，然后由系统补全中间的过程，有些时候我们需要自己设定若干关键帧，实现更复杂的动画效果，这时候就需要关键帧动画的支持了。

[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];

这个例子添加了三个关键帧，在外面的animateKeyframesWithDuration中我们设置了持续时间为 2.0 秒，这是真实意义上的时间，里面的startTime和relativeDuration都是相对时间。

以第一个为例，startTime为 0.0，relativeTime为 0.5，这个动画会直接开始，持续时间为 2.0 X 0.5 = 1.0 秒，下面第二个的开始时间是 0.5，正好承接上一个结束，第三个同理，这样三个动画就变成连续的动画了。

转换动画

+ transitionWithView:duration:options:animations:completion:
+ transitionFromView:toView:duration:options:completion:

这两个API用于控制在同一父视图下的两个子视图的转换动画。

二.CALayer实现的动画

UIView封装了常见的动画效果，如果想要更加细节的动画效果可以通过给UIView的Layer添加动画来实现。

通过导入QuartzCore.framework框架来使用。

基本动画（CABasicAnimation）

// 位移
CABasicAnimation *positionAnima = [CABasicAnimation animationWithKeyPath:@"position.y"];
positionAnima.duration = 0.8;
positionAnima.fromValue = @(self.imageView.center.y);
positionAnima.toValue = @(self.imageView.center.y-30);
positionAnima.timingFunction = [CAMediaTimingFunction functionWithName:kCAMediaTimingFunctionEaseIn];
positionAnima.repeatCount = HUGE_VALF;
positionAnima.repeatDuration = 2;
positionAnima.removedOnCompletion = NO;
positionAnima.fillMode = kCAFillModeForwards;

[self.imageView.layer addAnimation:positionAnima forKey:@"AnimationMoveY"];

KeyPath

这里使用animationWithKeyPath这个方法来改变 layer 的属性，如位移/缩放/旋转的属性。官方的KeyPath列表

具体参数

动画的参数和说明。

属性	说明
duration	动画时长
repeatCount	动画重复次数，无限重复设置为 HUGE_VALF
repeatDuration	动画时间，在该时间内动画一直执行，不计次数
beginTime	指定动画开始的时间。从开始延迟几秒的话，设置为【CACurrentMediaTime() + 秒数】的方式
timingFunction	设置动画的速度变化
autoreverses	动画结束时是否执行逆动画
fromeValue	所改变属性的起始值
toValue	所改变属性的结束时的值
byValue	所改变属性相同起始值的改变量

fromValue，toValue，byValue这几个选项，支持的设置模式有下面几种：

设置 fromValue 和 toValue：从 fromValue 变化到 toValue
设置 fromValue 和 byValue：从 fromValue 变化到 fromValue + byValue
设置 byValue 和 toValue：从 toValue - byValue 变化到 toValue
设置 fromValue：从 fromValue 变化到属性当前值
设置 toValue：从属性当前值变化到 toValue
设置 byValue：从属性当前值变化到属性当前值 + toValue

timingFunction属性，使用这个属性可以自定义动画的运动曲线（节奏，pacing），系统提供了五种值可以选择：

kCAMediaTimingFunctionLinear 线性动画
kCAMediaTimingFunctionEaseIn 先快后慢
kCAMediaTimingFunctionEaseOut 先慢后快
kCAMediaTimingFunctionEaseInEaseOut 先慢后快再慢
kCAMediaTimingFunctionDefault 默认，也属于中间比较快

此外，我们还可以使用 [CAMediaTimingFunction functionWithControlPoints] 方法来自定义运动曲线。

关键帧动画（CAKeyframeAnimation）

同 UIView 中的类似，CALayer 层也提供了关键帧动画的支持，CAKeyFrameAnimation 和 CABasicAnimation 都继承自 CAPropertyAnimation，因此它有具有上面提到的那些属性，此外，CAKeyFrameAnimation 还有特有的几个属性。

values 和 keyTimes

使用values和keyTimes可以共同确定一个动画的若干关键帧，示例代码如下：

CAKeyframeAnimation *anima = [CAKeyframeAnimation animationWithKeyPath:@"transform.rotation"];//在这里@"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"];

可以看到上面这个动画共有三个关键帧，如果没有指定keyTimes则各个关键帧会平分整个动画的时间(duration)。

path

使用 path 属性可以设置一个动画的运动路径，注意 path 只对 CALayer 的 anchorPoint 和position 属性起作用，另外如果你设置了 path ，那么 values 将被忽略。

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"];

组动画（CAAnimationGroup)

组动画可以将一组动画组合在一起，所有动画对象可以同时运行，示例代码如下：

CAAnimationGroup *group = [[CAAnimationGroup alloc] init];
CABasicAnimation *animationOne = [CABasicAnimation animationWithKeyPath:@"transform.scale"];

animationOne.toValue = @2.0;
animationOne.duration = 1.0;

CABasicAnimation *animationTwo = [CABasicAnimation animationWithKeyPath:@"position.x"];
animationTwo.toValue = @400;
animationTwo.duration = 1.0;

[group setAnimations:@[animationOne, animationTwo]];
[self.myView.layer addAnimation:group forKey:nil];

需要注意的是，一个 group 组内的某个动画的持续时间（duration），如果超过了整个组的动画持续时间，那么多出的动画时间将不会被展示。例如一个 group 的持续时间是 5s，而组内一个动画持续时间为 10s ，那么这个 10s 的动画只会展示前 5s 。

切换动画（CATransition）

CATransition 可以用于 View 或 ViewController 直接的换场动画：

self.myView.backgroundColor = [UIColor blueColor];
CATransition *trans = [CATransition animation];
trans.duration = 1.0;
trans.type = @"push";

[self.myView.layer addAnimation:trans forKey:nil];

三.高级的动画效果

CADisplayLink（精确控制）

CADisplayLink 是一个计时器对象，可以周期性的调用某个 selecor 方法。相比 NSTimer ，它可以让我们以和屏幕刷新率同步的频率（每秒60次）来调用绘制函数，实现界面连续的不停重绘，从而实现动画效果。

iOS设备的屏幕刷新频率是固定的，CADisplayLink在正常情况下会在每次刷新结束都被调用，精确度相当高。NSTimer的精确度就显得低了点，比如NSTimer的触发时间到的时候，runloop如果在阻塞状态，触发时间就会推迟到下一个runloop周期。并且 NSTimer新增了tolerance属性，让用户可以设置可以容忍的触发的时间的延迟范围。

CADisplayLink使用场合相对专一，适合做UI的不停重绘，比如自定义动画引擎或者视频播放的渲染。NSTimer的使用范围要广泛的多，各种需要单次或者循环定时处理的任务都可以使用。在UI相关的动画或者显示内容使用 CADisplayLink比起用NSTimer的好处就是我们不需要在格外关心屏幕的刷新频率了，因为它本身就是跟屏幕刷新同步的。

self.displayLink = [CADisplayLink displayLinkWithTarget:self selector:@selector(updateTextColor)];
self.displayLink.paused = YES;
[self.displayLink addToRunLoop:[NSRunLoop currentRunLoop] forMode:NSRunLoopCommonModes];

-(void)updateTextColor{

}

- (void)startAnimation{
  self.beginTime = CACurrentMediaTime();
  self.displayLink.paused = NO;
}

- (void)stopAnimation{
  self.displayLink.paused = YES;
  [self.displayLink invalidate];
  self.displayLink = nil;
}

UIDynamicAnimator（物理效果）

UIDynamicAnimator 是 iOS 7 引入的一个新类，可以创建出具有物理仿真效果的动画，具体提供了下面几种物理仿真行为：

UIGravityBehavior：重力行为
UICollisionBehavior：碰撞行为
UISnapBehavior：捕捉行为
UIPushBehavior：推动行为
UIAttachmentBehavior：附着行为
UIDynamicItemBehavior：动力元素行为

self.animator = [[UIDynamicAnimator alloc] initWithReferenceView:self.view];

UIGravityBehavior* gravityBehavior = [[UIGravityBehavior alloc] initWithItems:@[self.myView]];
[self.animator addBehavior:gravityBehavior];

UICollisionBehavior* collisionBehavior = [[UICollisionBehavior alloc] initWithItems:@[self.myView]];
collisionBehavior.translatesReferenceBoundsIntoBoundary = YES;
[self.animator addBehavior:collisionBehavior];

通过给视图添加上一个UIDynamicAnimator实现iOS中动画的物理效果。

CAEmitterLayer（粒子效果）

CAEmitterLayer 是 Core Animation 提供的一个粒子发生器系统，可以用于创建各种粒子动画，例如烟雾，焰火等效果。

#import "ViewController.h"

@interface ViewController ()

@property (nonatomic, weak) IBOutlet UIView *containerView;

@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad
{
    [super viewDidLoad];
    
    //create particle emitter layer
    CAEmitterLayer *emitter = [CAEmitterLayer layer];
    emitter.frame = self.containerView.bounds;
    [self.containerView.layer addSublayer:emitter];

    //configure emitter
    emitter.renderMode = kCAEmitterLayerAdditive;
    emitter.emitterPosition = CGPointMake(emitter.frame.size.width / 2.0, emitter.frame.size.height / 2.0);

    //create a particle template
    CAEmitterCell *cell = [[CAEmitterCell alloc] init];
    cell.contents = (__bridge id)[UIImage imageNamed:@"Spark.png"].CGImage;
    cell.birthRate = 150;
    cell.lifetime = 5.0;
    cell.color = [UIColor colorWithRed:1 green:0.5 blue:0.1 alpha:1.0].CGColor;
    cell.alphaSpeed = -0.4;
    cell.velocity = 50;
    cell.velocityRange = 50;
    cell.emissionRange = M_PI * 2.0;

    //add particle template to emitter
    emitter.emitterCells = @[cell];
}
@end

Animation动画处理