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05-iOS 多媒体技术| Core Animation要点回顾2【UIKit动画、Core Animation动画、粒子动画、经典第三方动画库等】

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没有故事的Zhang同学

前言

我们在前面,首先进行了针对 iOS中的多媒体技术相关几个框架概述:

  1. 进而 用 两篇文章 对 其中的 UIKit相关要点 进行了分述:
  2. 我们 在此篇文章 ,将 针对 Core Animation框架的要点 进一步展开分述:

一、 iOS 中 动画实现的几种方式

  • UIKit动画
    • 普通动画
    • block动画
    • 关键帧动画
  • Core Animation动画
    • CAAnimationGroup
    • CATransaction
    • CAPropertyAnimation
      • CAKeyframeAnimation
      • CABasicAnimation
        • CASpringAnimation
  • UIImageView帧动画
  • 经典第三方动画库

二、UIKit动画

1. 可动画属性:

UIView动画能够设置的动画属性有:

  • frame
  • bounds
  • center
  • transform
  • alpha
  • backgroundColor
  • contentStretch

UIView动画支持几种动画类型,一般 对View的可动画属性的修改添加动画,直接用 Block动画就足够了

2. 普通动画

开始动画语句:

// 第一个参数: 动画标识
// 第二个参数: 附加参数,在设置代理情况下，此参数将发送到setAnimationWillStartSelector和setAnimationDidStopSelector所指定的方法，大部分情况，设置为nil.
[UIView beginAnimations:(nullable NSString *) context:(nullable void *)];

结束动画语句:

[UIView commitAnimations];

动画参数的属性设置:

//动画持续时间
[UIView setAnimationDuration:(NSTimeInterval)];
//动画的代理对象 
[UIView setAnimationDelegate:(nullable id)];
//设置动画将开始时代理对象执行的SEL
[UIView setAnimationWillStartSelector:(nullable SEL)];
//设置动画延迟执行的时间
[UIView setAnimationDelay:(NSTimeInterval)];
//设置动画的重复次数
[UIView setAnimationRepeatCount:(float)];
//设置动画的曲线
/*
UIViewAnimationCurve的枚举值：
UIViewAnimationCurveEaseInOut,         // 慢进慢出（默认值）
UIViewAnimationCurveEaseIn,            // 慢进
UIViewAnimationCurveEaseOut,           // 慢出
UIViewAnimationCurveLinear             // 匀速
*/
[UIView setAnimationCurve:(UIViewAnimationCurve)];
//设置是否从当前状态开始播放动画
/*假设上一个动画正在播放，且尚未播放完毕，我们将要进行一个新的动画：
当为YES时：动画将从上一个动画所在的状态开始播放
当为NO时：动画将从上一个动画所指定的最终状态开始播放（此时上一个动画马上结束）*/
[UIView setAnimationBeginsFromCurrentState:YES];
//设置动画是否继续执行相反的动画
[UIView setAnimationRepeatAutoreverses:(BOOL)];
//是否禁用动画效果（对象属性依然会被改变，只是没有动画效果）
[UIView setAnimationsEnabled:(BOOL)];
//设置视图的过渡效果
/* 第一个参数：UIViewAnimationTransition的枚举值如下
     UIViewAnimationTransitionNone,              //不使用动画
     UIViewAnimationTransitionFlipFromLeft,      //从左向右旋转翻页
     UIViewAnimationTransitionFlipFromRight,     //从右向左旋转翻页
     UIViewAnimationTransitionCurlUp,            //从下往上卷曲翻页
     UIViewAnimationTransitionCurlDown,          //从上往下卷曲翻页
 第二个参数：需要过渡效果的View
 第三个参数：是否使用视图缓存，YES：视图在开始和结束时渲染一次；NO：视图在每一帧都渲染*/
[UIView setAnimationTransition:(UIViewAnimationTransition) forView:(nonnull UIView *) cache:(BOOL)];

更详细的API说明:

/** 动画的曲线枚举 */
typedef NS_ENUM(NSInteger, UIViewAnimationCurve) {
    UIViewAnimationCurveEaseInOut,  //!< 慢进慢出（默认值）.
    UIViewAnimationCurveEaseIn,     //!< 慢进.
    UIViewAnimationCurveEaseOut,    //!< 慢出.
    UIViewAnimationCurveLinear,     //!< 匀速.
};

/** UIView动画过渡效果 */
typedef NS_ENUM(NSInteger, UIViewAnimationTransition) {
    UIViewAnimationTransitionNone,          //!< 无效果.
    UIViewAnimationTransitionFlipFromLeft,  //!< 沿视图垂直中心轴左到右移动.
    UIViewAnimationTransitionFlipFromRight, //!< 沿视图垂直中心轴右到左移动.
    UIViewAnimationTransitionCurlUp,        //!< 由底部向上卷起.
    UIViewAnimationTransitionCurlDown,      //!< 由顶部向下展开.
};

@interface UIView(UIViewAnimation)
 
/** 开始动画 */
+ (void)beginAnimations:(nullable NSString *)animationID context:(nullable void *)context;
/** 提交动画 */
+ (void)commitAnimations;
 
/** 设置动画代理, 默认nil */
+ (void)setAnimationDelegate:(nullable id)delegate;
/** 动画将要开始时执行方法（必须要先设置动画代理）, 默认NULL */
+ (void)setAnimationWillStartSelector:(nullable SEL)selector;
/** 动画已结束时执行方法（必须要先设置动画代理）, 默认NULL */
+ (void)setAnimationDidStopSelector:(nullable SEL)selector;
/** 设置动画时长, 默认0.2秒 */
+ (void)setAnimationDuration:(NSTimeInterval)duration;
/** 动画延迟执行时间, 默认0.0秒 */
+ (void)setAnimationDelay:(NSTimeInterval)delay;
/** 设置在动画块内部动画属性改变的开始时间, 默认now ([NSDate date]) */
+ (void)setAnimationStartDate:(NSDate *)startDate;
/** 设置动画曲线, 默认UIViewAnimationCurveEaseInOut */
+ (void)setAnimationCurve:(UIViewAnimationCurve)curve;
/** 动画的重复播放次数， 默认0 */
+ (void)setAnimationRepeatCount:(float)repeatCount;
/** 设置是否自定翻转当前的动画效果, 默认NO */
+ (void)setAnimationRepeatAutoreverses:(BOOL)repeatAutoreverses;
/** 设置动画从当前状态开始播放, 默认NO */
+ (void)setAnimationBeginsFromCurrentState:(BOOL)fromCurrentState;
 
/** 在动画块中为视图设置过渡动画 */
+ (void)setAnimationTransition:(UIViewAnimationTransition)transition forView:(UIView *)view cache:(BOOL)cache;
 
/** 设置是否激活动画 */
+ (void)setAnimationsEnabled:(BOOL)enabled;
/** 返回一个布尔值表示动画是否结束 */
#if UIKIT_DEFINE_AS_PROPERTIES
@property(class, nonatomic, readonly) BOOL areAnimationsEnabled;
#else
+ (BOOL)areAnimationsEnabled;
#endif
/** 先检查动画当前是否启用，然后禁止动画，执行block内的方法，最后重新启用动画，而且这个方法不会阻塞基于CoreAnimation的动画 */
+ (void)performWithoutAnimation:(void (NS_NOESCAPE ^)(void))actionsWithoutAnimation NS_AVAILABLE_IOS(7_0);
 
/** 当前动画的持续时间 */
#if UIKIT_DEFINE_AS_PROPERTIES
@property(class, nonatomic, readonly) NSTimeInterval inheritedAnimationDuration NS_AVAILABLE_IOS(9_0);
#else
+ (NSTimeInterval)inheritedAnimationDuration NS_AVAILABLE_IOS(9_0);
#endif
 
@end

Demo示例1:

- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event{
    
    UITouch *tuch = touches.anyObject;
    CGPoint point = [tuch locationInView:self.view];
    
    [UIView beginAnimations:@"testAnimation" context:nil];
    [UIView setAnimationDuration:3.0];
    [UIView setAnimationDelegate:self];
    //设置动画将开始时代理对象执行的SEL
    [UIView setAnimationWillStartSelector:@selector(animationDoing)];
    
    //设置动画延迟执行的时间
    [UIView setAnimationDelay:0];
    
    [UIView setAnimationRepeatCount:MAXFLOAT];
    [UIView setAnimationCurve:UIViewAnimationCurveLinear];
    //设置动画是否继续执行相反的动画
    [UIView setAnimationRepeatAutoreverses:YES];
    self.redView.center = point;
    self.redView.transform = CGAffineTransformMakeScale(1.5, 1.5);
    self.redView.transform = CGAffineTransformMakeRotation(M_PI);
    
    [UIView commitAnimations];
}

Demo示例2:

- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event{
    
    UITouch *tuch = touches.anyObject;
    CGPoint point = [tuch locationInView:self.view];
    
    [UIView beginAnimations:@"testAnimation" context:nil];
    [UIView setAnimationDuration:3.0];
    [UIView setAnimationDelegate:self];
    //设置动画将开始时代理对象执行的SEL
    [UIView setAnimationWillStartSelector:@selector(animationDoing)];
    
    //设置动画延迟执行的时间
    [UIView setAnimationDelay:0];
    
    [UIView setAnimationRepeatCount:MAXFLOAT];
    [UIView setAnimationCurve:UIViewAnimationCurveLinear];
    //设置动画是否继续执行相反的动画
    [UIView setAnimationRepeatAutoreverses:YES];
    self.redView.center = point;
    self.redView.transform = CGAffineTransformMakeScale(1.5, 1.5);
    self.redView.transform = CGAffineTransformMakeRotation(M_PI);
    
    [UIView commitAnimations];
}

Demo示例3:

- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event{
    
    // 转成动画 (flip)
    [UIView beginAnimations:@"imageViewTranslation" context:nil];
    [UIView setAnimationDuration:2.0];
    [UIView setAnimationDelegate:self];
    [UIView setAnimationWillStartSelector:@selector(startAnimation)];
    [UIView setAnimationDidStopSelector:@selector(stopAnimation)];
    [UIView setAnimationRepeatCount:1.0];
    [UIView setAnimationCurve:UIViewAnimationCurveEaseInOut];
    [UIView setAnimationRepeatAutoreverses:YES];
    [UIView setAnimationRepeatCount:MAXFLOAT];
    [UIView setAnimationTransition:UIViewAnimationTransitionFlipFromLeft forView:self.imageView cache:YES];
    if (++count % 2 ==0) {
        self.imageView.image = [UIImage imageNamed:@"yh_detial_ty"];
    }else{
        self.imageView.image = [UIImage imageNamed:@"yh_detial_bz"];
    }
    [UIView commitAnimations];
    
}

3. block动画

iOS4.0以后增加了Block动画块，提供了更简洁的方式来实现动画.日常开发中一般也是使用Block形式创建动画。

最简洁的Block动画:包含时间和动画:

[UIView animateWithDuration:(NSTimeInterval)  //动画持续时间
              animations:^{
              //执行的动画
 }];

带有动画提交回调的Block动画

 [UIView animateWithDuration:(NSTimeInterval)  //动画持续时间
              animations:^{
            //执行的动画
 }                completion:^(BOOL finished) {
            //动画执行提交后的操作
 }];

可以设置延时时间和过渡效果的Block动画

[UIView animateWithDuration:(NSTimeInterval) //动画持续时间
                   delay:(NSTimeInterval) //动画延迟执行的时间
                 options:(UIViewAnimationOptions) //动画的过渡效果
              animations:^{
               //执行的动画
 }                completion:^(BOOL finished) {
               //动画执行提交后的操作
 }];

UIViewAnimationOptions的枚举值如下,可组合使用:

 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

Spring动画

iOS7.0以后新增了Spring动画(IOS系统动画大部分采用Spring Animation， 适用所有可被添加动画效果的属性)

 [UIView animateWithDuration:(NSTimeInterval)//动画持续时间
                   delay:(NSTimeInterval)//动画延迟执行的时间
  usingSpringWithDamping:(CGFloat)//震动效果，范围0~1，数值越小震动效果越明显
   initialSpringVelocity:(CGFloat)//初始速度，数值越大初始速度越快
                 options:(UIViewAnimationOptions)//动画的过渡效果
              animations:^{
                 //执行的动画
 }
                  completion:^(BOOL finished) {
                 //动画执行提交后的操作
 }];

更详细的API说明:


/** UIView动画选项 */
typedef NS_OPTIONS(NSUInteger, UIViewAnimationOptions) {
    UIViewAnimationOptionLayoutSubviews            = 1 <<  0, //!< 动画过程中保证子视图跟随运动.
    UIViewAnimationOptionAllowUserInteraction      = 1 <<  1, //!< 动画过程中允许用户交互.
    UIViewAnimationOptionBeginFromCurrentState     = 1 <<  2, //!< 所有视图从当前状态开始运行.
    UIViewAnimationOptionRepeat                    = 1 <<  3, //!< 重复运行动画.
    UIViewAnimationOptionAutoreverse               = 1 <<  4, //!< 动画运行到结束点后仍然以动画方式回到初始点.
    UIViewAnimationOptionOverrideInheritedDuration = 1 <<  5, //!< 忽略嵌套动画时间设置.
    UIViewAnimationOptionOverrideInheritedCurve    = 1 <<  6, //!< 忽略嵌套动画速度设置.
    UIViewAnimationOptionAllowAnimatedContent      = 1 <<  7, //!< 动画过程中重绘视图（注意仅仅适用于转场动画）.
    UIViewAnimationOptionShowHideTransitionViews   = 1 <<  8, //!< 视图切换时直接隐藏旧视图、显示新视图，而不是将旧视图从父视图移除（仅仅适用于转场动画）.
    UIViewAnimationOptionOverrideInheritedOptions  = 1 <<  9, //!< 不继承父动画设置或动画类型.
    
    UIViewAnimationOptionCurveEaseInOut            = 0 << 16, //!< 动画先缓慢，然后逐渐加速.
    UIViewAnimationOptionCurveEaseIn               = 1 << 16, //!< 动画逐渐变慢.
    UIViewAnimationOptionCurveEaseOut              = 2 << 16, //!< 动画逐渐加速.
    UIViewAnimationOptionCurveLinear               = 3 << 16, //!< 动画匀速执行，默认值.
    
    UIViewAnimationOptionTransitionNone            = 0 << 20, //!< 没有转场动画效果.
    UIViewAnimationOptionTransitionFlipFromLeft    = 1 << 20, //!< 从左侧翻转效果.
    UIViewAnimationOptionTransitionFlipFromRight   = 2 << 20, //!< 从右侧翻转效果.
    UIViewAnimationOptionTransitionCurlUp          = 3 << 20, //!< 向后翻页的动画过渡效果.
    UIViewAnimationOptionTransitionCurlDown        = 4 << 20, //!< 向前翻页的动画过渡效果.
    UIViewAnimationOptionTransitionCrossDissolve   = 5 << 20, //!< 旧视图溶解消失显示下一个新视图的效果.
    UIViewAnimationOptionTransitionFlipFromTop     = 6 << 20, //!< 从上方翻转效果.
    UIViewAnimationOptionTransitionFlipFromBottom  = 7 << 20, //!< 从底部翻转效果.
    
    UIViewAnimationOptionPreferredFramesPerSecondDefault     = 0 << 24, //!< 默认的帧每秒.
    UIViewAnimationOptionPreferredFramesPerSecond60          = 3 << 24, //!< 60帧每秒的帧速率.
    UIViewAnimationOptionPreferredFramesPerSecond30          = 7 << 24, //!< 30帧每秒的帧速率.
    
} NS_ENUM_AVAILABLE_IOS(4_0);

 
@interface UIView(UIViewAnimationWithBlocks)
 
/** 用于对一个或多个视图的改变的持续时间、延时、选项动画完成时的操作 */
+ (void)animateWithDuration:(NSTimeInterval)duration delay:(NSTimeInterval)delay options:(UIViewAnimationOptions)options animations:(void (^)(void))animations completion:(void (^ __nullable)(BOOL finished))completion NS_AVAILABLE_IOS(4_0);
 
/** 用于对一个或多个视图的改变的持续时间、选项动画完成时的操作，默认：delay = 0.0, options = 0 */
+ (void)animateWithDuration:(NSTimeInterval)duration animations:(void (^)(void))animations completion:(void (^ __nullable)(BOOL finished))completion NS_AVAILABLE_IOS(4_0);
 
/** 用于对一个或多个视图的改变的持续时间内动画完成时的操作，默认：delay = 0.0, options = 0, completion = NULL */
+ (void)animateWithDuration:(NSTimeInterval)duration animations:(void (^)(void))animations NS_AVAILABLE_IOS(4_0);
 
/** 使用与物理弹簧运动相对应的定时曲线执行视图动画 */
+ (void)animateWithDuration:(NSTimeInterval)duration delay:(NSTimeInterval)delay usingSpringWithDamping:(CGFloat)dampingRatio initialSpringVelocity:(CGFloat)velocity options:(UIViewAnimationOptions)options animations:(void (^)(void))animations completion:(void (^ __nullable)(BOOL finished))completion NS_AVAILABLE_IOS(7_0);
 
/** 为指定的容器视图创建转换动画 */
+ (void)transitionWithView:(UIView *)view duration:(NSTimeInterval)duration options:(UIViewAnimationOptions)options animations:(void (^ __nullable)(void))animations completion:(void (^ __nullable)(BOOL finished))completion NS_AVAILABLE_IOS(4_0);
 
/** 使用给定的参数在指定视图之间创建转换动画 */
+ (void)transitionFromView:(UIView *)fromView toView:(UIView *)toView duration:(NSTimeInterval)duration options:(UIViewAnimationOptions)options completion:(void (^ __nullable)(BOOL finished))completion NS_AVAILABLE_IOS(4_0); // toView added to fromView.superview, fromView removed from its superview
 
/** 在一个或多个视图上执行指定的系统提供的动画，以及定义的可选并行动画 */
+ (void)performSystemAnimation:(UISystemAnimation)animation onViews:(NSArray<__kindof UIView *> *)views options:(UIViewAnimationOptions)options animations:(void (^ __nullable)(void))parallelAnimations completion:(void (^ __nullable)(BOOL finished))completion NS_AVAILABLE_IOS(7_0);
 
@end

Demo示例1

[UIView animateWithDuration:3.0 animations:^{
        
        self.redView.center = point;
        self.redView.transform = CGAffineTransformMakeScale(1.5, 1.5);
        self.redView.transform = CGAffineTransformMakeRotation(M_PI);
    } completion:^(BOOL finished) {
        [UIView animateWithDuration:2.0 animations:^{
            self.redView.frame = CGRectMake(100, 100, 100, 100);
            self.redView.transform = CGAffineTransformMakeScale(1 / 1.5,1 / 1.5);
            self.redView.transform = CGAffineTransformMakeRotation(M_PI);
        }];
    }];

Demo示例2

- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event{
    
    self.redView.alpha = 0;
/*
animateWithDuration 动画持续时间
delay 动画延迟执行的时间
usingSpringWithDamping 震动效果，范围0~1，数值越小震动效果越明显
initialSpringVelocity 初始速度，数值越大初始速度越快
options 动画的过渡效果
*/
    [UIView animateWithDuration:3.0  delay:1.0 usingSpringWithDamping:0.3 initialSpringVelocity:1 options:UIViewAnimationOptionAllowUserInteraction animations:^{
        self.redView.alpha = 1.0;
        self.redView.frame = CGRectMake(200, 350, 140, 140);
    } completion:^(BOOL finished) {
        [self.redView removeFromSuperview];
    }];
}

4. 关键帧动画

IOS7.0后新增了关键帧动画，支持属性关键帧，不支持路径关键帧

 [UIView animateKeyframesWithDuration:(NSTimeInterval)//动画持续时间
                            delay:(NSTimeInterval)//动画延迟执行的时间
                          options:(UIViewKeyframeAnimationOptions)//动画的过渡效果
                       animations:^{
                     //执行的关键帧动画
 }
                       completion:^(BOOL finished) {
                     //动画执行提交后的操作
 }];

UIViewKeyframeAnimationOptions的枚举值如下，可组合使用:

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

各种运算模式的直观比较如下图：

增加关键帧方法:

[UIView addKeyframeWithRelativeStartTime:(double)//动画开始的时间（占总时间的比例）
                     relativeDuration:(double) //动画持续时间（占总时间的比例）
                           animations:^{
                         //执行的动画
 }];

转场动画:
a.从旧视图到新视图的动画效果

[UIView transitionFromView:(nonnull UIView *) toView:(nonnull UIView *) duration:(NSTimeInterval) options:(UIViewAnimationOptions) completion:^(BOOL finished) {
                 //动画执行提交后的操作
 }];

在该动画过程中，fromView 会从父视图中移除，并将 toView 添加到父视图中，注意转场动画的作用对象是父视图（过渡效果体现在父视图上）。调用该方法相当于执行下面两句代码:

[fromView.superview addSubview:toView];
[fromView removeFromSuperview];

单个视图的过渡效果

[UIView transitionWithView:(nonnull UIView *)
               duration:(NSTimeInterval)
                options:(UIViewAnimationOptions)
             animations:^{
             //执行的动画
 }
             completion:^(BOOL finished) {
             //动画执行提交后的操作
 }];

更详细的API说明:

typedef NS_OPTIONS(NSUInteger, UIViewKeyframeAnimationOptions) {
    UIViewKeyframeAnimationOptionLayoutSubviews            = UIViewAnimationOptionLayoutSubviews, //!< 动画过程中保证子视图跟随运动.
    UIViewKeyframeAnimationOptionAllowUserInteraction      = UIViewAnimationOptionAllowUserInteraction, //!< 动画过程中允许用户交互.
    UIViewKeyframeAnimationOptionBeginFromCurrentState     = UIViewAnimationOptionBeginFromCurrentState, //!< 所有视图从当前状态开始运行.
    UIViewKeyframeAnimationOptionRepeat                    = UIViewAnimationOptionRepeat, //!< 重复运行动画.
    UIViewKeyframeAnimationOptionAutoreverse               = UIViewAnimationOptionAutoreverse, //!< 动画运行到结束点后仍然以动画方式回到初始点.
    UIViewKeyframeAnimationOptionOverrideInheritedDuration = UIViewAnimationOptionOverrideInheritedDuration, //!< 忽略嵌套动画时间设置.
    UIViewKeyframeAnimationOptionOverrideInheritedOptions  = UIViewAnimationOptionOverrideInheritedOptions, //!< 不继承父动画设置或动画类型.
    
    UIViewKeyframeAnimationOptionCalculationModeLinear     = 0 << 10, //!< 连续运算模式, 默认.
    UIViewKeyframeAnimationOptionCalculationModeDiscrete   = 1 << 10, //!< 离散运算模式.
    UIViewKeyframeAnimationOptionCalculationModePaced      = 2 << 10, //!< 均匀执行运算模式.
    UIViewKeyframeAnimationOptionCalculationModeCubic      = 3 << 10, //!< 平滑运算模式.
    UIViewKeyframeAnimationOptionCalculationModeCubicPaced = 4 << 10  //!< 平滑均匀运算模式.
} NS_ENUM_AVAILABLE_IOS(7_0);

/** UIView的关键帧动画 */
@interface UIView (UIViewKeyframeAnimations)
 
/** 创建一个动画块对象，可用于为当前视图设置基于关键帧的动画 */
+ (void)animateKeyframesWithDuration:(NSTimeInterval)duration delay:(NSTimeInterval)delay options:(UIViewKeyframeAnimationOptions)options animations:(void (^)(void))animations completion:(void (^ __nullable)(BOOL finished))completion NS_AVAILABLE_IOS(7_0);
/** 添加指定开始时间、持续时间的关键帧动画(起始和持续时间是0.0和1.0之间的值) */
+ (void)addKeyframeWithRelativeStartTime:(double)frameStartTime relativeDuration:(double)frameDuration animations:(void (^)(void))animations NS_AVAILABLE_IOS(7_0);
 
@end

三、Core Animation动画

说到核心动画，那就不得不先说下 CALayer。

  • 在iOS系统中，你能看得见摸得着的东西基本上都是UIView，比如一个按钮、一个文本标签、一个文本输入框、一个图标等等，这些都是UIView。
  • 其实UIView之所以能显示在屏幕上，完全是因为它内部的一个layer对象。
  • 在创建UIView对象时，UIView内部会自动创建一个层(即CALayer对象)，通过UIView的layer属性可以访问这个层。当UIView需要显示到屏幕上时，会调用drawRect:方法进行绘图，并且会将所有内容绘制在自己的层上，绘图完毕后，系统会将层拷贝到屏幕上，于是就完成了UIView的显示。
  • 换句话说，UIView本身不具备显示的功能，是它内部的层才有显示功能。

上面已经说过了，UIView之所以能够显示，完全是因为内部的CALayer对象。因此，通过操作这个CALayer对象，可以很方便地调整UIView的一些界面属性，比如: 阴影、圆角大小、边框宽度和颜色等。

1. CALayer的属性回顾

//下面是CALayer的一些属性介绍
//宽度和高度
@property CGRect bounds;

//位置(默认指中点，具体由anchorPoint决定)
@property CGPoint position;

//锚点(x,y的范围都是0-1)，决定了position的含义
@property CGPoint anchorPoint;

//背景颜色(CGColorRef类型)
@propertyCGColorRefbackgroundColor;

//形变属性
@property CATransform3D transform;

//边框颜色(CGColorRef类型)
@property  CGColorRef  borderColor;

//边框宽度
@property CGFloat borderWidth;

//圆角半径
@property CGFloat cornerRadius;

//内容(比如设置为图片CGImageRef)
@property(retain) id contents;

2. 给CALayer的contents赋值

说明：可以通过设置contents属性给UIView设置背景图片,注意必须是CGImage才能显示，我们可以在UIImage对象后面加上.CGImage直接转换，转换之后还需要在前面加上(id)进行强转。

// 跨框架赋值需要进行桥接
self.view.layer.contents = (__bridge id _Nullable)([UIImage imageNamed:@"123"].CGImage);

值得注意的是，UIView的CALayer对象(层)通过layer属性可以访问这个层。要注意的是，这个默认的层不允许重新创建，但可以往层里面添加子层。UIView可以通过addSubview:方法添加子视图，类似地，CALayer可以通过addSublayer:方法添加子层

3. position和anchorPoint

CALayer对象有两个比较重要的属性，那就是position和anchorPoint。

  • position和anchorPoint属性都是CGPoint类型的
  • position可以用来设置CALayer在父层中的位置，它是以父层的左上角为坐标原点(0, 0)
  • anchorPoint称为"锚点"，它决定着CALayer身上的哪个点会在position属性所指的位置。它的x、y取值范围都是0~1，默认值为(0.5, 0.5)
  1. 创建一个CALayer，添加到控制器的view的layer中 
     CALayer *myLayer = [CALayer layer];
// 设置层的宽度和高度（100x100）
myLayer.bounds = CGRectMake(0, 0, 100, 100);
// 设置层的位置
myLayer.position = CGPointMake(100, 100);
// 设置层的背景颜色：红色
myLayer.backgroundColor = [UIColor redColor].CGColor;

// 添加myLayer到控制器的view的layer中
[self.view.layer addSublayer:myLayer];
    第5行设置了myLayer的position为(100, 100)，又因为anchorPoint默认是(0.5, 0.5)，所以最后的效果是：myLayer的中点会在父层的(100, 100)位置

注意，蓝色线是我自己加上去的，方便大家理解，并不是默认的显示效果。两条蓝色线的宽度均为100。

  1. 若将anchorPoint改为(0, 0)，myLayer的左上角会在(100, 100)位置
    myLayer.anchorPoint = CGPointMake(0, 0);

  2. 若将anchorPoint改为(1, 1)，myLayer的右下角会在(100, 100)位置
    myLayer.anchorPoint = CGPointMake(1, 1);

  3. 将anchorPoint改为(0, 1)，myLayer的左下角会在(100, 100)位置
    myLayer.anchorPoint = CGPointMake(0, 1);

我想，你应该已经大概明白anchorPoint的用途了吧，它决定着CALayer身上的哪个点会在position所指定的位置上。它的x、y取值范围都是0~1，默认值为(0.5, 0.5)，因此，默认情况下，CALayer的中点会在position所指定的位置上。当anchorPoint为其他值时，以此类推。
anchorPoint是视图的中心点，position是视图的位置，位置会和中心点重叠。所以我们在开发中可以通过修改视图的layer.anchorPoint或者layer.position实现特定的动画效果。
下面举个两个例子: 两份代码，上面那个是anchorPoint为(0.5, 0.5)也就是默认情况下，下面那个是(0, 0)。

代码如下：

self.redView.layer.anchorPoint = CGPointMake(0.5, 0.5);
[UIView animateWithDuration:3.0 animations:^{
    self.redView.transform = CGAffineTransformMakeRotation(M_PI);
} completion:^(BOOL finished) {

}];

代码如下：

self.redView.layer.anchorPoint = CGPointMake(0, 0);
    [UIView animateWithDuration:3.0 animations:^{
        
        self.redView.transform = CGAffineTransformMakeRotation(M_PI);
    } completion:^(BOOL finished) {
        
    }];

4. CATransaction事务类|隐式动画

注意 CATransaction 不是 CATransition 根层与非根层:

  • 每一个UIView内部都默认关联着一个CALayer，我们可以称这个Layer为Root Layer（根层）
  • 所有的非Root Layer，也就是手动创建的CALayer对象，都存在着隐式动画

当对非Root Layer的部分属性进行修改时，默认会自动产生一些动画效果，而这些属性称为Animatable Properties(可动画属性)。

常见的几个可动画属性：

bounds：用于设置CALayer的宽度和高度。修改这个属性会产生缩放动画
backgroundColor：用于设置CALayer的背景色。修改这个属性会产生背景色的渐变动画
position：用于设置CALayer的位置。修改这个属性会产生平移动画
borderColor:边框颜色
opacity:不透明度

可以通过事务关闭隐式动画:

[CATransaction begin];
// 关闭隐式动画
[CATransaction setDisableActions:YES];

self.myview.layer.position = CGPointMake(10, 10);
[CATransaction commit];
  • CATransaction事务类可以对多个layer的属性同时进行修改，它分隐式事务和显式事务。
  • 当我们向图层添加显式或隐式动画时，Core Animation都会自动创建隐式事务。
  • 但是，我们还可以创建显式事务以更精确地管理这些动画。
  • 区分隐式动画和隐式事务:
    隐式动画通过隐式事务实现动画 。
  • 区分显式动画和显式事务:
    显式动画有多种实现方式，显式事务是一种实现显式动画的方式。
  • 除显式事务外,任何对于CALayer属性的修改,都是隐式事务.

隐式事务

//创建layer
let layer = CALayer()
layer.bounds = CGRect(x: 0, y: 0, width: 100, height: 100)
layer.position = CGPoint(x: 100, y: 350)
layer.backgroundColor = UIColor.red.cgColor
layer.borderColor = UIColor.black.cgColor
layer.opacity = 1.0
view.layer.addSublayer(layer)

//触发动画

// 设置变化动画过程是否显示，默认为true不显示
CATransaction.setDisableActions(false)
layer.cornerRadius = (layer.cornerRadius == 0.0) ? 30.0 : 0.0
layer.opacity = (layer.opacity == 1.0) ? 0.5 : 1.0

显式事务：通过明确的调用begin，commit来提交动画

CATransaction.begin()
layer.zPosition = 200.0
layer.opacity = 0.0
CATransaction.commit()

使用事务CATransaction的主要原因:

  • 在显式事务的范围内，我们可以更改持续时间，计时功能和其他参数。
  • 还可以为整个事务分配完成块，以便在动画组完成时通知应用。

例如，将动画的默认持续时间更改为8秒，使用setValue:forKey:方法进行修改，目前支持的属性包括： "animationDuration", "animationTimingFunction","completionBlock", "disableActions".

CATransaction.begin()
CATransaction.setValue(8.0, forKey: "animationDuration")
//执行动画
CATransaction.commit()

嵌套事务:

  • 当我们要为不同动画集提供不同默认值的情况下可以使用嵌套事务。
  • 要将一个事务嵌套在另一个事务中，只需再次调用begin，且每个begin调用必须一一对应一个commit方法。
  • 只有在为最外层事务提交更改后，Core Animation才会开始关联的动画。

嵌套显式事务代码

//事务嵌套
CATransaction.begin()   // 外部transaction
CATransaction.setValue(2.0, forKey: "animationDuration")
layer.position = CGPoint(x: 140, y: 140)
        
CATransaction.begin()   // 内部transaction
CATransaction.setValue(5.0, forKey: "animationDuration")
layer.zPosition = 200.0
layer.opacity = 0.0
        
CATransaction.commit()  // 内部transaction
CATransaction.commit()  // 外部transaction

5. Core Animation动画简介

  • Core Animation可以用在Mac OS X和iOS平台。
  • Core Animation的动画执行过程都是在后台操作的，不会阻塞主线程。
  • 要注意的是，Core Animation是直接作用在CALayer上的，并非UIView。
  • 乔帮主在2007年的WWDC大会上亲自为你演示Core Animation的强大：点击查看视频

6. 核心动画开发步骤

  1. 使用它需要先添加QuartzCore.framework框架和引入主头文件<QuartzCore/QuartzCore.h> （如果是xcode5之前的版本，使用它需要先添加QuartzCore.framework和引入对应的框架<QuartzCore/QuartzCore.h>）
  2. 初始化一个CAAnimation对象，并设置一些动画相关属性
  3. 通过调用CALayer的addAnimation:forKey:方法增加CAAnimation对象到CALayer中，这样就能开始执行动画了
  4. 通过调用CALayer的removeAnimationForKey:方法可以停止CALayer中的动画

7. CAAnimation——所有动画对象的父类

是所有动画对象的父类，负责控制动画的持续时间和速度，是个抽象类，不能直接使用，应该使用它具体的子类
属性说明：(带*号代表来自CAMediaTiming协议的属性)

  • *duration：动画的持续时间
  • *repeatCount：重复次数，无限循环可以设置HUGE_VALF或者MAXFLOAT
  • *repeatDuration：重复时间
  • removedOnCompletion：默认为YES，代表动画执行完毕后就从图层上移除，图形会恢复到动画执行前的状态。如果想让图层保持显示动画执行后的状态，那就设置为NO，不过还要设置fillMode为kCAFillModeForwards
  • *fillMode：决定当前对象在非active时间段的行为。比如动画开始之前或者动画结束之后
  • *beginTime：可以用来设置动画延迟执行时间，若想延迟2s，就设置为CACurrentMediaTime()+2，CACurrentMediaTime()为图层的当前时间
  • timingFunction：速度控制函数，控制动画运行的节奏
  • delegate：动画代理

8. CAAnimation——动画填充模式

  • fillMode属性值（要想fillMode有效，最好设置removedOnCompletion = NO）
  • kCAFillModeRemoved 这个是默认值，也就是说当动画开始前和动画结束后，动画对layer都没有影响，动画结束后，layer会恢复到之前的状态
  • kCAFillModeForwards 当动画结束后，layer会一直保持着动画最后的状态
  • kCAFillModeBackwards 在动画开始前，只需要将动画加入了一个layer，layer便立即进入动画的初始状态并等待动画开始。
  • kCAFillModeBoth 这个其实就是上面两个的合成.动画加入后开始之前，layer便处于动画初始状态，动画结束后layer保持动画最后的状态

9. CAAnimation——速度控制函数

速度控制函数(CAMediaTimingFunction)

  • kCAMediaTimingFunctionLinear（线性）：匀速，给你一个相对静态的感觉
  • kCAMediaTimingFunctionEaseIn（渐进）：动画缓慢进入，然后加速离开
  • kCAMediaTimingFunctionEaseOut（渐出）：动画全速进入，然后减速的到达目的地
  • kCAMediaTimingFunctionEaseInEaseOut（渐进渐出）：动画缓慢的进入，中间加速，然后减速的到达目的地。这个是默认的动画行为。

设置动画的执行节奏
anim.timingFunction = [CAMediaTimingFunction functionWithName:kCAMediaTimingFunctionLinear];

10. CAAnimation——动画代理方法

CAAnimation在分类中定义了代理方法,是给NSObject添加的分类,所以任何对象,成为CAAnimation的代理都可以

@interface NSObject (CAAnimationDelegate)

/* Called when the animation begins its active duration. */
动画开始的时候调用
- (void)animationDidStart:(CAAnimation *)anim;
动画停止的时候调用
- (void)animationDidStop:(CAAnimation *)anim finished:(BOOL)flag;

@end

11. CALayer上动画的暂停和恢复

#pragma mark 暂停CALayer的动画
-(void)pauseLayer:(CALayer*)layer
{
    CFTimeInterval pausedTime = [layer convertTime:CACurrentMediaTime() fromLayer:nil];
    //让CALayer的时间停止走动
    layer.speed = 0.0;
    //让CALayer的时间停留在pausedTime这个时刻
    layer.timeOffset = pausedTime;
}

12. CALayer上动画的恢复

#pragma mark 恢复CALayer的动画

-(void)resumeLayer:(CALayer*)layer
{
    CFTimeInterval pausedTime = layer.timeOffset;
    // 1. 让CALayer的时间继续行走
    layer.speed = 1.0;
    // 2. 取消上次记录的停留时刻
    layer.timeOffset = 0.0;
    // 3. 取消上次设置的时间
    layer.beginTime = 0.0;
    // 4. 计算暂停的时间(这里也可以用CACurrentMediaTime()-pausedTime)
    CFTimeInterval timeSincePause = [layer convertTime:CACurrentMediaTime() fromLayer:nil] - pausedTime;
    // 5. 设置相对于父坐标系的开始时间(往后退timeSincePause)
    layer.beginTime = timeSincePause;
}

13. CAPropertyAnimation

是CAAnimation的子类，也是个抽象类，要想创建动画对象，应该使用它的两个子类:

  • CABasicAnimation
  • CAKeyframeAnimation

属性说明：
keyPath：通过指定CALayer的一个属性名称为keyPath（NSString类型），并且对CALayer的这个属性的值进行修改，达到相应的动画效果。比如，指定@“position”为keyPath，就修改CALayer的position属性的值，以达到平移的动画效果

14. CABasicAnimation——基本动画

基本动画，是CAPropertyAnimation的子类

属性说明:

  • keyPath:要改变的属性名称(传字符串)
  • fromValue：keyPath相应属性的初始值
  • toValue：keyPath相应属性的结束值

动画过程说明：

  • 随着动画的进行，在长度为duration的持续时间内，keyPath相应属性的值从fromValue渐渐地变为toValue
  • keyPath内容是CALayer的可动画Animatable属性

如果fillMode=kCAFillModeForwards同时removedOnComletion=NO，那么在动画执行完毕后，图层会保持显示动画执行后的状态。但在实质上，图层的属性值还是动画执行前的初始值，并没有真正被改变。

    //创建动画
    CABasicAnimation *anim = [CABasicAnimation animation];;
    //    设置动画对象
    // keyPath决定了执行怎样的动画,调用layer的哪个属性来执行动画
    //     position:平移
    anim.keyPath = @"position";
    //    包装成对象
    anim.fromValue = [NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(0, 0)];;
    anim.toValue = [NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(200, 300)];
    anim.duration = 2.0;
    
    //    让图层保持动画执行完毕后的状态
    //    执行完毕以后不要删除动画
    anim.removedOnCompletion = NO;
    //    保持最新的状态
    anim.fillMode = kCAFillModeForwards;
    
    //    添加动画
    [self.layer addAnimation:anim forKey:nil];

举个例子: 代码如下:

//创建动画对象
    CABasicAnimation *anim = [CABasicAnimation animation];
    
    //设置动画属性
    anim.keyPath = @"position.y";
    anim.toValue = @300;
    
    //动画提交时,会自动删除动画
    anim.removedOnCompletion = NO;
    //设置动画最后保持状态
    anim.fillMode = kCAFillModeForwards;
    
    //添加动画对象
    [self.redView.layer addAnimation:anim forKey:nil];

15. CAKeyframeAnimation——关键帧动画

关键帧动画，也是CAPropertyAnimation的子类，与CABasicAnimation的区别是：

  • CABasicAnimation只能从一个数值（fromValue）变到另一个数值（toValue）
  • 而CAKeyframeAnimation会使用一个NSArray保存这些数值

属性说明：

  • values: 上述的NSArray对象。里面的元素称为“关键帧”(keyframe)。动画对象会在指定的时间（duration）内，依次显示values数组中的每一个关键帧
  • path: 代表路径可以设置一个CGPathRef、CGMutablePathRef，让图层按照路径轨迹移动。path只对CALayer的

anchorPoint和position起作用。如果设置了path，那么values将被忽略

  • keyTimes：可以为对应的关键帧指定对应的时间点，其取值范围为0到1.0，keyTimes中的每一个时间值都对应values中的每一帧。如果没有设置keyTimes，各个关键帧的时间是平分的

CABasicAnimation可看做是只有2个关键帧的CAKeyframeAnimation

//    创建动画
  CAKeyframeAnimation *anim = [CAKeyframeAnimation animation];;
//    设置动画对象
//  keyPath决定了执行怎样的动画,调整哪个属性来执行动画
  anim.keyPath = @"position";
  NSValue *v1 = [NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(100, 0)];
  NSValue *v2 = [NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(200, 0)];
  NSValue *v3 = [NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(300, 0)];
  NSValue *v4 = [NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(400, 0)];
  
  anim.values = @[v1,v2,v3,v4];
  anim.duration = 2.0;
//    让图层保持动画执行完毕后的状态
//    状态执行完毕后不要删除动画
  anim.removedOnCompletion = NO;
//    保持最新的状态
  anim.fillMode = kCAFillModeForwards;
  
//    添加动画
  [self.layer addAnimation:anim forKey:nil];
//  根据路径创建动画
//    创建动画
  CAKeyframeAnimation *anim = [CAKeyframeAnimation animation];;

  anim.keyPath = @"position";
  anim.removedOnCompletion = NO;
  anim.fillMode = kCAFillModeForwards;
  anim.duration = 2.0;
  
//    创建一个路径
  CGMutablePathRef path = CGPathCreateMutable();
//    路径的范围
  CGPathAddEllipseInRect(path, NULL, CGRectMake(100, 100, 200, 200));
//    添加路径
  anim.path = path;
//    释放路径(带Create的函数创建的对象都需要手动释放,否则会内存泄露)
  CGPathRelease(path);
//    添加到View的layer
  [self.redView.layer addAnimation:anim forKey];

举个例子：

代码如下：

//帧动画
    CAKeyframeAnimation *anim = [CAKeyframeAnimation animation];
    anim.keyPath = @"transform.rotation";
    anim.values = @[@(angle2Radio(-5)),@(angle2Radio(5)),@(angle2Radio(-5))];
    
    anim.repeatCount = MAXFLOAT;
    
    //自动反转
    //anim.autoreverses = YES;
    
    [self.imageV.layer addAnimation:anim forKey:nil];

再举个例子：

代码如下：


#import "ViewController.h"

@interface ViewController ()

/** 注释*/
@property (nonatomic ,weak) CALayer *fistLayer;

@property (strong, nonatomic)  NSMutableArray *imageArray;

@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];

    //设置背景
    self.view.layer.contents = (id)[UIImage imageNamed:@"bg"].CGImage;
    
    CALayer *fistLayer = [CALayer layer];
    fistLayer.frame = CGRectMake(100, 288, 89, 40);
    //fistLayer.backgroundColor = [UIColor redColor].CGColor;
    [self.view.layer addSublayer:fistLayer];
    self.fistLayer = fistLayer;
    
    //fistLayer.transform = CATransform3DMakeRotation(M_PI, 0, 0, 1);
    
    
    //加载图片
    NSMutableArray *imageArray = [NSMutableArray array];
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
       UIImage *image = [UIImage imageNamed:[NSString stringWithFormat:@"fish%d",i]];
        [imageArray addObject:image];
    }
    self.imageArray = imageArray;
    //添加定时器
    [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:0.1 target:self selector:@selector(update) userInfo:nil repeats:YES];
    
    //添加动画
    CAKeyframeAnimation *anim = [CAKeyframeAnimation animation];
    anim.keyPath = @"position";
    

    UIBezierPath *path = [UIBezierPath bezierPath];
    [path moveToPoint:CGPointMake(100, 200)];
    [path addLineToPoint:CGPointMake(350, 200)];
    [path addLineToPoint:CGPointMake(350, 500)];
    [path addQuadCurveToPoint:CGPointMake(100, 200) controlPoint:CGPointMake(150, 700)];
    
    //传入路径
    anim.path = path.CGPath;
    
    anim.duration  = 5;
    
    anim.repeatCount = MAXFLOAT;
    
    anim.calculationMode = @"cubicPaced";
    
    anim.rotationMode = @"autoReverse";
    
    [fistLayer addAnimation:anim forKey:nil];

}

static int _imageIndex = 0;
- (void)update {
    //从数组当中取出图片
    UIImage *image = self.imageArray[_imageIndex];
    self.fistLayer.contents = (id)image.CGImage;
    _imageIndex++;
    if (_imageIndex > 9) {
        _imageIndex = 0;
    }
}

@end

16. 转场动画——CATransition

CATransition是CAAnimation的子类，用于做转场动画，能够为层提供移出屏幕和移入屏幕的动画效果。iOS比Mac OS X的转场动画效果少一点
UINavigationController就是通过CATransition实现了将控制器的视图推入屏幕的动画效果
动画属性:(有的属性是具备方向的,详情看下图)
type：动画过渡类型
subtype：动画过渡方向
startProgress：动画起点(在整体动画的百分比)
endProgress：动画终点(在整体动画的百分比)

    CATransition *anim = [CATransition animation];
    转场类型
    anim.type = @"cube";
    动画执行时间
    anim.duration = 0.5;
    动画执行方向
    anim.subtype = kCATransitionFromLeft;
    添加到View的layer
    [self.redView.layer addAnimation:anim forKey];

举个例子：


#import "ViewController.h"
@interface ViewController ()
@property (weak, nonatomic) IBOutlet UIImageView *imageV;

@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
 
    self.imageV.userInteractionEnabled = YES;
    //添加手势
    UISwipeGestureRecognizer *leftSwipe = [[UISwipeGestureRecognizer alloc] initWithTarget:self action:@selector(swipe:)];
    leftSwipe.direction = UISwipeGestureRecognizerDirectionLeft;
    [self.imageV addGestureRecognizer:leftSwipe];
    
    UISwipeGestureRecognizer *rightSwipe = [[UISwipeGestureRecognizer alloc] initWithTarget:self action:@selector(swipe:)];
    
    rightSwipe.direction = UISwipeGestureRecognizerDirectionRight;
    [self.imageV addGestureRecognizer:rightSwipe];
    
}

static int _imageIndex = 0;
- (void)swipe:(UISwipeGestureRecognizer *)swipe {
    
    
    //转场代码与转场动画必须得在同一个方法当中.
    NSString *dir = nil;
    if (swipe.direction == UISwipeGestureRecognizerDirectionLeft) {
        
        _imageIndex++;
        if (_imageIndex > 4) {
            _imageIndex = 0;
        }
        NSString *imageName = [NSString stringWithFormat:@"%d",_imageIndex];
        self.imageV.image = [UIImage imageNamed:imageName];
        
        dir = @"fromRight";
    }else if (swipe.direction == UISwipeGestureRecognizerDirectionRight) {

        _imageIndex--;
        if (_imageIndex < 0) {
            _imageIndex = 4;
        }
        NSString *imageName = [NSString stringWithFormat:@"%d",_imageIndex];
        self.imageV.image = [UIImage imageNamed:imageName];
        
        dir = @"fromLeft";
    }
    
    //添加动画
    CATransition *anim = [CATransition animation];
    //设置转场类型
    anim.type = @"cube";
    //设置转场的方向
    anim.subtype = dir;
    
    anim.duration = 0.5;
    //动画从哪个点开始
    //    anim.startProgress = 0.2;
    //    anim.endProgress = 0.3;
    
    [self.imageV.layer addAnimation:anim forKey:nil];
        
}

- (void)didReceiveMemoryWarning {
    [super didReceiveMemoryWarning];
    // Dispose of any resources that can be recreated.
}

@end

17. CAAnimationGroup——动画组

动画组，是CAAnimation的子类，可以保存一组动画对象，将CAAnimationGroup对象加入层后，组中所有动画对象可以同时并发运行

属性说明：
animations：用来保存一组动画对象的NSArray
默认情况下，一组动画对象是同时运行的，也可以通过设置动画对象的beginTime属性来更改动画的开始时间

    CAAnimationGroup *group = [CAAnimationGroup animation];

//    创建旋转动画对象
    CABasicAnimation *retate = [CABasicAnimation animation];
//    layer的旋转属性
    retate.keyPath = @"transform.rotation";
//    角度
    retate.toValue = @(M_PI);
    
//    创建缩放动画对象
    CABasicAnimation *scale = [CABasicAnimation animation];
//    缩放属性
    scale.keyPath = @"transform.scale";
//    缩放比例
    scale.toValue = @(0.0);
//    添加到动画组当中
    group.animations = @[retate,scale];
//           执行动画时间
    group.duration = 2.0;
//    执行完以后不要删除动画
    group.removedOnCompletion = NO;
//          保持最新的状态
    group.fillMode = kCAFillModeForwards;

    [self.view.layer addAnimation:group forKey:nil];

举个🌰：

CAAnimationGroup.gif

代码如下：

#import "ViewController.h"

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

@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
}

- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
    
    //移动
    CABasicAnimation *anim = [CABasicAnimation animation];
    anim.keyPath =  @"position.y";
    anim.toValue = @500;
//    anim.removedOnCompletion = NO;
//    anim.fillMode = kCAFillModeForwards;
//    [self.redView.layer addAnimation:anim forKey:nil];
//    
    //缩放
    CABasicAnimation *anim2 = [CABasicAnimation animation];
    anim2.keyPath =  @"transform.scale";
    anim2.toValue = @0.5;
//    anim2.removedOnCompletion = NO;
//    anim2.fillMode = kCAFillModeForwards;
//    [self.redView.layer addAnimation:anim2 forKey:nil];

    CAAnimationGroup *groupAnim = [CAAnimationGroup animation];
    //会执行数组当中每一个动画对象
    groupAnim.animations = @[anim,anim2];
    groupAnim.removedOnCompletion = NO;
    groupAnim.fillMode = kCAFillModeForwards;
    [self.redView.layer addAnimation:groupAnim forKey:nil];
    
}

- (void)didReceiveMemoryWarning {
    [super didReceiveMemoryWarning];
    // Dispose of any resources that can be recreated.
}

@end

三大动画:(不需要交互的时候可以选择以下动画)
CAAnimationGroup——动画组
CAKeyframeAnimation——关键帧动画
转场动画——CATransition

//参数说明：
 duration：动画的持续时间
 view：需要进行转场动画的视图
 options：转场动画的类型
 animations：将改变视图属性的代码放在这个block中
 completion：动画结束后，会自动调用这个block
 + (void)transitionWithView:(UIView *)view duration:(NSTimeInterval)duration options:(UIViewAnimationOptions)options animations:(void (^)(void))animations completion:(void (^)(BOOL finished))completion;

使用UIView动画函数实现转场动画——双视图

参数说明：
duration：动画的持续时间
options：转场动画的类型
animations：将改变视图属性的代码放在这个block中
completion：动画结束后，会自动调用这个block

+ (void)transitionFromView:(UIView *)fromView toView:(UIView *)toView duration:(NSTimeInterval)duration options:(UIViewAnimationOptions)options completion:(void (^)(BOOL finished))completion;

转场动画
1.创建转场动画:[CATransition animation];
2.设置动画属性值
3.添加到需要专场动画的图层上 [layer addAimation:animation forKer:nil];

转场动画的类型（NSString *type）
fade : 交叉淡化过渡
push : 新视图把旧视图推出去
moveIn: 新视图移到旧视图上面
reveal: 将旧视图移开,显示下面的新视图
cube : 立方体翻滚效果
oglFlip : 上下左右翻转效果
suckEffect : 收缩效果，如一块布被抽走
rippleEffect: 水滴效果
pageCurl : 向上翻页效果
pageUnCurl : 向下翻页效果
cameraIrisHollowOpen : 相机镜头打开效果
cameraIrisHollowClos : 相机镜头关闭效果

注意:\

  • 核心动画只是修改了控件的图形树，换句话说就是只是修改了他的显示，并没有改变控件的真实位置！！！
  • 也就是说在动画的过程中点击控件是不能跟用户进行交互的，切记切记！！！
  • 当然，点击控件的起始位置是可以的。

四、粒子动画

  • CAEmitterLayer 是一个高性能的粒子引擎，被用来创建 实时粒子动画如: 烟雾、火花、雨、雪等等这些效果
  • CAEmitterLayer 常与 CAEmitterCell 结合使用
    • 你将会为不同的例子效果定义一个或多个CAEmitterCell作为模版,
    • 同时CAEmitterLayer负责基于这些模版实例化一个粒子流。
    • 一个CAEmitterCell类似于一个CALayer:
      它有一个contents属性可以定义为一个CGImage，另外还有一些可设置属性控制着表现和行为。

1. CAEmitterLayer

1.1 CAEmitterLayer常用属性

@property(nullable, copy) NSArray<CAEmitterCell *> *emitterCells; // 用来装粒子的数组
@property float birthRate; // 粒子产生系数，默认1.0
@property float lifetime; // 粒子的生命周期系数, 默认1.0
@property CGPoint emitterPosition; // 决定了粒子发射形状的中心点
@property CGFloat emitterZPosition;
@property CGSize emitterSize; // 发射源的尺寸大小
@property CGFloat emitterDepth;
@property(copy) NSString *emitterShape; // 发射源的形状
@property(copy) NSString *emitterMode; // 发射模式
@property(copy) NSString *renderMode; // 渲染模式
@property BOOL preservesDepth;
@property float velocity; // 粒子速度系数, 默认1.0
@property float scale; // 粒子的缩放比例系数, 默认1.0
@property float spin; // 粒子的自旋转速度系数, 默认1.0
@property unsigned int seed; // 随机数发生器

CAEmitterLayer里面的API里面的所有属性都已经贴出来并作了说明，看看注释并调试一下就能理解大部分，接下来重点说说一些常用的属性

  • renderMode：渲染模式，控制着在视觉上粒子图片是如何混合的。 
    NSString * const kCAEmitterLayerUnordered;
NSString * const kCAEmitterLayerOldestFirst;
NSString * const kCAEmitterLayerOldestLast;
NSString * const kCAEmitterLayerBackToFront;
NSString * const kCAEmitterLayerAdditive;
  • emitterMode: 发射模式，这个字段规定了在特定形状上发射的具体形式是什么 
    kCAEmitterLayerPoints： 点模式，发射器是以点的形势发射粒子。
kCAEmitterLayerOutline：这个模式下整个边框都是发射点，即边框进行发射
kCAEmitterLayerSurface：这个模式下是我们边框包含下的区域进行抛洒
kCAEmitterLayerVolume： 同上
  • emitterShape：规定了发射源的形状。 
    kCAEmitterLayerPoint：点形状，发射源的形状就是一个点，位置在上面position设置的位置
kCAEmitterLayerLine：线形状，发射源的形状是一条线，位置在rect的横向的位于垂直方向中间那条
kCAEmitterLayerRectangle：矩形状，发射源是一个矩形，就是上面生成的那个矩形rect
kCAEmitterLayerCuboid：立体矩形形状，发射源是一个立体矩形，这里要生效的话需要设置z方向的数据，如果不设置就同矩形状
kCAEmitterLayerCircle：圆形形状，发射源是一个圆形，形状为矩形包裹的那个圆，二维的
kCAEmitterLayerSphere：立体圆形，三维的圆形，同样需要设置z方向数据，不设置则通二维一样
  • emitterSize：发射源的大小，这个emitterSize结合position构建了发射源的位置及大小的矩形区域rect
  • emitterPosition：发射点的位置。
  • lifetime：粒子的生命周期。
  • velocity：粒子速度。
  • scale：粒子缩放比例。
  • spin：自旋转速度。
  • seed：用于初始化产生的随机数产生的种子。
  • emitterCells：CAEmitterCell对象的数组，被用于把粒子投放到layer上

1.2 CAEmitterLayer决定粒子系数的属性

  • birthRate： 粒子产生系数，默认1.0；每个粒子cell的产生率乘以这个粒子产生系数，得出每一秒产生这个粒子的个数。 即：每秒粒子产生个数 = layer.birthRate * cell.birthRate ；
  • lifetime：粒子的生命周期系数，默认1.0。计算方式同上；
  • velocity：粒子速度系数, 默认1.0。计算方式同上；
  • scale：粒子的缩放比例系数, 默认1.0。计算方式同上；
  • spin：自旋转速度系数, 默认1.0。计算方式同上；

1.3 CAEmitterLayer决定粒子内容的属性

  • emitterCells：用来装粒子的数组。每种粒子就是一个CAEmitterCell。在API中可以看到CAEmitterCell是服从CAMediatiming协议的，可以通过beginTime来控制subCell的出现时机

2. CAEmitterCell

2.1 CAEmitterCell常用属性

@property(nullable, copy) NSString *name; // 粒子名字， 默认为nil
@property(getter=isEnabled) BOOL enabled; 
@property float birthRate; // 粒子的产生率，默认0
@property float lifetime; // 粒子的生命周期,以秒为单位。默认0
@property float lifetimeRange; // 粒子的生命周期的范围，以秒为单位。默认0
@property CGFloat emissionLatitude;// 指定纬度,纬度角代表了在x-z轴平面坐标系中与x轴之间的夹角，默认0: 
@property CGFloat emissionLongitude; // 指定经度,经度角代表了在x-y轴平面坐标系中与x轴之间的夹角，默认0:
@property CGFloat emissionRange; //发射角度范围,默认0，以锥形分布开的发射角度。角度用弧度制。粒子均匀分布在这个锥形范围内;
@property CGFloat velocity; // 速度和速度范围，两者默认0
@property CGFloat velocityRange;
@property CGFloat xAcceleration; // x,y,z方向上的加速度分量,三者默认都是0
@property CGFloat yAcceleration;
@property CGFloat zAcceleration;
@property CGFloat scale; // 缩放比例, 默认是1
@property CGFloat scaleRange; // 缩放比例范围,默认是0
@property CGFloat scaleSpeed; // 在生命周期内的缩放速度,默认是0
@property CGFloat spin; // 粒子的平均旋转速度，默认是0
@property CGFloat spinRange; // 自旋转角度范围，弧度制,默认是0
@property(nullable) CGColorRef color; // 粒子的颜色,默认白色
@property float redRange; // 粒子颜色red,green,blue,alpha能改变的范围,默认0
@property float greenRange;
@property float blueRange;
@property float alphaRange;
@property float redSpeed; // 粒子颜色red,green,blue,alpha在生命周期内的改变速度,默认都是0
@property float greenSpeed;
@property float blueSpeed;
@property float alphaSpeed;
@property(nullable, strong) id contents; // 粒子的内容，为CGImageRef的对象
@property CGRect contentsRect;
@property CGFloat contentsScale;
@property(copy) NSString *minificationFilter;
@property(copy) NSString *magnificationFilter;
@property float minificationFilterBias;
@property(nullable, copy) NSArray<CAEmitterCell *> *emitterCells; // 粒子里面的粒子
@property(nullable, copy) NSDictionary *style;

CAEmitterCell里面的API里面的大部分属性作了说明，看看注释并调试一下就能理解大部分，接下来重点说说一些常用的属性。CAEmitterLayer就是粒子的工厂，但是要实现效果就需要CAEmitterCell的帮助。

  • 粒子在X.Y.Z三个方向上的加速度。 
    @property CGFloat xAcceleration;
@property CGFloat yAcceleration;
@property CGFloat zAcceleration;
  • 粒子缩放比例、缩放范围及缩放速度。（0.0`1.0） 
    @property CGFloat scale;
@property CGFloat scaleRange;
@property CGFloat scaleSpeed;
  • 粒子自旋转速度及范围： 
    @property CGFloat spin;
@property CGFloat spinRange;
  • 粒子RGB及alpha变化范围、速度。 
    //范围：
@property float redRange;
@property float greenRange;
@property float blueRange;
@property float alphaRange;
//速度：
@property float redSpeed;
@property float greenSpeed;
@property float blueSpeed;
@property float alphaSpeed;
  • emitterCells：子粒子。
  • color:指定了一个可以混合图片内容颜色的混合色。
  • birthRate:粒子产生系数，默认1.0.
  • contents：是个CGImageRef的对象,即粒子要展现的图片；
  • emissionRange：值是2π(代码写成M_PI * 2.0f)，这意味着粒子可以从360度任意位置反射出来。如果指定一个小一些的值，就可以创造出一个圆锥形。
  • 指定值在时间线上的变化，例如：alphaSpeed = 0.4，说明粒子每过一秒减小0.4。

2.2 CAEmitterCell决定生命状态的属性

  • lifetime、lifetimeRange：粒子在系统上的生命周期，即存活时间，单位是秒。配合lifetimeRage来让粒子生命周期均匀变化，以便可以让粒子的出现和消失显得更加离散。
  • birthRate：每秒钟产生的粒子的数量，是浮点数。对于这个数量为浮点数，在测试的时候可以灵活使用它。比如你想看粒子的运动状态，但是太多了可能会很迷糊，这时候你把birthRate = 0.1f，其他参数不变，就能看到单个粒子的运动状态。

2.3 CAEmitterCell决定内容的属性

  • contents：为CGImageRef的对象。关于contents会联想到CALayer了，在CALayer中展示静态的图片是需要用到这个属性。提供一张图片，作为粒子系统的粒子。但是因为粒子系统可以给粒子上色，为了做出好的颜色变换效果，通常提供的图片为纯色的图片，一般为白色。
  • name：粒子的名字。初看没什么用，但是当CAEmitterLayer里面有很多个cell的时候，给每个cell设置好名字，要修改一些属性以达到动画效果的改变等，就可以通过KVC拿到这个cell的某个属性。在后面的几个demo中都用用到。

2.4 CAEmitterCell决定颜色状态的属性

粒子系统之所以能做出炫酷的效果，和它的色彩多样化有必不可上的关系，在CAEmitterCell中提供了较多的颜色控制属性这部分属性让你获得了控制粒子颜色，颜色变化范围和速度的能力，你可以凭借它来完成一些渐变的效果或其它构建在它之上的酷炫效果。接下来就看看这些颜色属性。

  • color：color是粒子的颜色属性，这个颜色属性的作用是给粒子上色，它的实现方法很简单，就是将contents自身的颜色的RGBA值 * color的RGBA值，就得到最终的粒子的颜色。为了很好的计算，通常用白色的图片作为contents，因为它的RGB都是255，转换为UIColor中的component就是1，用color乘上它就能得到color设置的颜色效果。
  • redRange、greenRange、blueRange、alphaRange:这些是对应的color的RGBA的取值范围,取值范围为0~1，比如如下设置中
snowCell.color = [[UIColor colorWithRed:0.1 green:0.2 blue:0.3 alpha:0.5]CGColor];
snowCell.redRange = 0.1;
snowCell.greenRange = 0.1;
snowCell.blueRange = 0.1;
snowCell.alphaRange = 0.1;

对应的RGBA的取值范围就是：R（00.2）、G（0.10.3）、B（0.20.4）、A（0.40.6）。

  • redSpeed、greenSpeed、blueSpeed、alphaSpeed:这些是对应的是粒子的RGBA的变化速度，取值范围为0~1。表示每秒钟的RGBA的变化率。这个变化率的计算方式其实很简单，先看下面的几行代码：
snowCell.lifetime = 20.f;  // 粒子的生命周期
snowCell.color = [[UIColor colorWithRed:0.f green:1.f blue:1.f alpha:1.f]CGColor];
snowCell.redSpeed = 0.2;

这里设置了粒子颜色的RGBA，以及redSpeed，其他的没设置默认为0。粒子的生命周期(lifetime)为20秒，那么这个粒子从产生到消失的时间就是20秒。它的Red值为0，redSpeed为0.2，那么在粒子的这个生命周期内，粒子的每秒钟的Rde值就会增加0.2 * 255,表现在外观上的状态就是粒子颜色在不断变化，接近白色。最后粒子生命周期结束的时候，粒子的color正好是RGBA(1,1,1,1)。当然个变化的速度也可以负数，计算方式相同。比如要设置烟花的效果，那么要让在爆炸的过程中颜色变化，就是通过这样的设置达到的效果。

2.5 CAEmitterCell决定飞行轨迹的属性。

CAEmitterLayer虽然控制了粒子的发射位置和形状等，但是粒子的飞行同时也需要自身去决定，比如粒子发射的角度、发散的范围，自转属性等。那么接下来就说说这些属性。

  • emissionLongitude： 指定经度,经度角代表了在x-y轴平面坐标系中与x轴之间的夹角，默认0，弧度制。顺时针方向为正。这样解释看起来不好懂，画个图就明白了。

emissionLatitude

粒子沿着X轴向右飞行，如果`emissionLongtitude = 0`那么粒子会沿着X轴向右飞行，如果想沿着Y轴向下飞行，那么可以设置`emissionLongtitude = M_PI_2`。

  • emissionLatitude:这个和emissionLongitude的原理是一样的，只不过是在三维平面上的x-z轴上与x轴的夹角。

  • emissionRange：发射角度范围,默认0，以锥形分布开的发射角度。角度用弧度制。粒子均匀分布在这个锥形范围内。在二维平面中，若想要以锥形的形式发射粒子，然粒子的发散范围不是一条线，而是一个锥形区域(也可以叫做扇形)，那么可以通过emissionRange来设置一个范围。比如想沿Y轴向下成90度的锥形区域发散，那么可以通过如下代码设置：

snowCell.emissionLongitude = M_PI_2;
snowCell.emissionRange = M_PI_4;

实现的效果如下：

实现效果

可以看到粒子是沿着Y轴向下成90度的一个发散角度。如果想实现火焰等效果。就可以这样，把角度调小一点即可。

  • velocity、velocityRange、xAcceleration 、yAcceleration、zAcceleration:前面两个是粒子的初速度和初速度的范围，后面是三个分别是在x、y、z轴方向的加速度，这个很好理解，初中就应该知道加速度的概念，也就是每秒钟速度的变化量。在放烟花的效果中，烟花飞上天的过程中，模拟一个收重力影响的效果，就可以通过yAcceleration模拟一个重力加速度的效果。
  • spin，spinRange:这两个属性很重要，是粒子的自转属性。在粒子被发射出去之后，想要实现自转，就需要用到他们。**粒子的自转是以弧度制来计算的，表示每秒钟粒子自转的弧度数。spin为正数代表粒子是顺时针旋转的，为负数的话就是逆时针选转了。**举个🌰：粒子的生命周期就是20秒，那么你想让你的粒子这个生命周期内刚好自转12周，若spinRange为0，那么粒子的spin值就应该为((PI/180)*360 * 12)/20，就得到了每秒需要转动的弧度数。

2.6 CAEmitterCell子粒子的属性

  • emitterCells：看到CAEmitterCell的这个属性的时候或许会有些疑惑，不用惊讶，前面说过CAEmitterLayer可以产生cell，通用cell也可以产生cell。那么这个属性就和CAEmitterLayer中的emitterCells一样，也是一个数组。这里有几个需要注意的地方：

    1. 若给cell设置了subCell，若想控制subCell的方向，那么得考虑父cell的方向属性，也就是emissionLongtitude和emissionLatitude这两个属性的情况。

    2. 不管父粒子cell是从什么样的形状上发射出来的，若要发射subCell，subCell总是从kCAEmitterLayerPoint形状上由父粒子的中心发射出来的。

3. 注意

  • CAEmitterLayer 和 CAEmitterCell 中 有相同的属性,他们控制相同的特性
  • 若是相同属性都各自设置了值,粒子发射引擎在工作的时候,会把两个值相乘。作为这个属性的最终值来控制显示效果
  • 相同属性如下: 
    @property float birthRate; // 每秒产生的粒子数量
@property float lifetime; // 粒子的生命周期.单位是秒
@property CGFloat scale; // 粒子的缩放比例

代码示例:

    UIView * containView = [[UIView alloc]initWithFrame:self.view.bounds];
    containView.center = self.view.center;
    containView.backgroundColor = self.view.backgroundColor;
    self.containView = containView;
    [self.view addSubview:self.containView];

    CAEmitterLayer *emitter = [CAEmitterLayer layer];
    emitter.frame = self.containView.bounds;
    [self.containView.layer addSublayer:emitter];
    emitter.renderMode = kCAEmitterLayerAdditive;//这会让重叠的地方变得更亮一些。
    emitter.emitterPosition = CGPointMake(emitter.frame.size.width / 2.0, emitter.frame.size.height / 2.0);

    CAEmitterCell *cell = [[CAEmitterCell alloc] init];
    cell.contents = (__bridge id)[UIImage imageNamed:@"star_yellow"].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;

    emitter.emitterCells = @[cell];

案例2:瀑布飘洒效果

- (void)setupSubviews {
    self.layer.backgroundColor = [UIColor blackColor].CGColor;
    // 配置emitter
    [self emiterLayer].renderMode = kCAEmitterLayerAdditive; // 粒子如何混合, 这里是直接重叠
    [self emiterLayer].emitterPosition = CGPointMake(self.frame.size.width, 0); // 发射点的位置
    [self emiterLayer].emitterShape = kCAEmitterLayerPoint;
    

    NSMutableArray * mArr = @[].mutableCopy;
    int cellCount = 6;
    for (int i = 0; i<cellCount; i++) {
        CAEmitterCell * cell = [self getEmitterCellAction];
        [mArr addObject:cell];
    }
    [self emiterLayer].emitterCells = mArr; // 将粒子组成的数组赋值给CAEmitterLayer的emitterCells属性即可.
}

- (CAEmitterCell *)getEmitterCellAction {
    CAEmitterCell *cell = [[CAEmitterCell alloc] init];
    //    cell.contents = (__bridge id)[UIImage imageNamed:@"coin"].CGImage; // 粒子中的图片
    cell.contents = (__bridge id _Nullable)([self setRandomColorCircleImageSize:CGSizeMake(20, 20)].CGImage);
    cell.yAcceleration = arc4random_uniform(80);   // 粒子的初始加速度
    cell.xAcceleration = -cell.yAcceleration-10;
    cell.birthRate = 10.f;           // 每秒生成粒子的个数
    cell.lifetime = 6.f;            // 粒子存活时间
    cell.alphaSpeed = -0.1f;        // 粒子消逝的速度
    cell.velocity = 30.f;           // 粒子运动的速度均值
    cell.velocityRange = 100.f;      // 粒子运动的速度扰动范围
    cell.emissionRange = M_PI; // 粒子发射角度, 这里是一个扇形.
    
//    cell.scale = 0.2;
//    cell.scaleRange = 0.1;
//    cell.scaleSpeed = 0.02;
    
    CGFloat colorChangeValue  = 50.0f;
    cell.blueRange = colorChangeValue;
    cell.redRange =  colorChangeValue;
    cell.greenRange =  colorChangeValue;
    
    return cell;
}

当emitterShape发射源形状取值不同时会有不同效果。

  • kCAEmitterLayerPoint: 点
  • kCAEmitterLayerLine: 线

五、UIImageView帧动画

1.相关的属性和方法:

//动画持续时间
@property (nonatomic) NSTimeInterval animationDuration;         // for one cycle of images. default is number of images * 1/30th of a second (i.e. 30 fps)
//动画持续次数.默认是0,代表无限循环
@property (nonatomic) NSInteger      animationRepeatCount;      // 0 means infinite (default is 0)
//开始动画
- (void)startAnimating;
//结束动画
- (void)stopAnimating;

2.gif动画/图片数组Demo

- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event{

    NSArray *imageArray = [self getImageArrayWithGIFName:@"aisi"];
    self.imageView.animationImages = imageArray;
    self.imageView.animationDuration = 3;
    self.imageView.animationRepeatCount = MAXFLOAT;
    [self.imageView startAnimating];

    dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(5.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
        [_imageView stopAnimating];
    });
}

- (NSArray<UIImage *> *)getImageArrayWithGIFName:(NSString *)imageName {

    NSMutableArray *imageArray = [NSMutableArray array];
    NSString *path = [[NSBundle mainBundle] pathForResource:imageName ofType:@"gif"];
    NSData *data = [NSData dataWithContentsOfFile:path];

    if (!data) {
        NSLog(@"图片不存在!");
        return nil;
    }

    CGImageSourceRef source = CGImageSourceCreateWithData((__bridge CFDataRef)data, NULL);
    size_t count = CGImageSourceGetCount(source);

    if (count <= 1) {
        [imageArray addObject:[[UIImage alloc] initWithData:data]];
    }else {

        for (size_t i = 0; i < count; i++) {
            CGImageRef image = CGImageSourceCreateImageAtIndex(source, i, NULL);
            [imageArray addObject:[UIImage imageWithCGImage:image scale:[UIScreen mainScreen].scale orientation:UIImageOrientationUp]];
            CGImageRelease(image);
        }
    }

    CFRelease(source);
    return imageArray;
}

六、经典第三方动画库

  • Lottie
    • 描述: Lottie 是由 Airbnb 开发的一个用于实现高品质动画的库，支持将 Adobe After Effects 制作的动画导出为 JSON 文件，并在 iOS 上进行播放。
    • 特点: 可以轻松实现复杂的矢量动画效果，如路径动画、形状变换等。
    • GitHub 地址: Lottie
  • Spruce iOS
    • 描述: Spruce iOS 是一个用于实现列表项动画的库，可以为 UITableView 和 UICollectionView 添加各种炫酷的列表项过渡效果。
    • 特点: 提供了多种内置的过渡效果，如平行、放大、淡入淡出等，也支持自定义过渡效果。
    • GitHub 地址: Spruce iOS
  • ViewAnimator
    • 描述: ViewAnimator 是一个用于实现视图动画的库，支持为任何视图添加多种动画效果。
    • 特点: 提供了简单易用的 API，支持多种动画效果，如渐变、旋转、弹簧等。
    • GitHub 地址: ViewAnimator】
  • pop动画库介绍
  • 一步一步教你实现iOS音频频谱动画（一）
  • 一步一步教你实现iOS音频频谱动画（二）
  • ......

七、自定义转场动画

1. 核心要点

  • 切换页面转场的几种方式:
    • 通过 UIViewController Modal出一个新VC的页面
    • 通过容器控制器 切换 页面
      • 通过 UINavigationController进行Push或Pop操作,作VC间的页面切换
      • 通过 UITabBarController对 selectIndex 重新赋值，,进行选中VC的切换
  • 转场方式:
    • 默认转场动画: 系统的 Modal、Push或Pop、selectVC切换
    • 自定义转场动画:
      • 交互性(实现动画的实例+手势交互)
      • 非交互形(实现动画的实例)
  • 注意:
    • 系统默认转场动画,是系统提供了默认实现动画实例
    • 因此,我们要自定义转场动画,也要
      • 提供自定义的实现动画实例
      • 在页面转场的时机,将 自定义的实现动画实例 提交 给系统API
        • 系统 通过 Delegate回调方法 把 页面切换的时机告诉我们

因此,接下来我们就要 重点介绍 转场动画 相关的 几个协议(OC、Swift版本的API基本一样.这里用OCAPI介绍)

2. 实现自定义动画对象|UIViewControllerAnimatedTransitioning

实现自定义动画步骤:

    1. 自定义动画对象:
      自定义Class,遵守UIViewControllerAnimatedTransitioning协议
    1. 实现协议中的核心API:
    • 动画执行时间:
      - transitionDuration:transitionContext
    • 动画具体实现
      - animateTransition:
    • 动画执行结束的回调
      - animationEnded:
    1. 在页面转场的时机回调方法中,返回给系统该自定义Class的实例,告诉系统动画实现的细节
  • 协议中的API介绍如下:
@protocol UIViewControllerAnimatedTransitioning <NSObject>
// 设置 转场动画的持续时间
- (NSTimeInterval)transitionDuration:(nullable id <UIViewControllerContextTransitioning>)transitionContext;

/*
 * @ param id <UIViewControllerContextTransitioning> 转场动画的上下文对象
 *    负责 提供 页面切换的上下文,也就是前后两个VC的View等信息
 *    自定义动画的本质,就是编写自定义动画代码,在这个回调中,对前后切换页面的View或layer 添加自定义的动画进行切换
 */
- (void)animateTransition:(id <UIViewControllerContextTransitioning>)transitionContext;

@optional
// 动画结束的 回调
- (void)animationEnded:(BOOL) transitionCompleted;

@end

3. 页面转场上下文对象|UIViewControllerContextTransitioning

  • 协议定义了 在执行自定义转场动画时所需的一些方法和属性
  • 遵守 该协议,并实现了协议中API的 实例对象由系统的回调方法提供
  • 该实例用于提供有关视图控制器之间转场动画的上下文信息（常用属性和方法介绍）:
@protocol UIViewControllerContextTransitioning <NSObject>
// 容器视图，用于容纳转场过程中的View
@property(nonatomic, readonly) UIView *containerView;
...
@property(nonatomic, readonly) BOOL transitionWasCancelled;
...
// 用户标记转场动画是否完成，必须在动画执行完成之后 调用。入参用context实例的transitionWasCancelled属性值的相反值
- (void)completeTransition:(BOOL)didComplete;
// 通过该方法 获取 上下文 切换 的两个FromVC、ToVC
- (nullable __kindof UIViewController *)viewControllerForKey:(UITransitionContextViewControllerKey)key;
// 通过该方法 获取 上下文 切换 的两个FromView、ToView
- (nullable __kindof UIView *)viewForKey:(UITransitionContextViewKey)key API_AVAILABLE(ios(8.0));
...
// 通过该方法 获取 VC 的 最终frame,可以间接获得view的center,size。进行缩放，位移等动画
- (CGRect)finalFrameForViewController:(UIViewController *)vc;
@end

实战示例代码片段:

// This method can only be a no-op if the transition is interactive and not a percentDriven interactive transition.
- (void)animateTransition:(id <UIViewControllerContextTransitioning>)transitionContext{
    self.transitionContext = transitionContext;
    self.containerView = [transitionContext containerView];
    self.fromViewController = [transitionContext viewControllerForKey:UITransitionContextFromViewControllerKey];
    self.toViewController = [transitionContext viewControllerForKey:UITransitionContextToViewControllerKey];
    // iOS8之后才有
    if ([transitionContext respondsToSelector:@selector(viewForKey:)]) {
        self.fromView = [transitionContext viewForKey:UITransitionContextFromViewKey];
        self.toView = [transitionContext viewForKey:UITransitionContextToViewKey];
    } else {
        self.fromView = self.fromViewController.view;
        self.toView = self.toViewController.view;
    }
    
    ...
    self.toView.frame = [self.transitionContext finalFrameForViewController:self.toViewController];
    // 在动画 执行完成的地方要 必须执行的代码:
    BOOL wasCancelled = [self.transitionContext transitionWasCancelled];
    [self.transitionContext completeTransition:!wasCancelled];
    ...
}

4. 自定义Modal转场动画|UIViewControllerTransitioningDelegate

这个协议规定了VC1Modal推出 VC2 和 从VC2 dismiss返回 VC1 的两套接口

  • 交互型
    • Modal推出: - animationControllerForPresentedController: presentingController: sourceController:
    • dismiss返回: - animationControllerForDismissedController:
  • 非交互型(一般添加pan手势进行交互)
    • Modal推出: - interactionControllerForPresentation:
    • dismiss返回: - interactionControllerForDismissal: 
@protocol UIViewControllerTransitioningDelegate <NSObject>

@optional
// 非交互型: 我们直接把我们实现的 自定义动画实例,返回即可「present动画和dismiss动画可相同,也可不同」
- (nullable id <UIViewControllerAnimatedTransitioning>)animationControllerForPresentedController:(UIViewController *)presented presentingController:(UIViewController *)presenting sourceController:(UIViewController *)source;
- (nullable id <UIViewControllerAnimatedTransitioning>)animationControllerForDismissedController:(UIViewController *)dismissed;

// 交互型: 我们要在此提供 实现了 协议`UIViewControllerInteractiveTransitioning`的实例,用于告诉系统,动画的执行进度(这依赖我们 编写的 交互代码,若是用手势交互,则是拖拽的x和参考系x值的百分比...)
- (nullable id <UIViewControllerInteractiveTransitioning>)interactionControllerForPresentation:(id <UIViewControllerAnimatedTransitioning>)animator;
- (nullable id <UIViewControllerInteractiveTransitioning>)interactionControllerForDismissal:(id <UIViewControllerAnimatedTransitioning>)animator;
...
@end

5. 添加交互逻辑|UIViewControllerInteractiveTransitioning

通过 使用 遵守 该协议的 对象,可以获取 开始交互的时机 和 VC页面切换的 上下文对象,进而添加 交互 逻辑,经常用pan手势添加交互逻辑。编写交互逻辑要点如下:

    1. 在回调方法中,获取 开始交互的时机
    1. 给vc的view添加交互逻辑
    1. 根据交互逻辑 计算出 转场 动画 的 百分比,把百分比值percent 提交给 VC页面切换的 上下文对象。以达到,通过交互控制转场动画的效果
    1. 这依然依赖我们实现的自定义转场动画
    1. 我们可以用 继承系统的UIPercentDrivenInteractiveTransition类,专注于编写交互逻辑。并在合适的时机告知系统 动画执行的 情况(百分比进展、取消、结束)
    • - (void)updateInteractiveTransition:(CGFloat)percentComplete;
    • - (void)cancelInteractiveTransition;
    • - (void)finishInteractiveTransition;
@protocol UIViewControllerInteractiveTransitioning <NSObject>
- (void)startInteractiveTransition:(id <UIViewControllerContextTransitioning>)transitionContext;
...
@end

3. UIPercentDrivenInteractiveTransition

@interface UIPercentDrivenInteractiveTransition : NSObject <UIViewControllerInteractiveTransitioning>
@property (readonly) CGFloat duration;
....
// 这三个API底层都是调用 UIViewControllerContextTransitioning 上下文对象中的一样API
- (void)updateInteractiveTransition:(CGFloat)percentComplete;
- (void)cancelInteractiveTransition;
- (void)finishInteractiveTransition;
@end

6. UINavigationController|自定义转场动画

注意区分:

  • VC1 通过UINavigationController push 推出 VC2; 或者 VC2 pop 返回 VC1 ,是在遵守并了协议 UINavigationControllerDelegate的转场动画方法中进行实现
  • 而不是 遵守了 UIViewControllerTransitioningDelegate 协议 的相关方法;
  • 对于 转场 动画的具体实现 和 交互逻辑的具体实现, 是可以一致的。
  • 相关核心API如下:
@protocol UINavigationControllerDelegate <NSObject>
...
// 自定义交互逻辑实现接口
- (nullable id <UIViewControllerInteractiveTransitioning>)navigationController:(UINavigationController *)navigationController
                          interactionControllerForAnimationController:(id <UIViewControllerAnimatedTransitioning>) animationController API_AVAILABLE(ios(7.0));
// 自定义转场动画接口
- (nullable id <UIViewControllerAnimatedTransitioning>)navigationController:(UINavigationController *)navigationController
                                   animationControllerForOperation:(UINavigationControllerOperation)operation
                                                fromViewController:(UIViewController *)fromVC
                                                  toViewController:(UIViewController *)toVC  API_AVAILABLE(ios(7.0));

@end

7. UITabBarController|自定义转场动画

注意区分:

  • UITabBarController select 一个新的 index 进行 页面切换,是在遵守并了协议 UITabBarControllerDelegate的转场动画方法中进行实现
  • 而不是 遵守了 UIViewControllerTransitioningDelegate 协议 的相关方法;
  • 对于 转场 动画的具体实现 和 交互逻辑的具体实现, 是可以一致的。
  • 相关核心API如下:
@protocol UITabBarControllerDelegate <NSObject>
...
// 自定义交互逻辑实现接口
- (nullable id <UIViewControllerInteractiveTransitioning>)tabBarController:(UITabBarController *)tabBarController
                      interactionControllerForAnimationController: (id <UIViewControllerAnimatedTransitioning>)animationController API_AVAILABLE(ios(7.0)) API_UNAVAILABLE(visionos);

// 自定义转场动画接口
- (nullable id <UIViewControllerAnimatedTransitioning>)tabBarController:(UITabBarController *)tabBarController
            animationControllerForTransitionFromViewController:(UIViewController *)fromVC
                                              toViewController:(UIViewController *)toVC  API_AVAILABLE(ios(7.0)) API_UNAVAILABLE(visionos);
@end

8. 推荐阅读

八、动画实战Demo

1. 自定义转场动画Demo

动画的具体实现主要用到UIView的Block动画、CATransition动画; github.com/VanZhang-CN…

2. 粒子动画Demo+CoreAnimation动画+几个layer的实战代码

github.com/VanZhang-CN…

01-iOS 图层处理相关| 了解 移动端图片格式 和编解码【静态图片、动态图片】 (转)

✇掘金专栏-没有故事的Zhang同学
没有故事的Zhang同学

原文链接： blog.ibireme.com

图片通常是移动端流量耗费最多的部分，并且占据着重要的视觉空间。合理的图片格式选用和优化可以为你节省带宽、提升视觉效果。在这篇文章里我会分析一下目前主流和新兴的几种图片格式的特点、性能分析、参数调优，以及相关开源库的选择。

几种图片格式的简介

首先谈一下大家耳熟能详的几种老牌的图片格式吧：

JPEG 是目前最常见的图片格式，它诞生于 1992 年，是一个很古老的格式。它只支持有损压缩，其压缩算法可以精确控制压缩比，以图像质量换得存储空间。由于它太过常见，以至于许多移动设备的 CPU 都支持针对它的硬编码与硬解码。

PNG 诞生在 1995 年，比 JPEG 晚几年。它本身的设计目的是替代 GIF 格式，所以它与 GIF 有更多相似的地方。PNG 只支持无损压缩，所以它的压缩比是有上限的。相对于 JPEG 和 GIF 来说，它最大的优势在于支持完整的透明通道。

GIF 诞生于 1987 年，随着初代互联网流行开来。它有很多缺点，比如通常情况下只支持 256 种颜色、透明通道只有 1 bit、文件压缩比不高。它唯一的优势就是支持多帧动画，凭借这个特性，它得以从 Windows 1.0 时代流行至今，而且仍然大受欢迎。

在上面这些图片格式诞生后，也有不少公司或团体尝试对他们进行改进，或者创造其他更加优秀的图片格式，比如 JPEG 小组的 JPEG 2000、微软的 JPEG-XR、Google 的 WebP、个人开发者发布的 BPG、FLIF 等。它们相对于老牌的那几个图片格式来说有了很大的进步，但出于各种各样的原因，只有少数几个格式能够流行开来。下面三种就是目前实力比较强的新兴格式了：

APNG 是 Mozilla 在 2008 年发布的一种图片格式，旨在替换掉画质低劣的 GIF 动画。它实际上只是相当于 PNG 格式的一个扩展，所以 Mozilla 一直想把它合并到 PNG 标准里面去。然而 PNG 开发组并没有接受 APNG 这个扩展，而是一直在推进它自己的 MNG 动图格式。MNG 格式过于复杂以至于并没有什么系统或浏览器支持，而 APNG 格式由于简单容易实现，目前已经渐渐流行开来。Mozilla 自己的 Firefox 首先支持了 APNG，随后苹果的 Safari 也开始有了支持， Chrome 目前也已经尝试开始支持 ，可以说未来前景很好。

WebP 是 Google 在 2010 年发布的图片格式，希望以更高的压缩比替代 JPEG。它用 VP8 视频帧内编码作为其算法基础，取得了不错的压缩效果。它支持有损和无损压缩、支持完整的透明通道、也支持多帧动画，并且没有版权问题，是一种非常理想的图片格式。借由 Google 在网络世界的影响力，WebP 在几年的时间内已经得到了广泛的应用。看看你手机里的 App：微博、微信、QQ、淘宝、网易新闻等等，每个 App 里都有 WebP 的身影。Facebook 则更进一步，用 WebP 来显示聊天界面的贴纸动画。

BPG 是著名程序员 Fabrice Bellard 在去年 (2014年) 发布的一款超高压缩比的图片格式。这个程序员大家可能有些面生，但说起他的作品 FFmpeg、QEMU 大家想必是都知道的。BPG 使用 HEVC (即 H.265) 帧内编码作为其算法基础，就这点而言，它毋庸置疑是当下最为先进的图片压缩格式。相对于 JP2、JPEG-XR、WebP 来说，同等体积下 BPG 能提供更高的图像质量。另外，得益于它本身基于视频编码算法的特性，它能以非常小的文件体积保存多帧动画。 Fabrice Bellard 聪明的地方在于，他知道自己一个人无法得到各大浏览器厂商的支持，所以他还特地开发了 Javascript 版的解码器，任何浏览器只要加载了这个 76KB 大小的 JS 文件，就可以直接显示 BPG 格式的图片了。目前阻碍它流行的原因就是 HEVC 的版权问题和它较长的编码解码时间。尽管这个图片格式才刚刚发布一年，但已经有不少厂子开始试用了，比如阿里和腾讯。

移动端图片类型的支持情况

目前主流的移动端对图片格式的支持情况如何呢？我们分别来看一下 Android 和 iOS 目前的图片编解码架构吧：

mobileimagearch

Android 的图片编码解码是由 Skia 图形库负责的，Skia 通过挂接第三方开源库实现了常见的图片格式的编解码支持。

  • 目前来说，Android 原生支持的格式只有 JPEG、PNG、GIF、BMP 和 WebP (Android 4.0 加入)，在上层能直接调用的编码方式也只有 JPEG、PNG、WebP 这三种。
  • 目前来说 Android 还不支持直接的动图编解码。

iOS 底层是用 ImageIO.framework 实现的图片编解码。

  • 目前 iOS 原生支持的格式有：JPEG、JPEG2000、PNG、GIF、BMP、ICO、TIFF、PICT
  • 自 iOS 8.0 起，ImageIO 又加入了 APNG、SVG、RAW 格式的支持。在上层，开发者可以直接调用 ImageIO 对上面这些图片格式进行编码和解码。对于动图来说，开发者可以解码动画 GIF 和 APNG、可以编码动画 GIF。

两个平台在导入第三方编解码库时，都多少对他们进行了一些修改，比如 Android 对 libjpeg 等进行的调整以更好的控制内存，iOS 对 libpng 进行了修改以支持 APNG，并增加了多线程编解码的特性。除此之外，iOS 专门针对 JPEG 的编解码开发了 AppleJPEG.framework，实现了性能更高的硬编码和硬解码，只有当硬编码解码失败时，libjpeg 才会被用到。

静态图片的编码与解码

由于我目前主要是做 iOS 开发，所以下面的性能评测都是基于 iPhone 的，主要测试代码可以在这里看到。测试素材很少，只有两个：

dribbble512pngcrushlena512weibo

第一张是Dribbble 的 Logo，包含 Alpha 通道，用于测试简单的、图形类的图像。
第二张经典的 Lena 图，用于测试照片类的、具有丰富细节的图像。
每个图像都有 64x64、128x128、256x256、512x512 四种分辨率。

JPEG

目前比较知名的 JPEG 库有以下三个：

libjpeg：开发时间最早，使用最广泛的 JPEG 库。由于 JPEG 标准过于复杂和模糊，并没有其他人去实现，所以这个库是 JPEG 的事实标准。

libjpeg-turbo：一个致力于提升编解码速度的 JPEG 库。它基于 libjpeg 进行了改造，用 SIMD 指令集 (MMX、SSE2、NEON) 重写了部分代码，官网称相对于 libjpeg 有 2 到 4 倍的性能提升。

MozJPEG： 一个致力于提升压缩比的 JPEG 库。它是 Mozilla 在 2014 年发布的基于 libjpeg-turbo 进行改造的库，相对于 libjpeg 有 5% ~ 15%的压缩比提升，但相应的其编码速度也慢了很多。

除了上面这三个库，苹果自己也开发了一个 AppleJPEG，但并没有开源。其调用了芯片提供的 DSP 硬编码和硬解码的功能。虽然它不如上面这三个库功能完善，但其性能非常高。在我的测试中，其编解码速度通常是 libjpeg-turbo 的 1~2 倍。可惜的是，目前开发者并不能直接访问这个库。

下面是 ImageIO (AppleJPEG/libpng) 在 iPhone 6 上的编解码性能：

jpegbenchdribbble jpegbenchlena

可以看到，JPEG 编码中 quality 越小，图片体积就越小，质量越也差，编码时间也越短。解码时间并没有很大的差距，可能是其大部分时间消耗在了函数调用、硬件调用上。苹果在自己的相册 Demo 中提供的 quality 的默认值是 0.9，在这个值附近，图像质量和体积、编码解码时间之间都能取得不错的平衡。

PNG

相对于 JPEG 来说，PNG 标准更为清晰和简单，因此有很多公司或个人都有自己的 PNG 编码解码实现。但目前使用最广的还是 PNG 官方发布的 libpng 库。iOS 和 Android 底层都是调用这个库实现的 PNG 编解码。

下面是 PNG 在 iPhone 6 上的编解码性能：

jpegpngbench

可以看到，在编解码图形类型（颜色少、细节少）的图片时，PNG 和 JPEG 差距并不大；但是对于照片类型（颜色和细节丰富）的图片来说，PNG 在文件体积、编解码速度上都差 JPEG 不少了。

和 JPEG 不同，PNG 是无损压缩，其并不能提供压缩比的选项，其压缩比是有上限的。目前网上有很多针对 PNG 进行优化的工具和服务，旨在提升 PNG 的压缩比。下面是常见的几个 PNG 压缩工具的性能对比：

pngtoolsbench

pngcrush 是 Xcode 自带的 PNG 压缩工具，相对于设计师用 Photoshop 生成的图片来说，它能取得不错的压缩效果。ImageOptim 则更进一步，对每张图用多种缩算法进行比对，选择压缩比更高的结果，进一步缩小了文件体积。TinyPNG.com 相对于其他工具来说，压缩比高得不像话。它启用了类似 GIF 那样的颜色索引表对 PNG 进行压缩，所以会导致颜色丰富的图片丢失掉一部分细节。如果使用 TinyPNG 的话，最好在压缩完成后让设计师看一下颜色效果是否可以接受。

WebP

WebP 标准是 Google 定制的，迄今为止也只有 Google 发布的 libwebp 实现了该的编解码 。 所以这个库也是该格式的事实标准。

WebP 编码主要有几个参数：

lossless: YES:有损编码 NO:无损编码。WebP 主要优势在于有损编码，其无损编码的性能和压缩比表现一般。

quality: [0~100] 图像质量，0表示最差质量，文件体积最小，细节损失严重，100表示最高图像质量，文件体积较大。该参数只针对有损压缩有明显效果。Google 官方的建议是 75，腾讯在对 WebP 评测时给出的建议也是 75。在这个值附近，WebP 能在压缩比、图像质量上取得较好的平衡。

method: [0~6] 压缩比，0表示快速压缩，耗时短，压缩质量一般，6表示极限压缩，耗时长，压缩质量好。该参数也只针对有损压缩有明显效果。调节该参数最高能带来 20% ～ 40% 的更高压缩比，但相应的编码时间会增加 5～20 倍。Google 推荐的值是 4。

对于

  • 编码无损图片来说，quality=0, method=0~3 是相对来说比较合适的参数，能够节省编码时间，同时也有不错的压缩比。
  • 无损编码图片，quality=75, method=2~4 是比较合适的参数，能在编码时间、图片质量、文件体积之间有着不错的平衡。

WebP 解码有三个参数：

use_threads: 是否启用 pthread 多线程解码。该参数只对宽度大于 512 的有损图片起作用。开启后内部会用多线程解码，CPU 占用会更高，解码时间平均能缩短 10%～20%。

bypass_filtering: 是否禁用滤波。该参数只对有损图片起作用，开启后大约能缩短 5%～10% 的解码时间，但会造成一些颜色过渡平滑的区域产生色带（banding）。

no_fancy_upsampling: 是否禁用上采样。该参数只对有损图片起作用。在我的测试中，开启该参数后，解码时间反而会增加 5～25%，同时会造成一些图像细节的丢失，线条边缘会增加杂色，显得不自然。

通常情况下，这三个参数都设为 NO 即可，如果要追求更高的解码速度，则可以尝试开启 use_threads 和 bypass_filtering 这两个参数。而 no_fancy_upsampling 在任何情况下都没必要开启。

由于 WebP 测试数据较多，这里只贴一下 512x512 大小的一部分测试结果，感兴趣的可以看文章结尾处的 Excel 附件。

webpbench

对于简单的图形类型的图像（比如 App 内的各种 UI 素材），WebP 无损压缩的文件体积和解码速度已经比 PNG 还要理想了，如果你想要对 App 安装包体积进行优化，WebP 已经是个不错的选择了。

对于复杂的图像（比如照片）来说，WebP 无损编码表现并不好，但有损编码表现却非常棒。相近质量的图片解码速度 WebP 相距 JPEG 已经差不了太多了，而文件压缩比却能提升不少。

BPG

BPG 是目前已知最优秀的有损压缩格式了，它能在相同质量下比 JPEG 减少 50% 的体积。下面是经典的 Lena 图的对比，你也可以在这里看到大量其他图片的 BPG、JPEG、JPEG2000、JPEG-XR、WebP 压缩效果的在线对比，效果非常明显。

bpgdemo

BPG 目前只有作者发布的 libbpg 可用。但作者基于 libbpg 编译出了一个 Javascript 解码器，很大的扩展了可用范围。bpg 可以以无损和有损压缩两种方式进行编码，有损压缩时可以用 quality 参数控制压缩比，可选范围为 0～51，数值越大压缩比越高。通常来说，25 附近是一个不错的选择，BPG 官方工具默认值是 28。

libbpg 目前并没有针对 ARM NEON 做优化，所以其在移动端的性能表现一般。下面是 iPhone 6 上的性能测试：

bpgbench

由于 bpg 编码时间太长，我并没有将数据放到表格里。可以看到相同质量下，BPG 的解码速度还是差 JPEG 太多，大约慢了 3～5 倍。目前来说，BPG 适用于那些对流量非常敏感，但对解码时间不敏感的地方。从网上的新闻来看，手机淘宝和手机QQ都已经有所尝试，但不清楚他们是否对 BPG 解码进行了优化。

小结

  • JPEG 压缩速度快, 压缩质量较弱于 PNG(结合 压缩质量 和压缩速度 综合考虑，用JPEG格式比较多)
  • PNG
    • 在编解码图形类型（颜色少、细节少）的图片时，PNG 和 JPEG 差距并不大；
    • 但是对于照片类型（颜色和细节丰富）的图片来说，PNG 在文件体积、编解码速度上都差 JPEG 不少了。
    • 和 JPEG 不同，PNG 是无损压缩，其并不能提供压缩比的选项，其压缩比是有上限的。
  • WebP 主要优势在于有损编码，无损压缩性能表现一般
  • BPG 是目前已知最优秀的有损压缩格式了，它能在相同质量下比 JPEG 减少 50% 的体积。相同质量下,BPG速度比JPEG压缩速度慢很多

动态图片的编码与解码

动图在网络上非常受欢迎，它近似视频，但通常实现简单、文件体积小，应用范围非常广泛。动图的始祖是 GIF，它自 Windows 1.0 时代就在互联网上流行开来，直到今天仍然难以被其他格式取代。尽管它非常古老，但其所用的原理和今天几种新兴格式几乎一样。

下面是一张 GIF 格式的 QQ 大表情：

benchgifdemo

这张表情由 6 幅静态图构成，每幅图片有一定的存活时间，连贯播放就形成了动画：

benchgifdemo1

这几张图中，大部分内容是相近的，为了压缩文件体积，通常动图格式都支持一些特殊的方式对相似图片进行裁剪，只保留前后帧不同的部分：

benchgifdemo2

在解码动图时，解码器通常采用所谓"画布模式"进行渲染。想象一下：播放的区域是一张画布，第一帧播放前先把画布清空，然后完整的绘制上第一帧图；播放第二帧时，不再清空画布，而是只把和第一帧不同的区域覆盖到画布上，就像油画的创作那样。

像这样的第一帧就被称为关键帧（即 I 帧，帧内编码帧），而后续的那些通过补偿计算得到的帧被称为预测编码帧（P帧）。一个压缩的比较好的动图内，通常只有少量的关键帧，而其余都是预测编码帧；一个较差的压缩工具制作的动图内，则基本都是关键帧。不同的动图压缩工具通常能得到不同的结果。

除此之外，动图格式通常有更为详细的参数控制每一帧的绘制过程，下面是 GIF/APNG/WebP 通用的几个参数：

Disposal Method (清除方式) 
   Do Not Dispose：把当前帧增量绘制到画布上，不清空画布。
   Restore to Background：绘制当前帧之前，先把画布清空为默认背景色。
   Restore to Previous：绘制下一帧前，把先把画布恢复为当前帧的前一帧

Blend Mode (混合模式) 
   Blend None: 绘制时，全部通道（包含Alpha通道）都会覆盖到画布，相当于绘制前先清空画布的指定区域。
   Blend over：绘制时，Alpha 通道会被合成到画布，即通常情况下两张图片重叠的效果。

上面这些技术，就是常见动图格式的基础了，下面分别介绍一下不同动图格式的特点。

GIF

GIF 缺陷非常明显：它通常只支持 256 色索引颜色，这导致它只能通过抖动、差值等方式模拟较多丰富的颜色；它的 Alpha 通道只有 1 bit，这意味着一个像素只能是完全透明或者完全不透明。

gifapngdemo

上面这是腾讯博客里的一张演示图，可以看到 GIF 由于 Alpha 通道的问题，产生了严重的"毛边"现象。目前通常的解决方案是在图片的边缘加一圈白边，以减轻这种视觉效果：

gifwrongdemo

可以仔细观察一下 QQ、微信等 App 里面的动画表情，几乎每个表情都被一圈白边所环绕，不得不说是一种很无奈的解决方案。

GIF 的制作工具有很多，但效果好、压缩比高的工具非常少。对于已经制作好的 GIF 来说，用 imagemagick 处理一下可以把文件体积压缩不少。如果需要将视频转为 GIF，Cinemagraph Pro 是个不错的傻瓜化工具。这里有一篇文章介绍如何用 ffmpeg 压缩 GIF，虽然参数调节有点麻烦，但效果非常理想。

下面是没有经过优化的 GIF 和经过 ffmpeg 优化编码的 GIF，可以看到差距非常大。

[ bbb-nodither

APNG

APNG 目前并没有被 PNG 官方所接受，所以 libpng 并不能直接解码 APNG。但由于 APNG 只是基于 PNG 的一个简单扩展，所以在已经支持 PNG 的平台上，可以很轻松的用少量代码实现 APNG 的编解码。Chromium 为了支持 APNG 播放，只增加了不到 600 行代码 ，我自己也用大概 500 行 C 代码实现了一个简单的 APNG 编解码工具。另外，在支持 canvas 的浏览器上，可以用 apng-canvas 直接显示 APNG 动画。APNG 压缩最好的工具目前是 apngasm，大部分图形化工具比如腾讯的 iSparta 都是基于这个工具开发的。

就目前而言， APNG 是 GIF 最好的替代了：实现简单，可用范围广，压缩比不错，显示效果好。

WebP

WebP 在 2010 年 发布时并没有支持动图。2012 年 libwebp v0.2 的时候，Google 才开始尝试支持动画，但其实现有很多问题，性能也非常差，以至于 Chrome 团队一直都没有接受。直到 2013 年，libwebp v0.4 时，动画格式才稳定下来才被 Chrome 所接受。

WebP 动图实际上是把多个单帧 WebP 数据简单打包到一个文件内，而并不是由单帧 WebP 扩展而来，以至于动图格式并不能向上兼容静态图。如果要支持动图，首先在编译 libwebp 时需要加上 demux 模块，解码 WebP 时需要先用 WebPDemuxer 尝试拆包，之后再把拆出来的单帧用 WebPDecode 解码。为了方便编译，我写了个脚本用于打包 iOS 的静态库，加入了 mux 和 demux 模块。

Google 提供了两个简单的命令行工具用于制作动图：gif2webp 能把 GIF 转换为 WebP， webpmux 能把多个 WebP 图片打包为动态图，并且有着很多参数可以调节。这两个工具对相近帧的压缩并不太理想，以至于有的情况下压缩比还不如 APNG，但除此以外也没有其他什么更好的工具可以用了。

BPG

BPG 本身是基于 HEVC (H.265) 视频编码的，其最开始设计时就考虑到了动图的实现。由于它充分利用了 HEVC 的高压缩比和视频编码的特性，其动图压缩比远超其他格式。这里和这里有几张 BPG 动图示例，可以看到相同质量下 BPG 动图只有 APNG/WebP/GIF 几十分之一的大小。

我在这里写了个简单的利用 libbpg 解码动图的方法，如有需要可以参考下。

动图性能对比

我把下面这张 GIF 分别转为 WebP、APNG、BPG 动图，并在 iPhone 6 上对其所有帧进行解码。

gifermilio

评测结果如下：

animbench

APNG 在文件体积上比 GIF 略有优势，解码时间相差不多。WebP 在体积和解码时间上都具有较大的优势。BPG 在体积上优势最大，但解码时间也最长。这么看来，APNG 和 WebP 都是不错的选择，而 BPG 还有待性能优化。

最后做一个小广告：如果你是 iOS 平台的开发者，可以试试我开发的 YYWebImage，它支持 APNG、WebP、GIF 动图的异步加载与播放、编码与解码，支持渐进式图像加载，可以替代 SDWebImage、PINRemoteImage、FLAnimatedImage 等开源库。

小结

  • GIF 缺陷非常明显：它通常只支持 256 色索引颜色，这导致它只能通过抖动、差值等方式模拟较多丰富的颜色；它的 Alpha 通道只有 1 bit，这意味着一个像素只能是完全透明或者完全不透明。
  • APNG 是 GIF 最好的替代了：实现简单，可用范围广，压缩比不错，显示效果好

评测数据

上面提到的所有评测数据表格：image_benchmark.xlsx 推荐用 Excel 打开查看。

SwiftUI 快速上手推荐

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没有故事的Zhang同学

前言

最近在回顾Flutter技术时,与老同事聊起SwiftUI,我们了解到SwiftUI和Flutter UI技术都是声明式语法,因此近两天写了一些Demo进行简单尝试

一、SwiftUI快速上手

为了快速上手,我找了一些对SwiftUI有所研究的博主,跟着对方的博客笔记敲击了十来个Demo: image.png 在多次尝试之后,我发现,通过SwiftUI写UI,的确会一定程度上减少代码量。

二、博文推荐

SwiftUI快速上手推荐:

三、SwiftUI与UIKit的异同:

  • 1. 声明式 vs 命令式：SwiftUI 是声明式的，你只需要描述界面应该是什么样子，而 SwiftUI 会处理实际的渲染过程。而 UIKit 是命令式的，你需要告诉 UIKit 如何一步步地创建和更新界面。
  • 2. 跨平台：SwiftUI 可以在所有 Apple 平台（包括 iOS、macOS、watchOS 和 tvOS）上使用，而 UIKit 只能用于 iOS 和 tvOS。
  • 3. 组件：SwiftUI 提供了一些 UIKit 中没有的组件，如 Grid 和 Form。同时，SwiftUI 的组件在所有 Apple 平台上都有一致的外观和行为。
  • 4. 数据流：SwiftUI 引入了一些新的数据流概念，如 @State、@Binding、@ObservedObject 和 @EnvironmentObject，它们使得数据状态管理更加直观和一致。而在 UIKit 中，你通常需要手动管理数据状态和更新界面。
  • 5. 兼容性：SwiftUI 需要 iOS 13 或更高版本，而 UIKit 可以在更早的 iOS 版本上使用。
  • 6. 成熟度：UIKit 已经存在了很长时间，有大量的文档、教程和社区支持。而 SwiftUI 是在 2019 年才推出的，虽然它正在快速发展，但还没有 UIKit 那么成熟。

总的来说，SwiftUI 提供了一种更现代、更简洁的方式来构建界面，但如果你需要支持旧的 iOS 版本，或者需要使用 UIKit 提供的一些高级功能，那么 UIKit 仍然是一个很好的选择。

四、SwiftUI布局

写了几个Demo后,我们可以了解到,其实要用SwiftUI斜截面,掌握SwiftUI的布局方法很重要

在 SwiftUI 中，布局主要由容器视图（如 HStack、VStack 和 ZStack）和修饰符（如 padding、frame 和 offset）来控制。

以下是一些常用的容器视图：

- HStack：在水平方向上排列其子视图。
- VStack：在垂直方向上排列其子视图。
- ZStack：在深度方向上堆叠其子视图。

以下是一些常用的修饰符: - padding：给视图添加内边距。
- frame：设置视图的尺寸和对齐方式。
- offset：移动视图的位置。

在HStack、VStack、ZStack中还可以用spacing来约束,容器内部子视图的间距

iOS13 Scene Delegate详解(转)

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scenedelegate_logo.jpg

iOS13 项目中的SceneDelegate类有什么作用？自从Xcode11发布以来，当你使用新XCode创建一个新的iOS项目时，SceneDelegate会被默认创建，它到底有什么用呢。

在本文中，我们将深入探讨iOS 13和Xcode 11的一些变化。我们将重点关注SceneDelegate和AppDelegate，以及它们如何影响SwiftUI、Storyboard和基于XIB的UI项目。

通过阅读本文你将了解到:

  • SceneDelegate和AppDelegate的新变化
  • 他们是如何合作引导你的app启动的
  • 在纯手写App中使用SceneDelegate
  • 在Storyboards 和 SwiftUI项目中使用SceneDelegate

让我们开始吧。

本篇文章基于 Xcode 11 和 iOS 13.

AppDelegate

你可能对AppDelegate已经熟悉，他是iOS app的入口，application(_:didFinishLaunchingWithOptions:)是你的app启动后系统调用的第一个函数。

AppDelegate类实现了UIKit库中的UIApplicationDelegate 协议。而到了iOS13 AppDelegate的角色将会发生变化，后面我们会详细讨论。

下面是你在iOS12中一般会在AppDelegate中做的事情：

  • 创建app的第一个view controller也就是 rootViewController
  • 配置并启动一些像日志记录和云服务之类的组件
  • 注册推送通知处理程序，并响应发送到app的推送通知
  • 响应应用程序生命周期事件，例如进入后台，恢复应用程序或退出应用程序（终止）

iOS12及以前，使用Storyboards的app，AppDelegate很简单。 像这样：

func application(_ application: UIApplication, didFinishLaunchingWithOptions launchOptions: [UIApplication.LaunchOptionsKey: Any]?) -> Bool
{
    return true
}

一个使用XIB的简单应用看起来像这样：

func application(_ application: UIApplication, didFinishLaunchingWithOptions launchOptions: [UIApplication.LaunchOptionsKey: Any]?) -> Bool
{   
    let timeline = TimelineViewController()
    let navigation = UINavigationController(rootViewController: timeline)

    let frame = UIScreen.main.bounds
    window = UIWindow(frame: frame)

    window!.rootViewController = navigation
    window!.makeKeyAndVisible()

    return true
}

在上面的代码中，我们创建一个ViewController,并将其放在navigation controller中。然后将其分配给UIWindow对象的rootViewController属性。 这个window对象是AppDelegate的属性，它是我们的应用的一个窗口。

应用程序的window是一个重要的概念。 本质上，窗口就是应用程序，大多数iOS应用程序只有一个窗口。 它包含您应用的用户界面（UI），将事件调度到视图，并提供了一个主要背景层来显示您的应用内容。 从某种意义上说，“ Windows”的概念就是微软定义的窗口，而在iOS上，这个概念没有什么不同。 （谢谢，Xerox！）

好了，下面让我们继续SceneDelegate。

如果“窗口”的概念仍然不了解，请查看iPhone上的应用程序切换器。 双击Home键或从iPhone底部向上滑动，然后您会看到当前正在运行的应用程序的窗口。 这就是应用程序切换器。

The Scene Delegate

在iOS 13（及以后版本）上，SceneDelegate将负责AppDelegate的某些功能。 最重要的是，window（窗口）的概念已被scene（场景）的概念所代替。 一个应用程序可以具有不止一个场景，而一个场景现在可以作为您应用程序的用户界面和内容的载体（背景）。

尤其是一个具有多场景的App的概念很有趣，因为它使您可以在iOS和iPadOS上构建多窗口应用程序。 例如，文档编辑器App中的每个文本文档都可以有自己的场景。 用户还可以创建场景的副本，同时运行一个应用程序的多个实例（类似多开）。

在Xcode 11中有三个地方可以明显地看到SceneDelegate的身影：

  1. 现在，一个新的iOS项目会自动创建一个SceneDelegate类，其中包括我们熟悉的生命周期事件，例如active，resign和disconnect。
  2. AppDelegate类中多了两个与“scene sessions”相关的新方法：application(_:configurationForConnecting:options:) 和 application(_:didDiscardSceneSessions:)
  3. Info.plist文件中提供了”Application Scene Manifest“配置项，用于配置App的场景，包括它们的场景配置名，delegate类名和storyboard

让我们一次开看一看。

1. Scene Delegate Class

首先，SceneDelegate类：

scene-delegate-1.jpg

SceneDelegate的最重要的函数是：scene(_:willConnectTo:options:)。 在某种程度上，它与iOS 12上的 application(_:didFinishLaunchingWithOptions:) 函数的作用最相似。当将场景添加到app中时scene(_:willConnectTo:options:)函数会被调用的，因此这里是配置场景的最理想地方。 在上面的代码中，我们手动地设置了视图控制器堆栈，稍后会进行详细介绍。

这里需要特别注意的是，“SceneDelegate”采用了协议模式，并且这个delegate通常会响应任何场景。 您使用一个Delegate来配置App中的所有场景。

SceneDelegate 还具有下面这些函数:

  • sceneDidDisconnect(_:) 当场景与app断开连接是调用（注意，以后它可能被重新连接）
  • sceneDidBecomeActive(_:) 当用户开始与场景进行交互（例如从应用切换器中选择场景）时，会调用
  • sceneWillResignActive(_:) 当用户停止与场景交互（例如通过切换器切换到另一个场景）时调用
  • sceneWillEnterForeground(_:) 当场景变成活动窗口时调用，即从后台状态变成开始或恢复状态
  • sceneDidEnterBackground(_:) 当场景进入后台时调用，即该应用已最小化但仍存活在后台中

看到函数的对称性了吗？ Active/inactive, background/foreground, 和 “disconnect”. 。 这些是任何应用程序的典型生命周期事件。

2.App Delegate中的Scene Sessions

在iOS13中AppDelegate中有两个管理Senen Session的代理函数。在您的应用创建scene（场景）后，“scene session”对象将跟踪与该场景相关的所有信息。

这两个函数是:

  • application(_:configurationForConnecting:options:), 会返回一个创建场景时需要的UISceneConfiguration对象
  • application(_:didDiscardSceneSessions:), 当用户通过“应用切换器”关闭一个或多个场景时会被调用

目前，SceneSession被用于指定场景，例如“外部显示” 或“ CarPlay” 。 它还可用于还原场景的状态，如果您想使用【状态还原】，SceneSession将非常有用。 状态还原允许您在应用启动之间保留并重新创建UI。 您还可以将用户信息存储到场景会话中，它是一个可以放入任何内容的字典。

application(_:didDiscardSceneSessions:)很简单。 当用户通过“应用程序切换器”关闭一个或多个场景时，即会调用该方法。 您可以在该函数中销毁场景所使用的资源，因为不会再需要它们。

了解application(_:didDiscardSceneSessions:)与sceneDidDisconnect（_ :)的区别很重要，后者仅在场景断开连接时调用，不会被丢弃，它可能会重新连接。而application（_：didDiscardSceneSessions：）发生在使用【应用程序切换器】退出场景时。

3. Info.plist 中的Application Scene Manifest

您的应用支持的每个场景都需要在“Application Scene Manifest”（应用场景清单）中声明。 简而言之，清单列出了您的应用支持的每个场景。 大多数应用程序只有一个场景，但是您可以创建更多场景，例如用于响应推送通知或特定操作的特定场景。

Application Scene Manifest清单是Info.plist文件的一项，都知道该文件包含App的配置信息。 Info.plist包含诸如App的名称，版本，支持的设备方向以及现在支持的不同场景等配置。

请务必注意，您声明的是会话的“类型”，而不是会话实例。 您的应用程序可以支持一个场景，然后创建该场景的副本，来实现【多窗口】应用程序。

下面看一下的 Info.plist中清单的一些配置:

scene-manifest-2.jpg

在红框内，您会看到Application Scene Manifest 这一条。 在它下面一条是Enable Multiple Windows，需要将其设置为“ YES”以支持多个窗口。 再往下Application Session Role的值是一个数组，用于在应用程序中声明场景。 你也可以在数组中添加一条【外部屏幕】的场景声明。

最重要的信息保存在Application Session Role数组中。 从中我们可以看到以下内容：

  • Configuration的名称，必须是唯一的
  • 场景的代理类名，通常为SceneDelegate。
  • 场景用于创建初始UI的storyboard名称

Storyboard名称这一项可能使您想起Main Interface设置，该设置可以在Xcode 12项目的Project Properties配置中找到。 现在，在iOS应用中，你可以在此处设置或更改主Storyboard名称。

AppDelegate中的SceneDelegate、UISceneSession和Application Scene Manifest是如何一起创建多窗口应用的呢？

  • 首先，我们看SceneDelegate类。 它管理场景的生命周期，处理各种响应，诸如 sceneDidBecomeActive(_:) and sceneDidEnterBackground(_:)之类的事件。
  • 然后，我们再看看AppDelegate类中的新函数。 它管理场景会话（scene sessions），提供场景的配置数据，并响应用户丢弃场景的事件。
  • 最后，我们看了一下Application Scene Manifest。 它列出了您的应用程序支持的场景，并将它们连接到delegate类并初始化storyboard。

Awesome! Now that we’ve got a playing field, let’s find out how scenes affects building UIs in Xcode 11.

太棒了！ 现在让我们了解scenes（场景）是如何影响Xcode 11中的用户界面的吧。

在SwiftUI中使用Scene Delegate

不久将来，SwiftUI将是创建iOS 13项目最简单的方法。 简言之，SwiftUI应用程序主要依靠SceneDelegate来设置应用程序的初始UI。

首先，SwiftUI项目中“Application Scene Manifest ”将长这样：

scene-manifest-3.jpg

特别注意，配置中没有设置“Storyboard Name”这一项。 请记住，如果要支持多个窗口，则需要将Enable Multiple Windows设置为YES。

我们将跳过“ AppDelegate”，因为它相当标准。在SwiftUI项目中，只会返回“true”。

接下来是SceneDelegate类。 正如我们之前讨论的，SceneDelegate负责设置您应用中的场景，以及设置首个页面。

像下面一样:

class SceneDelegate: UIResponder, UIWindowSceneDelegate {

    var window: UIWindow?

    func scene(_ scene: UIScene, willConnectTo session: UISceneSession, options connectionOptions: UIScene.ConnectionOptions) {

        let contentView = ContentView()

        if let windowScene = scene as? UIWindowScene {
            let window = UIWindow(windowScene: windowScene)
            window.rootViewController = UIHostingController(rootView: contentView)
            self.window = window
            window.makeKeyAndVisible()
        }
    }
}

上面的代码中发生了什么？

  • 首先，必须明确的是 在将新场景添加到应用中后 会调用scene(_：willConnectTo：options：)代理函数。 它提供了一个scene对象（和一个session）。 这个“UIWindowScene”对象是由应用创建的，您无需进行其他操作。
  • 其次，window属性会在这里用到。 App仍然使用“ UIWindow”对象，但现在它们已成为scene（场景）的一部分。 在if let代码块中，您可以清楚地看到如何使用scene来初始化UIWindow对象的。
  • 然后是设置window的rootViewController，将window实例分配给了场景的window属性，并且设置窗口makeKeyAndVisible为true，即将该窗口置于App的前面。
  • 接着为SwiftUI项目创建了ContentView实例，并通过使用UIHostingController将其添加为根视图控制器。 该控制器用于将基于SwiftUI的视图显示在屏幕上。
  • 最后但并非不重要的一点，值得注意的是，UIScene的实例化对象scene实际上是UIWindowScene类型的对象。 这就是as?对可选类型转换的原因。 （到目前为止，已创建的场景通常为“ UIWindowScene”类型，但我猜想将来还会看到更多类型的场景。）

所有这些看起来似乎很复杂，但是从高层次的概述来看，这很简单：

  • 当scene（_：willConnectTo：options：）被调用时，SceneDelegate会在正确的时间配置场景。
  • AppDelegate和Manifest的默认配置，他们没有涉及storyboard的任何东西。
  • scene（_：willConnectTo：options :)函数内，创建一个SwiftUI视图，将其放置在托管控制器中，然后将控制器分配给window属性的根视图控制器，并将该窗口放置在应用程序UI的前面 。

太棒了！ 让我们继续。

您可以通过选择File（文件）→New（新建）→Project（项目）来建立一个基本的Xcode 11项目。 然后，选择Single View App, 在User Interface处选择SwiftUI来创建一个SwiftUI项目

在Storyboards项目中使用SceneDelegate

Storyboards和XIB是为iOS应用程序构建UI的有效方法。 在iOS 13上也是如此。 在将来，我们将看到更多的SwiftUI应用，但目前，Storyboards更常见。

有趣的是，即使有了SceneDelegate，通过Storyboards创建iOS项目你也不需要做任何额外的事情 只需选择File → New → Project。 然后，选择Single View App。 最后，为 User Interface 处选择 Storyboard ，就完成了。

设置方法如下：

  • 如我们前面提到过的，您可以在Info.plist中的“ Application Scene Manifest”中找到Main storyboard的设置地方。
  • 默认情况下，AppDelegate将使用默认的UISceneConfiguration。
  • SceneDelegate会设置一个“UIWindow”对象，并使用“Main.storyboard”来创建初始UI。

纯代码编写UI

许多开发人员喜欢手写UI，而随着SwiftUI的兴起，使用SwiftUI手写代码将会越来越常见。 如果您不使用storyboards，而使用XIB创建应用程序UI，该怎么办？ 让我们看看SceneDelegate如何修改。

首先，AppDelegate和Application Scene Manifest中保持默认值。 我们不使用storyboard，所以需要在SceneDelegate类的scene(_:willConnectTo:options:)函数中设置初始视图控制器。

像下面这样：

class SceneDelegate: UIResponder, UIWindowSceneDelegate {

    var window: UIWindow?

    func scene(_ scene: UIScene, willConnectTo session: UISceneSession, options connectionOptions: UIScene.ConnectionOptions)
    {
        if let windowScene = scene as? UIWindowScene {

            let window = UIWindow(windowScene: windowScene)
            let timeline = TimelineViewController()

            let navigation = UINavigationController(rootViewController: timeline)
            window.rootViewController = navigation

            self.window = window
            window.makeKeyAndVisible()
        }
    }
}

上面代码很简单我们就不详细介绍了。

很简单，对吧？ 使用SceneDelegate的核心是将一些代码从AppDelegate移至到SceneDelegate中，并正确配置 Application Scene Manifest 。

想要为现有的iOS项目添加scene(场景)支持？ 可以查看Apple官方文档https://developer.apple.com/documentation/uikit/app_and_environment/scenes/specifying_the_scenes_your_app_supports。

作者：Reinder de Vries

翻译：乐Coding

作者：乐Coding
链接：https://juejin.cn/post/6844903993496305671

Swift 加密方案与密钥生成方法|加密方案:【SwiftyRSA与CryptoSwift】、密钥生成方法：【RSA 密钥、 ECC 密钥、国密密钥】

✇掘金专栏-没有故事的Zhang同学
没有故事的Zhang同学

一、SwiftyRSA与CryptoSwift

推荐两个加密方案开源框架:

具体的使用方式,参照链接中的README.md

二、密钥

根据开发的业务需求，查看生成密钥的方法。密钥包括 RSA 密钥、ECC 密钥、国密密钥。

前置条件

已通过 OpenSSL 官网 下载并安装 OpenSSL 工具（1.1.1 或以上版本）

生成 RSA 密钥

  1. 打开 OpenSSL 工具，使用以下命令行生成 RSA 私钥。您可以选择生成 1024 或 2048 位的私钥。

    openssl genpkey -algorithm RSA -out private_key.pem -pkeyopt rsa_keygen_bits:2048

  2. 根据 RSA 私钥生成 RSA 公钥。

    openssl rsa -pubout -in private_key.pem -out public_key.pem

生成 ECC 密钥

  1. 打开 OpenSSL 工具，使用以下命令行生成 ECC 的密钥对。您必须选择 secp256k1 椭圆曲线算法。

    openssl ecparam -name secp256k1 -genkey -noout -out secp256k1-key.pem

  2. 根据 secp256k1-key.pem 密钥对生成 ECC 公钥。

    openssl ec -in secp256k1-key.pem -pubout -out ecpubkey.pem

生成国密密钥

  1. 打开 OpenSSL 工具，使用以下命令行生成国密 SM2 私钥 sm2-key.pem。

    openssl ecparam -name SM2 -genkey -noout -out sm2-key.pem

  2. 根据 sm2-key.pem 密钥对生成国密 SM2 公钥 sm2pubkey.pem。

    openssl ec -in sm2-key.pem -pubout -out sm2pubkey.pem

01-H5与Native交互-JS与Native互调|WebViewJavaScriptBridge 基本使用(转)

✇掘金专栏-没有故事的Zhang同学
没有故事的Zhang同学

一、iOS中的WebView

在 iOS 开发 Hybrid App 的时候，有两个 WebView 可以选择:

  • UIWebView
  • WKWebView

这两个 WebView 控件，可以完全只借助 iOS 自带的框架进行 OC & JS 交互。

  1. UIWebView 使用 JavaScriptCore.
  2. WKWebView 使用 WKUserContentController.

二、WebView 与 原生的交互原理

UIWebView 原生的交互原理
通过一个 JSContext 获取 UIWebView 的 JS 执行上下文。
然后通过这个上下文，进行 OC & JS 的双端交互。

_jsContext = [webView valueForKeyPath:@"documentView.webView.mainFrame.javaScriptContext"];
_jsContext.exceptionHandler = ^(JSContext *context, JSValue *exception) {
    NSLog(@"%@",@"获取 WebView JS 执行环境失败了!");
};

WKWebView 原生交互原理

通过 userContentController 把需要观察的 JS 执行函数注册起来。
然后通过一个协议方法，将所有注册过的 JS 函数执行的参数传递到此协议方法中。

注册 需要 观察的 JS 执行函数

[webView.configuration.userContentController addScriptMessageHandler:self name:@"jsFunc"];

在 JS 中调用这个函数并传递参数数据

window.webkit.messageHandlers.jsFunc.postMessage({name : "李四",age : 22});

OC 中遵守 WKScriptMessageHandler 协议。

- (void)userContentController:(WKUserContentController *)userContentController didReceiveScriptMessage:(WKScriptMessage *)message

此协议方法里的 WKScriptMessage 有 name & body 两个属性。 name 可以用来判断是哪个 JSFunc 调用了。body 则是 JSFunc 传递到 OC 的参数。

三、WebViewJavaScriptBridge

WebViewJavaScriptBridge 用于 WKWebView & UIWebView 中 OC 和 JS 交互。
它的基本原理是：

把 OC 的方法注册到桥梁中，让 JS 去调用。
把 JS 的方法注册在桥梁中，让 OC 去调用。

WebViewJavascriptBridge 基本原理

image.png

注册自己，调用它人。

四、WebViewJavaScriptBridge 使用的基本步骤

  1. 首先在项目中导入 WebViewJavaScriptBridge 框架。
pod ‘WebViewJavascriptBridge’
  1. 导入头文件 #import <WebViewJavascriptBridge.h> 。
  2. 建立 WebViewJavaScriptBridge 和 WebView 之间的关系。
_jsBridge = [WebViewJavascriptBridge bridgeForWebView:_webView];
  1. 在HTML 文件中，复制粘贴这两段 JS 函数。

function setupWebViewJavascriptBridge(callback) {
        if (window.WebViewJavascriptBridge) { return callback(WebViewJavascriptBridge); }
        if (window.WVJBCallbacks) { return window.WVJBCallbacks.push(callback); }
        window.WVJBCallbacks = [callback]; // 创建一个 WVJBCallbacks 全局属性数组，并将 callback 插入到数组中。
        var WVJBIframe = document.createElement('iframe'); // 创建一个 iframe 元素
        WVJBIframe.style.display = 'none'; // 不显示
        WVJBIframe.src = 'wvjbscheme://__BRIDGE_LOADED__'; // 设置 iframe 的 src 属性
        document.documentElement.appendChild(WVJBIframe); // 把 iframe 添加到当前文导航上。
        setTimeout(function() { document.documentElement.removeChild(WVJBIframe) }, 0)
    }
    
    // 这里用于注册 Native 将要调用的 JS 方法。
    setupWebViewJavascriptBridge(function(bridge){
       
    });

到此为止，基本的准备工作就做完了。现在需要往桥梁中注入 OC 方法 和 JS 函数了。

往桥梁中注入 OC 方法 和 JS 函数

往桥梁中注入 OC 方法。

[_jsBridge registerHandler:@"scanClick" handler:^(id data, WVJBResponseCallback responseCallback) {
    NSLog(@"dataFrom JS : %@",data[@"data"]);
    responseCallback(@"扫描结果 : www.baidu.com");
}];

这段代码的意思：

  1. scanClick 是 OC block 的一个别名。
  2. block 本身，是 JS 通过某种方式调用到 scanClick 的时候，执行的代码块。
  3. data ，由于 OC 这端由 JS 调用，所以 data 是 JS 端传递过来的数据。
  4. responseCallback OC 端的 block 执行完毕之后，往 JS 端传递的数据。

往桥梁中注入 JS 函数.

OC 方法，在 OC 中注入。JS 的方法所以必然就需要在 JS 中注入的。（好像是废话)
在 JS 的方法如何注入到桥梁呢？

之前，在准备工作的时候，有两段 JS 代码。
需要在第二段 JS 代码中，注入 JS 的函数。


// 这里主要是注册 OC 将要调用的 JS 方法。
    setupWebViewJavascriptBridge(function(bridge){
        // 声明 OC 需要调用的 JS 方法。
        bridge.registerHanlder('testJavaScriptFunction',function(data,responseCallback){
            // data 是 OC 传递过来的数据.
            // responseCallback 是 JS 调用完毕之后传递给 OC 的数据
            alert("JS 被 OC 调用了.");
            responseCallback({data: "js 的数据",from : "JS"});
        })
    });

这段代码的意思：

  1. testJavaScriptFunction 是注入到桥梁中 JS 函数的别名。以供 OC 端调用。
  2. 回调函数的 data。 既然 JS 函数由 OC 调用，所以 data 是 OC 端传递过来的数据。
  3. responseCallback 。 JS 调用在被 OC 调用完毕之后，向 OC 端传递的数据。

基本就是：

OC 端注册 OC 的方法，OC 端调用 JS 的函数。
JS 端注册 JS 的函数，JS 端调用 OC 的方法。

五、原生与Web互调场景

1.JS -> OC 的交互

在 HTML 中，有个按钮，点击这个按钮，修改 NavigationBar 的颜色。

  1. 在 OC 端，往桥梁注入一个修改 NavigationBar 颜色的 block.
  2. 在 JS 端，调用这个 block，来间接的达到修改颜色的目的。

image.png

首先，在 OC 中，通过 WebViewJavascriptBridge 注册一个修改 navigationBar 颜色的 Block。

[_jsBridge registerHandler:@"colorClick" handler:^(id data, WVJBResponseCallback responseCallback) {
       self.navigationController.navigationBar.barTintColor = [UIColor colorWithRed:arc4random_uniform(256) / 255.0 green:arc4random_uniform(256) / 255.0 blue:arc4random_uniform(256) / 255.0 alpha:1.0];
        
        responseCallback(@"颜色修改完毕!");
    }];

然后再 JS 中，通过某种方式去调用这个 OC 的 block。

WebViewJavascriptBridge.callHandler('colorClick',function(dataFromOC) {
    alert("JS 调用了 OC 注册的 colorClick 方法");
    document.getElementById("returnValue").value = dataFromOC;
})

这里通过某种方式就是使用 WebViewJavascriptBridge.callHandler('OC 中block 别名',callback) 的方式来调用。

2.OC -> JS 的交互

OC 上有一个UIButton,点击这儿按钮，把 HTML body 的颜色修改成橙色。

首先，往桥梁中，注入一个修改 HTML body 颜色的 JSFunction。

// 在这里声明 OC 需要主动调用 JS 的方法。
setupWebViewJavascriptBridge(function(bridge) { 
      bridge.registerHandler('changeBGColor',function(data,responseCallback){
            // alert('aaaaaa');
            document.body.style.backgroundColor = "orange";
            document.getElementById("returnValue").value = data;
    });
});

然后在 OC 端通过桥梁调用这个 changeBGColor。

[_jsBridge callHandler:@"changeBGColor" data:@"把 HTML 的背景颜色改成橙色!!!!"];

执行效果：

image.png

六、补充

OC 调用 JS 的三种情况。

    // 单纯的调用 JSFunction，不往 JS 传递参数，也不需要 JSFunction 的返回值。
    [_jsBridge callHandler:@"changeBGColor"];
    // 调用 JSFunction，并向 JS 传递参数，但不需要 JSFunciton 的返回值。
    [_jsBridge callHandler:@"changeBGColor" data:@"把 HTML 的背景颜色改成橙色!!!!"];
    // 调用 JSFunction ，并向 JS 传递参数，也需要 JSFunction 的返回值。
    [_jsBridge callHandler:@"changeBGColor" data:@"传递给 JS 的参数" responseCallback:^(id responseData) {
        NSLog(@"JS 的返回值: %@",responseData);
    }];

JS 调用 OC 的三种情况。


// JS 单纯的调用 OC 的 block
WebViewJavascriptBridge.callHandler('scanClick');

// JS 调用 OC 的 block，并传递 JS 参数
WebViewJavascriptBridge.callHandler('scanClick',"JS 参数");

// JS 调用 OC 的 block，传递 JS 参数，并接受 OC 的返回值。
WebViewJavascriptBridge.callHandler('scanClick',{data : "这是 JS 传递到 OC 的扫描数据"},function(dataFromOC){
    alert("JS 调用了 OC 的扫描方法!");
    document.getElementById("returnValue").value = dataFromOC;
});

可以根据实际情况，选择合适的方法。

关于在 OC 中，往桥梁中注入 block 的注意点。

在当前控制器消失的时候，要记得把注入到桥梁中的 OC block，从桥梁中删除。
否则，可能会出现控制器无法释放的情况。

- (void)viewDidDisappear:(BOOL)animated {
    [super viewDidDisappear:animated];
    [_jsBridge removeHandler:@"scanClick"];
    [_jsBridge removeHandler:@"colorClick"];
    [_jsBridge removeHandler:@"locationClick"];
    [_jsBridge removeHandler:@"shareClick"];
    [_jsBridge removeHandler:@"payClick"];
    [_jsBridge removeHandler:@"goBackClick"];
}

最后总结：

  1. UIWebView & JavaScriptCore 等于原生的 JS & OC 交互方案。
  2. WKWebView & userContentController 等于原生了 JS & OC 交互方案。
  3. WebViewJavascriptBridge 可以搭配 UIWebView & WKWebView 进行 OC & JS 交互。
  4. WebViewJavascriptBridge 使用核心，OC 注入 OC 的方法，让 JS 调用。JS 注入 JS 函数，让 OC 调用。
  5. WebViewJavaScriptBridge 使用的需要 4个前提步骤。

推荐阅读

iOS事件的传递机制|【寻找事件最佳响应者、事件在响应者链上的传递】(转)

✇掘金专栏-没有故事的Zhang同学
没有故事的Zhang同学

iOS的事件分为3大类型

  • Touch Events(触摸事件)
  • Motion Events(运动事件，比如重力感应和摇一摇等)
  • Remote Events(远程事件，比如用耳机上得按键来控制手机)

在开发中，最常用到的就是Touch Events(触摸事件) ，基本贯穿于每个App中，也是本文的主角~ 因此文中所说事件均特指触摸事件。

接下来，记录、涉及的问题大致包括：

  • 事件是怎么寻找事件的最佳响应者
  • 事件的响应及在响应链中的传递

寻找事件的最佳响应者（Hit-Testing）

当我们触摸屏幕的某个可响应的功能点后，最终都会由UIView或者继承UIView的控件来响应

那我们先来看下UIView的两个方法：


 // recursively calls -pointInside:withEvent:. point is in the receiver's coordinate system
//返回寻找到的最终响应这个事件的视图
- (nullable UIView *)hitTest:(CGPoint)point withEvent:(nullable UIEvent *)event;  

// default returns YES if point is in bounds
//判断某一个点击的位置是否在视图范围内
- (BOOL)pointInside:(CGPoint)point withEvent:(nullable UIEvent *)event;

每个UIView对象都有一个 hitTest: withEvent: 方法，这个方法是Hit-Testing过程中最核心的存在，其作用是询问事件在当前视图中的响应者，同时又是作为事件传递的桥梁。

看看它是什么时候被调用的

  • 当手指接触屏幕，UIApplication接收到手指的触摸事件之后，就会去调用UIWindow的hitTest: withEvent:方法
  • 在hitTest: withEvent:方法中会调用pointInside: withEvent:去判断当前点击的point是否属于UIWindow范围内，如果是，就会以倒序的方式遍历它的子视图，即越后添加的视图，越先遍历
  • 子视图也调用自身的hitTest: withEvent:方法，来查找最终响应的视图

再来看个示例：

视图层级如下（同一层级的视图越在下面，表示越后添加）：


A
├── B
│   └── D
└── C
    ├── E
    └── F

现在假设在E视图所处的屏幕位置触发一个触摸，App接收到这个触摸事件事件后，先将事件传递给UIWindow，然后自下而上开始在子视图中寻找最佳响应者。事件传递的顺序如下所示：

  • UIWindow将事件传递给其子视图A
  • A判断自身能响应该事件，继续将事件传递给C（因为视图C比视图B后添加，因此优先传给C）。
  • C判断自身能响应事件，继续将事件传递给F（同理F比E后添加）。
  • F判断自身不能响应事件，C又将事件传递给E。
  • E判断自身能响应事件，同时E已经没有子视图，因此最终E就是最佳响应者。

以上，就是寻找最佳响应者的整个过程。

接下来，来看下hitTest: withEvent:方法里，都做些了什么？

我们已经知道事件在响应者之间的传递，是视图通过判断自身能否响应事件来决定是否继续向子视图传递，那么判断响应的条件是什么呢？

视图响应事件的条件：

  • 允许交互： userInteractionEnabled = YES
  • 禁止隐藏：hidden = NO
  • 透明度：alpha > 0.01
  • 触摸点的位置：通过 pointInside: withEvent:方法判断触摸点是否在视图的坐标范围内

代码的表现大概如下：


- (UIView *)hitTest:(CGPoint)point withEvent:(UIEvent *)event {
    //3种状态无法响应事件
    if (!self.isUserInteractionEnabled || self.isHidden || self.alpha <= 0.01) {
        return nil;
    }

     //触摸点若不在当前视图上则无法响应事件
    if ([self pointInside:point withEvent:event]) {
         //从后往前遍历子视图数组
        for (UIView *subView in [self.subviews reverseObjectEnumerator]) {
            // 坐标系的转换,把触摸点在当前视图上坐标转换为在子视图上的坐标
            CGPoint convertedPoint = [subView convertPoint:point fromView:self];
             //询问子视图层级中的最佳响应视图
            UIView *hitTestView = [subView hitTest:convertedPoint withEvent:event];
            if (hitTestView) {
                 //如果子视图中有更合适的就返回
                return hitTestView;
            }
        }
         //没有在子视图中找到更合适的响应视图，那么自身就是最合适的
        return self;
    }

    return nil;
}

说了这么多，那我们可以运用hitTest: withEvent:来搞些什么事情呢

使超出父视图坐标范围的子视图也能响应事件

视图层级如下:

css

A
├── B

如上图所示，视图B有一部分是不在父视图A的坐标范围内的，当我们触摸视图B的上半部分，是不会响应事件的。当然，我们可以通过重写视图A的 hitTest: withEvent:方法来解决这个需求。


- (UIView *)hitTest:(CGPoint)point withEvent:(UIEvent *)event {
    UIView *view = [super hitTest:point withEvent:event];
    //如果找不到合适的响应者
    if (view == nil) {
        //视图B坐标系的转换
        CGPoint newPoint = [self.deleteButton convertPoint:point fromView:self];
        if (CGRectContainsPoint(self.deleteButton.bounds, newPoint)) {
            // 满足条件,返回视图B
            view = self.deleteButton;
        }
    }

    return view;
}

在视图A的hitTest: withEvent:方法中判断触摸点，是否位于视图B的视图范围内，如果属于，则返回视图B。这样一来，当我们点击视图B的任何位置都可以响应事件了。

事件的响应及在响应链中的传递

经历Hit-Testing后，UIApplication已经知道事件的最佳响应者是谁了，接下来要做的事情就是：

  • 将事件传递给最佳响应者响应
  • 事件沿着响应链传递

事件传递给最佳响应者

最佳响应者具有最高的事件响应优先级，因此UIApplication会先将事件传递给它供其响应。

UIApplication中有个sendEvent:的方法，在UIWindow中同样也可以发现一个同样的方法。UIApplication是通过这个方法把事件发送给UIWindow，然后UIWindow通过同样的接口，把事件发送给最佳响应者。

以寻找事件的最佳响应者一节中点击视图E为例，在EView的 touchesBegan:withEvent: 上打个断点查看调用栈就能看清这一过程：

当事件传递给最佳响应者后，响应者响应这个事件，则这个事件到此就结束了，它会被释放。假设响应者没有响应这个事件，那么它将何去何从？事件将会沿着响应链自上而下传递。

注意： 寻找最佳响应者一节中也说到了事件的传递，与此处所说的事件的传递有本质区别。上面所说的事件传递的目的是为了寻找事件的最佳响应者，是自下而上（父视图到子视图）的传递；而这里的事件传递目的是响应者做出对事件的响应，这个过程是自上而下（子视图到父视图）的。前者为“寻找”，后者为“响应”。

事件沿着响应链传递

在UIKit中有一个类：UIResponder，它是所有可以响应事件的类的基类。来看下它的头文件的几个属性和方法


NS_CLASS_AVAILABLE_IOS(2_0) @interface UIResponder : NSObject <UIResponderStandardEditActions>

#if UIKIT_DEFINE_AS_PROPERTIES
@property(nonatomic, readonly, nullable) UIResponder *nextResponder;
#else
- (nullable UIResponder*)nextResponder;
#endif

--------------省略部分代码------------

  // Generally, all responders which do custom touch handling should override all four of these methods.
// Your responder will receive either touchesEnded:withEvent: or touchesCancelled:withEvent: for each
// touch it is handling (those touches it received in touchesBegan:withEvent:).
// *** You must handle cancelled touches to ensure correct behavior in your application.  Failure to
// do so is very likely to lead to incorrect behavior or crashes.
- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(nullable UIEvent *)event;
- (void)touchesMoved:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(nullable UIEvent *)event;
- (void)touchesEnded:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(nullable UIEvent *)event;
- (void)touchesCancelled:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(nullable UIEvent *)event;
- (void)touchesEstimatedPropertiesUpdated:(NSSet<UITouch *> *)touches NS_AVAILABLE_IOS(9_1);

UIApplication，UIViewController和UIView都是继承自它，都有一个 nextResponder 方法，用于获取响应链中当前对象的下一个响应者，也通过nextResponder来串成响应链。

在App中，所有的视图都是根据树状层次结构组织起来的，因此，每个View都有自己的SuperView。当一个View被add到SuperView上的时候，它的nextResponder属性就会被指向它的SuperView，各个不同响应者的指向如下：

  • UIView 若视图是控制器的根视图，则其nextResponder为控制器对象；否则，其nextResponder为父视图。
  • UIViewController 若控制器的视图是window的根视图，则其nextResponder为窗口对象；若控制器是从别的控制器present出来的，则其nextResponder为presenting view controller。
  • UIWindow nextResponder为UIApplication对象。
  • UIApplication 若当前应用的app delegate是一个UIResponder对象，且不是UIView、UIViewController或app本身，则UIApplication的nextResponder为app delegate。

这样，整个App就通过nextResponder串成了一条链，也就是我们所说的响应链，子视图指向父视图构成的响应链。

看一下官网对于响应链的示例展示

若触摸发生在UITextField上，则事件的传递顺序是：

  • UITextField ——> UIView ——> UIView ——> UIViewController ——> UIWindow ——> UIApplication ——> UIApplicationDelegte

图中虚线箭头是指若该UIView是作为UIViewController根视图存在的，则其nextResponder为UIViewController对象；若是直接add在UIWindow上的，则其nextResponder为UIWindow对象。

响应者对于事件的拦截以及传递都是通过 touchesBegan:withEvent: 方法控制的，该方法的默认实现是将事件沿着默认的响应链往下传递。

响应者对于接收到的事件有3种操作：

  • 不拦截，默认操作 事件会自动沿着默认的响应链往下传递
  • 拦截，不再往下分发事件 重写 touchesBegan:withEvent: 进行事件处理，不调用父类的 touchesBegan:withEvent:
  • 拦截，继续往下分发事件 重写 touchesBegan:withEvent: 进行事件处理，同时调用父类的 touchesBegan:withEvent: 将事件往下传递

因此，你也可以通过 touchesBegan:withEvent:方法搞点事情~

总结

触摸事件先通过自下而上(父视图-->子视图)的传递方式寻找最佳响应者，

然后以自上而下(子视图-->父视图)的方式在响应链中传递。

iOS多环境配置(转)

✇掘金专栏-没有故事的Zhang同学
没有故事的Zhang同学

基本概念

  • Project：包含了项⽬所有的代码，资源⽂件，所有信息。
  • Target：对指定代码和资源⽂件的具体构建方式。
  • Scheme：对指定Target的环境配置。

通过不同的方式配置多环境

通过Duplicate Target方式配置

  • 通过上述操作之后会多生成一个target，也会多出来一个info.plist

  • 可以定义一个宏的方式，对代码做一些差异化的配置

  • oc在build setting->Preprocessor Macros

  • swift在build setting->Other Swift Flags，需要注意的是swift中使用宏需要加上-D参数

  • 这种方式配置起来缺点

    • 生成多个info.plist
    • 需要配置的点比较多，比较乱

通过配置Scheme的方式

  • 再通过Edit Scheme->Manage Schemes新增不同环境的scheme
  • 再将不同的Scheme对应到不同的Build Configuration模式下

使用场景举例

  • 在日常开发中，不同环境下的host url的地址都会有不同的差异,通过定义一个宏的方式

  • 再通过info.plist文件暴露出来

  • 使用方式如下
NSString *path = [[NSBundle mainBundle] pathForResource:@"Info" ofType:@".plist"];
NSDictionary *infoDict = [[NSDictionary alloc] initWithContentsOfFile:path];
NSLog(@"host url:%@",infoDict[@"HOST_URL"]);
复制代码

xcconfig文件

xcconfig指南

  • xcconfig文件的语法比较简单，每个配置文件都由一系列键值分配组成，这些键值分配具有以下语法：
BUILD_SETTING_NAME = value
复制代码

注释

  • xcconfig文件只有一种注释方式\。

include导入其他设置

  • 在创建xcconfig文件的时候，可以根据需求，创建多个。也就意味着，可以通过include关键字导入其他的xcconfig内的配置。通过include关键字后接上双引号：
#include "Debug.xcconfig"
复制代码
  • 在搜索引入的文件时，如果是以/开头，代表绝对路径，例如：
// 表示确切的文件位置
#include "/Users/xx/Desktop/.../xxx.xcconfig"
复制代码
  • 或者通过相对路径，以${SRCROOT}路径为开始：
#include "Pods/Target Support Files/xxx.xcconfig"
复制代码

变量

  • 变量定义，按照OC命名规则，仅由大写字母，数字和下划线（_）组成，原则上大写，也可以不。字符串可以是"也可以是'号。

  • 变量有三种特殊情况：

      1. 在xcconfig中定义的变量与Build Settings的一致，那么会发生覆盖。可以通过$(inherited)，让当前变量继承变量原有值。例如：
    OTHER_LDFLAGS = -framework SDWebImage
OTHER_LDFLAGS = $(inherited) -framework AFNetworking
// OTHER_LDFLAGS = -framework SDWebImage -framework AFNetworking
复制代码

    注意⚠️：有部分变量不能通过xcconfig配置到Build Settings中，例如：配	 置PRODUCT_BUNDLE_IDENTIFIER不起作用。
复制代码
      1. 引用变量，$()和${}两种写法都可以：VALUE=value 
    TEACHER=$(VALUE)-${VALUE}
复制代码
      1. 条件变量，根据SDK、Arch和Configration对设置进行条件化，例如：
    // 指定`Configration`是`Debug`
// 指定`SDK`是模拟器，还有iphoneos*、macosx*等
// 指定生效架构为`x86_64`
OTHER_LDFLAGS[config=Debug][sdk=iphonesimulator*[arch=x86_64]= $(inherited) -framework "Cat"
复制代码

    注意⚠️：在Xcode 11.4及以后版本，可以使用default，来指定变量为空时的默认值：
$(BUILD_SETTING_NAME:default=value)
复制代码

优先级（由高到低）：

    1. 手动配置Target Build Settings
    1. Target中配置的xcconfig文件
    1. 手动配置Project Build Settings
    1. Project中配置的xcconfig文件

iOS蓝牙知识快速入门（详尽版）(转)

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iOS-bluetooth

以前写过几篇蓝牙相关的文章，但是没有涉及扫描、收发指令这些基础功能的实现。所以打算写一篇尽可能详尽的蓝牙知识汇总，一方面给有需要的同学看，一方面是对自己学习蓝牙的一个总结。

这篇文章的目的：教你实现设备的扫描，连接，数据收发，蓝牙数据解析。如果在实现上面任一功能遇到问题时，欢迎留下你的问题，我将进行补充，对于说法有误的地方也请老司机予以指正。

目录

0、思维导图

1、苹果对蓝牙设备有什么要求

2、操作蓝牙设备使用什么库

3、如何扫描

4、如何连接

5、如何发送数据和接收数据

6、如何解析数据

7、扩展

思维导图

思维导图

第一次做图，大家凑合着看哈。这张是我总结的蓝牙知识的结构图，下面的内容将围绕这些东西展开进行。

连接设备流程

这张是蓝牙连接发送数据的流程图，下文进入coding阶段的讲解顺序，大家先有个大概印象，等阅读完本文再回来看这张图将理解的更深一些。

苹果对蓝牙设备有什么要求

BLE：bluetouch low energy，蓝牙4.0设备因为低功耗，所有也叫作BLE。苹果在iphone4s及之后的手机型号开始支持蓝牙4.0，这也是最常见的蓝牙设备。低于蓝牙4.0协议的设备需要进行MFI认证，关于MFI认证的申请工作可以看这里：关于MFI认证你所必须要知道的事情

在进行操作蓝牙设备前，我们先下载一个蓝牙工具LightBlue，它可以辅助我们的开发，在进行蓝牙开发之前建议先熟悉一下LightBlue这个工具。

操作蓝牙设备使用什么库

苹果自身有一个操作蓝牙的库CoreBluetooth.framework，这个是大多数人员进行蓝牙开发的首选框架，除此之外目前github还有一个比较流行的对原生框架进行封装的三方库BabyBluetooth，它的机制是将CoreBluetooth中众多的delegate写成了block方法，有兴趣的同学可以了解下。下面主要介绍的是原生蓝牙库的知识。

中心和外围设备

central-peripheral

如图所示，电脑、Pad、手机作为中心，心跳监听器作为外设，这种中心外设模式是最常见的。简单理解就是，发起连接的是中心设备（Central），被连接的是外围设备（Peripheral），对应传统的客户机-服务器体系结构。Central能够扫描侦听到，正在播放广告包的外设。

服务与特征

外设可以包含一个或多个服务（CBService），服务是用于实现装置的功能或特征数据相关联的行为集合。 而每个服务又对应多个特征（CBCharacteristic）,特征提供外设服务进一步的细节，外设，服务，特征对应的数据结构如下所示

CBService-CBCharacteristic

如何扫描蓝牙

在进行扫描之前我们需要，首先新建一个类作为蓝牙类，例如FYBleManager，写成单例，作为处理蓝牙操作的管理类。引入头文件#import <CoreBluetooth/CoreBluetooth.h> CBCentralManager是蓝牙中心的管理类，控制着蓝牙的扫描，连接，蓝牙状态的改变。

1、初始化

dispatch_queue_t centralQueue = dispatch_queue_create(“centralQueue",DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

NSDictionary *dic = @{
    CBCentralManagerOptionShowPowerAlertKey : YES,
    CBCentralManagerOptionRestoreIdentifierKey : @"unique identifier"
};

self.centralManager = [[CBCentralManager alloc] initWithDelegate:self queue:centralQueue options:dic];
  • CBCentralManagerOptionShowPowerAlertKey对应的BOOL值，当设为YES时，表示CentralManager初始化时，如果蓝牙没有打开，将弹出Alert提示框
  • CBCentralManagerOptionRestoreIdentifierKey对应的是一个唯一标识的字符串，用于蓝牙进程被杀掉恢复连接时用的。

2、扫描

//不重复扫描已发现设备
NSDictionary *option = @{
    CBCentralManagerScanOptionAllowDuplicatesKey : [NSNumber numberWithBool:NO],
    CBCentralManagerOptionShowPowerAlertKey:YES
};

[self.centralManager scanForPeripheralsWithServices:nil options:option];
- (void)scanForPeripheralsWithServices:(nullable NSArray<CBUUID *> *)serviceUUIDs options:(nullable NSDictionary<NSString *, id> *)options;
  • 扫面方法
    • serviceUUIDs用于第一步的筛选，扫描此UUID的设备
    • options有两个常用参数：
      • CBCentralManagerScanOptionAllowDuplicatesKey
        • 设置为NO表示不重复扫瞄已发现设备，为YES就是允许
      • CBCentralManagerOptionShowPowerAlertKey
      • 设置为YES就是在蓝牙未打开的时候显示弹框

3、CBCentralManagerDelegate代理方法

在初始化的时候我们调用了代理，在CoreBluetooth中有两个代理，

  • CBCentralManagerDelegate
  • CBPeripheralDelegate

iOS的命名很友好，我们通过名字就能看出，上面那个是关于中心设备的代理方法，下面是关于外设的代理方法。
我们这里先研究CBCentralManagerDelegate中的代理方法

- (void)centralManagerDidUpdateState:(CBCentralManager *)central;

这个方法标了@required是必须添加的，我们在self.centralManager初始换之后会调用这个方法，回调蓝牙的状态。状态有以下几种：

typedef NS_ENUM(NSInteger, CBCentralManagerState{
    CBCentralManagerStateUnknown = CBManagerStateUnknown,//未知状态
    CBCentralManagerStateResetting = CBManagerStateResetting,//重启状态
    CBCentralManagerStateUnsupported = CBManagerStateUnsupported,//不支持
    CBCentralManagerStateUnauthorized = CBManagerStateUnauthorized,//未授权
    CBCentralManagerStatePoweredOff = CBManagerStatePoweredOff,//蓝牙未开启
    CBCentralManagerStatePoweredOn = CBManagerStatePoweredOn,//蓝牙开启} NS_DEPRECATED(NA, NA, 5_0, 10_0, "Use CBManagerState instead”
);

该枚举在iOS10之后已经废除了，系统推荐使用CBManagerState，类型都是对应的

typedef NS_ENUM(NSInteger, CBManagerState{
    CBManagerStateUnknown = 0,
    CBManagerStateResetting,
    CBManagerStateUnsupported,
    CBManagerStateUnauthorized,
    CBManagerStatePoweredOff,
    CBManagerStatePoweredOn,
} NS_ENUM_AVAILABLE(NA, 10_0);

- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central 
    didDiscoverPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral
    advertisementData:(NSDictionary<NSString *, id> *)advertisementData RSSI:(NSNumber *)RSSI;
  • peripheral是外设类
  • advertisementData是广播的值，一般携带设备名，serviceUUIDs等信息
  • RSSI绝对值越大，表示信号越差，设备离的越远。如果想转换成百分比强度，（RSSI+100）/100，（这是一个约数，蓝牙信号值并不一定是-100 - 0的值，但近似可以如此表示）
- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central willRestoreState:(NSDictionary<NSString *, id> *)dict;

在蓝牙于后台被杀掉时，重连之后会首先调用此方法，可以获取蓝牙恢复时的各种状态

如何连接

在扫面的代理方法中，我们连接外设名是MI的蓝牙设备

- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDiscoverPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral advertisementData:(NSDictionary *)advertisementData RSSI:(NSNumber *)RSSI{ 
    NSLog(@"advertisementData:%@，RSSI:%@",advertisementData,RSSI);
    if([peripheral.name isEqualToString:@"MI"]){ 
        [self.centralManager connectPeripheral:peripheral options:nil];//发起连接的命令
        self.peripheral = peripheral; 
    }
}

连接的状态 对应另外的CBCentralManagerDelegate代理方法 连接成功的回调

- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral;

连接失败的回调

- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didFailToConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral error:(nullable NSError *)error;

连接断开的回调

- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDisconnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral error:(nullable NSError *)error;

连接成功之后并没有结束，还记得CBPeripheral中的CBService和CBService中的CBCharacteristic吗，对数据的读写是由CBCharacteristic控制的。
我们先用lightblue连接小米手环为例，来看一下，手环内部的数据是不是我们说的那样。

lightblue

其中ADVERTISEMENT DATA显示的就是广播信息。

iOS蓝牙无法直接获取设备蓝牙MAC地址，可以将MAC地址放到这里广播出来

FEEO是ServiceUUIDs,里面的FF01、FF02是CBCharacteristic的UUID

Properties是特征的属性，可以看出FF01具有读的权限，FF02具有读写的权限。
特征拥有的权限类别有如下几种：

typedef NS_OPTIONS(NSUInteger, CBCharacteristicProperties{
    CBCharacteristicPropertyBroadcast = 0x01,
    CBCharacteristicPropertyRead = 0x02,
    CBCharacteristicPropertyWriteWithoutResponse = 0x04,
    CBCharacteristicPropertyWrite = 0x08,
    CBCharacteristicPropertyNotify = 0x10,
    CBCharacteristicPropertyIndicate = 0x20,
    CBCharacteristicPropertyAuthenticatedSignedWrites = 0x40,
    CBCharacteristicPropertyExtendedProperties = 0x80,
    CBCharacteristicPropertyNotifyEncryptionRequired NS_ENUM_AVAILABLE(NA, 6_0) = 0x100,
    CBCharacteristicPropertyIndicateEncryptionRequired NS_ENUM_AVAILABLE(NA, 6_0) = 0x200
};

如何发送并接收数据

通过上面的步骤我们发现CBCentralManagerDelegate提供了蓝牙状态监测、扫描、连接的代理方法，但是CBPeripheralDelegate的代理方法却还没使用。别急，马上就要用到了，通过名称判断这个代理的作用，肯定是跟Peripheral有关，我们进入系统API，看它的代理方法都有什么，因为这里的代理方法较多，我就挑选几个常用的拿出来说明一下。

1、代理方法 

//发现服务的回调
- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverServices:(nullable NSError *)error;
//发现特征的回调
- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverCharacteristicsForService:(CBService *)service error:(nullable NSError *)error;
//读数据的回调
- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didUpdateValueForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic error:(nullable NSError *)error;
//是否写入成功的回调
- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didWriteValueForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic error:(nullable NSError *)error;

2、步骤

通过这几个方法我们构建一个流程：连接成功->获取指定的服务->获取指定的特征->订阅指定特征值->通过具有写权限的特征值写数据->在didUpdateValueForCharacteristic回调中读取蓝牙反馈值

解释一下订阅特征值：特征值具有Notify权限才可以进行订阅，订阅之后该特征值的value发生变化才会回调didUpdateValueForCharacteristic

3、实现上面流程的实例代码 

//连接成功
- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral{
    //连接成功之后寻找服务，传nil会寻找所有服务
    [peripheral discoverServices:nil];
}

//发现服务的回调
- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverServices:(NSError *)error{
   if (!error) { 
     for (CBService *service in peripheral.services) {     
         NSLog(@"serviceUUID:%@", service.UUID.UUIDString); 
            if ([service.UUID.UUIDString isEqualToString:ST_SERVICE_UUID]) {
            //发现特定服务的特征值
               [service.peripheral discoverCharacteristics:nil forService:service]; 
            } 
        } 
    }
}

//发现characteristics，由发现服务调用（上一步），获取读和写的characteristics
- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverCharacteristicsForService:(CBService *)service error:(NSError *)error {
    for (CBCharacteristic *characteristic in service.characteristics) { 
        //有时读写的操作是由一个characteristic完成 
        if ([characteristic.UUID.UUIDString isEqualToString:ST_CHARACTERISTIC_UUID_READ]) {
            self.read = characteristic;
            [self.peripheral setNotifyValue:YES forCharacteristic:self.read]; 
        } else if ([characteristic.UUID.UUIDString isEqualToString:ST_CHARACTERISTIC_UUID_WRITE]) {
            self.write = characteristic; 
        } 
     }
}

//是否写入成功的代理
- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didWriteValueForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic error:(NSError *)error{
    if (error) { 
        NSLog(@"===写入错误：%@",error); 
    }else{
        NSLog(@"===写入成功"); 
    }
}

//数据接收
- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didUpdateValueForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic error:(NSError *)error { 
    if([characteristic.UUID.UUIDString isEqualToString:ST_CHARACTERISTIC_UUID_READ]){          //获取订阅特征回复的数据
        NSData *value = characteristic.value;
        NSLog(@"蓝牙回复：%@",value);
    }
}

比如我们要获取蓝牙电量，由硬件文档查询得知该指令是 0x1B9901,那么获取电量的方法就可以写成

- (void)getBattery{
    Byte value[3]={0};
    value[0]=x1B;
    value[1]=x99;
    value[2]=x01;
    NSData * data = [NSData dataWithBytes:&value length:sizeof(value)];
    //发送数据
    [self.peripheral writeValue:data forCharacteristic:self.write type:CBCharacteristicWriteWithoutResponse];
}

如果写入成功，我们将会在didUpdateValueForCharacteristic方法中获取蓝牙回复的信息。

如何解析蓝牙数据

如果你顺利完成了上一步的操作，并且看到了蓝牙返回的数据，那么恭喜你，蓝牙的常用操作你已经了解大半了。因为蓝牙的任务大部分就是围绕发送指令，获取指令，将蓝牙数据呈现给用户。上一步我们已经获取了蓝牙指令，但是获取的却是0x567b0629这样的数据，这是什么意思呢。这时我们参考硬件协议文档，看到这样一段:

device-document

那么我们就可以得出设备电量是 60%。

对数据解析的流程就是：

  • 判断校验和是否正确
    • 是不是一条正确的数据->该条数据是不是我们需要的电量数据
    • 即首字节为0x567b->根据定义规则解析电量，传给view显示。
  • 其中第一步校验数据，视情况而定，也有不需要的情况。

扩展

iOS蓝牙中的进制转换

蓝牙固件升级

nRF芯片设备DFU升级

参考Demo

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