解析ios動畫原理與實(shí)現(xiàn)

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1、解析iOS動畫原理與實(shí)現(xiàn)這篇文章不會教大家如何實(shí)現(xiàn)一個(gè)具體的動畫效果，我會從動畫的本質(zhì)出發(fā)，來說說iOS動畫的原理與實(shí)現(xiàn)方式。什么是動畫動畫，顧名思義，就是能“動”的畫。人的眼睛對圖像有短暫的記憶效應(yīng)，所以當(dāng)眼睛看到多張圖片連續(xù)快速的切換時(shí)，就會被認(rèn)為是一段連續(xù)播放的動畫了。比如，中國古代的“走馬燈”，就是用的這個(gè)原理。有些人還會在一個(gè)本子每頁上手繪一些漫畫，當(dāng)快速翻頁的時(shí)候，也會看到動畫的效果，比如：計(jì)算機(jī)動畫的實(shí)現(xiàn)方式動畫是由一張張圖片組成的，在計(jì)算機(jī)中，我們稱每一張圖片為一幀畫面。如果我們想實(shí)現(xiàn)這么一個(gè)動畫：一個(gè)水杯放在桌子的左邊，移動到右邊，那么我們實(shí)際操作的，只是水杯。所

2、以動畫的實(shí)現(xiàn)，只是對運(yùn)動變化了的部分的處理。逐幀與關(guān)鍵幀類似于上面提到的手繪翻頁方式，我們可以將這個(gè)水杯在每幀畫面中的位置一一找出來，這樣實(shí)現(xiàn)動畫的方式就叫作逐幀動畫，我們需要處理動畫中的每一幀。我們一般在計(jì)算機(jī)上用FPS(FramesPerSecond)，即每秒的幀數(shù)來表示動畫的刷新速度，基于屏幕的刷新率等其他原因，在計(jì)算機(jī)上一般采用60FPS。如果運(yùn)動變化幅度較緩，減半到30FPS時(shí)，我們?nèi)庋垡彩强山邮艿?。較低的FPS會讓我們有“卡頓”的感覺。逐幀動畫是最直接的，但要處理的幀數(shù)太多，所以實(shí)現(xiàn)過程是會麻煩。計(jì)算機(jī)的工作就是來完成重復(fù)單調(diào)的工作的，所以，有些工作是可以考慮讓計(jì)算機(jī)來

3、完成的。上面的例子，可以變成一個(gè)涉及數(shù)學(xué)和物理的問題：一個(gè)杯子初始位置在左邊，n秒后勻速運(yùn)動到右邊，那么在每1/60秒的時(shí)候，這個(gè)杯子的位置顯然是可以計(jì)算出來的了。所以，我們其實(shí)只需要指定一些關(guān)鍵信息就能讓計(jì)算機(jī)自己計(jì)算出每一幀杯子的位置了：·起始位置，比如一個(gè)坐標(biāo)(0,0)·結(jié)束位置，再比如一個(gè)坐標(biāo)(100,0)·動畫總時(shí)間，比如0.25秒·勻速運(yùn)動這種方式就稱之為關(guān)鍵幀動畫。即我們只需要給定幾個(gè)關(guān)鍵幀的畫面信息，關(guān)鍵幀與關(guān)鍵幀之間的過渡幀都將由計(jì)算機(jī)自動生成。這里說的關(guān)鍵幀動畫，是指的廣義上的一種動畫制作方式，并不僅指CAKeyframeAnimation，CABasicAni

4、mation的實(shí)現(xiàn)方式也屬于關(guān)鍵幀動畫iOS動畫說完廣義上的動畫，就可以來說說iOS的動畫了。先來說說動畫的本質(zhì)。動畫的本質(zhì)繼續(xù)用上面的簡單例子：一個(gè)UIView從(0,0)勻速移動到(100,0)的動畫，動畫總時(shí)間是0.25秒。假設(shè)我們基于60FPS來顯示動畫，那么在0.25秒內(nèi)就應(yīng)該有15幀畫面，在每幀畫面中，這個(gè)UIView的x坐標(biāo)，每次應(yīng)移動100/15的距離。如果我們每隔0.25/15秒刷新一次UIView的x坐標(biāo)，那么就能實(shí)現(xiàn)這個(gè)動畫效果了。對于x坐標(biāo)而言，每幀的位置就可以通過一個(gè)基于時(shí)間變化量的函數(shù)來求得：x=f(t)。所以，一個(gè)動畫的本質(zhì)，就是動畫對象（這里是UIV

5、iew）的狀態(tài)，基于時(shí)間變化的反應(yīng)了。簡單說，就是給定任意一個(gè)時(shí)刻，如果你都能得到這個(gè)動畫對象的位置和、形狀等等屬性，你就能實(shí)現(xiàn)這個(gè)動畫了。屬性值的變化，既可能是位置、透明度、旋轉(zhuǎn)角度等的變化，也包括形狀的改變，比如從一條直線變化成一個(gè)圓圈，目標(biāo)就是要得到變化過程中特定時(shí)刻的中間態(tài)。動畫的實(shí)現(xiàn)我們也可將iOS的動畫分為兩大類：·系統(tǒng)提供的關(guān)鍵幀動畫實(shí)現(xiàn)方式；用戶指定關(guān)鍵信息，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)動畫過程，對用戶而言操作起來會簡單些。·逐幀動畫實(shí)現(xiàn)方式；用戶自己畫出每一幀畫面，系統(tǒng)操作方法簡單，但用戶操作的工作量就會大一些。逐幀動畫實(shí)現(xiàn)方式簡單的說，要實(shí)現(xiàn)逐幀的方式，就是需要周期性的調(diào)用繪制方法

6、，繪制每幀的動畫對象。這里說的繪制，不光是指覆寫UIView的-drawRect:的方法來手動重繪視圖，也包括修改UIView它的屬性，比如位置、顏色等。iOS的動畫都是基于CALayer的，iOS的UIView背后都有一個(gè)對應(yīng)的CALayer。對UIView的修改實(shí)際上都是對背后CALayer的修改。但如果在逐幀繪制的方法中修改了一個(gè)自建的CALayer，這個(gè)CALayer不是對應(yīng)某個(gè)UIView的，需注意系統(tǒng)的隱式動畫的影響，后面會提到這點(diǎn)。而周期性，就需要一個(gè)定時(shí)器來完成了，即CADisplayLink。CADisplayLink與NSTimer比較類似，可以周期性的調(diào)用指定

7、的方法。之所以用CADisplayLink，是因?yàn)樗腔谄聊凰⑿侣实?，即屏幕每次刷新時(shí)就會觸發(fā)調(diào)用。iPhone的屏幕刷新率是60FPS。如果繪制過程過于復(fù)雜，不能在屏幕刷新一幀的時(shí)間內(nèi)完成，可以考慮改為每隔一幀繪制，相當(dāng)于是30FPS的刷新率。不然可能會使動畫不連貫，有卡頓感。用逐幀方法繪制的原理不是很麻煩，麻煩的是繪制過程。對于一個(gè)復(fù)雜動畫，你可能需要運(yùn)用各種物理、幾何知識去計(jì)算視圖中間狀態(tài)的信息。比如要實(shí)現(xiàn)一條直線卷曲變化為一個(gè)圓的動畫，你就需要計(jì)算出中間態(tài)的