iOS Core Animation Advanced Techniques-基于定时器的动画

上十章节：

图层树
图层的寄宿图
图层几何学
图层视觉效果
图层变换
专用图层
隐式动画
显式动画
图层时间
图层缓冲

这篇随笔主要介绍有关基于定时器的动画。

定时帧：

示范例子：//使用NSTimer实现弹性球动画

//add ball image view
UIImage *ballImage = [UIImage imageNamed:@"Ball.png"];
self.ballView = [[UIImageView alloc] initWithImage:ballImage];
[self.containerView addSubview:self.ballView];
//animate    
float interpolate(float from, float to, float time){
return (to - from) * time + from;
}
float bounceEaseOut(float t){
if (t < 4/11.0) {
return (121 * t * t)/16.0;
} else if (t < 8/11.0) {
return (363/40.0 * t * t) - (99/10.0 * t) + 17/5.0;
} else if (t < 9/10.0) {
return (4356/361.0 * t * t) - (35442/1805.0 * t) + 16061/1805.0;
}
return (54/5.0 * t * t) - (513/25.0 * t) + 268/25.0;
}
- (id)interpolateFromValue:(id)fromValue toValue:(id)toValue time:(float)time{
if ([fromValue isKindOfClass:[NSValue class]]) {
//get type
const char *type = [(NSValue *)fromValue objCType];
if (strcmp(type, @encode(CGPoint)) == 0) {
CGPoint from = [fromValue CGPointValue];
CGPoint to = [toValue CGPointValue];
CGPoint result = CGPointMake(interpolate(from.x, to.x, time), interpolate(from.y, to.y, time));
return [NSValue valueWithCGPoint:result];
}
}
//provide safe default implementation
return (time < 0.5)? fromValue: toValue;
}
- (void)animate{
//reset ball to top of screen
self.ballView.center = CGPointMake(150, 32);
//configure the animation
self.duration = 1.0;
self.timeOffset = 0.0;
self.fromValue = [NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(150, 32)];
self.toValue = [NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(150, 268)];
//stop the timer if it's already running
[self.timer invalidate];
//start the timer
self.timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1/60.0
target:self
selector:@selector(step:)
userInfo:nil
repeats:YES];
}
- (void)step:(NSTimer *)step{
//update time offset
self.timeOffset = MIN(self.timeOffset + 1/60.0, self.duration);
//get normalized time offset (in range 0 - 1)
float time = self.timeOffset / self.duration;
//apply easing
time = bounceEaseOut(time);
//interpolate position
id position = [self interpolateFromValue:self.fromValue
toValue:self.toValue
time:time];
//move ball view to new position
self.ballView.center = [position CGPointValue];
//stop the timer if we've reached the end of the animation
if (self.timeOffset >= self.duration) {
[self.timer invalidate];
self.timer = nil;
}
}

NSTimer工作原理：

iOS上的每个线程都管理了一个NSRunloop，用一个循环来完成一些任务列表
对于主线程，这些任务包含如下几项：
- 1.处理触摸事件
- 2.发送和接受网络数据包
- 3.执行使用gcd的代码
- 4.处理计时器行为
- 5.屏幕重绘
当设置一个NSTimer，会被插入到当前任务列表中，然后直到指定时间过去之后（他的上一个任务完成之后）才会被执行，这通常会导致有几毫秒的延迟，具体看上个任务结束需要多久。
于是就不能保证定时器精准地一秒钟执行六十次，可以通过一些途径来优化：

1.用CADisplayLink让更新频率严格控制在每次屏幕刷新之后

2.基于真实帧的持续时间而不是假设的更新频率来做动画

3.调整动画计时器的run loop模式，这样就不会被别的事件干扰

- - 1.CADisplayLink：
    - CoreAnimation提供的另一个类似于NSTimer的类
    - 它总是在屏幕完成一次更新之前启动
    - 有一个整型的frameInterval属性，指定了间隔多少帧之后才执行。默认值是1，意味着每次屏幕更新之前都会执行一次
    - 如果动画的代码执行起来超过了六十分之一秒，你可以指定frameInterval为2，就是说动画每隔一帧执行一次（一秒钟30帧）或者3，也就是一秒钟20次，等等。
  - 2.计算帧的持续时间：
    - 在每帧开始刷新的时候用CACurrentMediaTime()记录当前时间，然后和上一帧记录的时间去比较。
    - 通过比较这些时间，我们就可以得到真实的每帧持续的时间，然后代替硬编码的六十分之一秒
    - 示范例子：// 通过测量没帧持续的时间来使得动画更加平滑
      - //add ball image view
      - UIImage *ballImage = [UIImage imageNamed:@"Ball.png"];
      - self.ballView = [[UIImageView alloc] initWithImage:ballImage];
      - [self.containerView addSubview:self.ballView];
      - //animate
      - float interpolate(float from, float to, float time){
      - return (to - from) * time + from;
      - }
      - float bounceEaseOut(float t){
      - if (t < 4/11.0) {
      - return (121 * t * t)/16.0;
      - } else if (t < 8/11.0) {
      - return (363/40.0 * t * t) - (99/10.0 * t) + 17/5.0;
      - } else if (t < 9/10.0) {
      - return (4356/361.0 * t * t) - (35442/1805.0 * t) + 16061/1805.0;
      - }
      - return (54/5.0 * t * t) - (513/25.0 * t) + 268/25.0;
      - }
      - - (id)interpolateFromValue:(id)fromValue toValue:(id)toValue time:(float)time{
      - if ([fromValue isKindOfClass:[NSValue class]]) {
      - //get type
      - const char *type = [(NSValue *)fromValue objCType];
      - if (strcmp(type, @encode(CGPoint)) == 0) {
      - CGPoint from = [fromValue CGPointValue];
      - CGPoint to = [toValue CGPointValue];
      - CGPoint result = CGPointMake(interpolate(from.x, to.x, time), interpolate(from.y, to.y, time));
      - return [NSValue valueWithCGPoint:result];
      - }
      - }
      - //provide safe default implementation
      - return (time < 0.5)? fromValue: toValue;
      - }
      - - (void)animate{
      - //reset ball to top of screen
      - self.ballView.center = CGPointMake(150, 32);
      - //configure the animation
      - self.duration = 1.0;
      - self.timeOffset = 0.0;
      - self.fromValue = [NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(150, 32)];
      - self.toValue = [NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(150, 268)];
      - //stop the timer if it's already running
      - [self.timer invalidate];
      - //start the timer
      - self.lastStep = CACurrentMediaTime();
      - self.timer = [CADisplayLink displayLinkWithTarget:self
      - selector:@selector(step:)];
      - [self.timer addToRunLoop:[NSRunLoop mainRunLoop]
      - forMode:NSDefaultRunLoopMode];
      - }
      - - (void)step:(CADisplayLink *)timer{
      - //calculate time delta
      - CFTimeInterval thisStep = CACurrentMediaTime();
      - CFTimeInterval stepDuration = thisStep - self.lastStep;
      - self.lastStep = thisStep;
      - //update time offset
      - self.timeOffset = MIN(self.timeOffset + stepDuration, self.duration);
      - //get normalized time offset (in range 0 - 1)
      - float time = self.timeOffset / self.duration;
      - //apply easing
      - time = bounceEaseOut(time);
      - //interpolate position
      - id position = [self interpolateFromValue:self.fromValue toValue:self.toValue
      - time:time];
      - //move ball view to new position
      - self.ballView.center = [position CGPointValue];
      - //stop the timer if we've reached the end of the animation
      - if (self.timeOffset >= self.duration) {
      - [self.timer invalidate];
      - self.timer = nil;
      - }
      - }
  - 3.RunLoop模式：
    - 当创建CADisplayLink的时候，我们需要指定一个run loop和run loop mode，使用了主线程的run loop
    - 因为任何用户界面的更新都需要在主线程执行
    - 一些常见的run loop模式如下：
      1. NSDefaultRunLoopMode - 标准优先级
      2. NSRunLoopCommonModes - 高优先级
      3. UITrackingRunLoopMode - 用于UIScrollView和别的控件的动画
    - 对CADisplayLink指定多个run loop模式，于是我们可以同时加入NSDefaultRunLoopMode和UITrackingRunLoopMode来保证它不会被滑动打断，也不会被其他UIKit控件动画影响性能，像这样：
      - self.timer = [CADisplayLink displayLinkWithTarget:self selector:@selector(step:)];
      - [self.timer addToRunLoop:[NSRunLoop mainRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
      - [self.timer addToRunLoop:[NSRunLoop mainRunLoop] forMode:UITrackingRunLoopMode];
    - 和CADisplayLink类似，NSTimer同样也可以使用不同的run loop模式配置，通过别的函数，而不是+scheduledTimerWithTimeInterval:构造器：
      - self.timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:1/60.0
      - target:self
      - selector:@selector(step:)
      - userInfo:nil
      - repeats:YES];
      - [[NSRunLoop mainRunLoop] addTimer:self.timer forMode:NSRunLoopCommonModes];
物理模拟：
- ios有自带的物理引擎UIDynamic。

转载于:https://www.cnblogs.com/Jk-Chan/p/5270843.html