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CAMediaTimingFunction

今天我们来看一下研究一下CAMediaTimingFunction类，它是一个动画的时间线控制类，他所控制的时间线，可以是是一条直线、曲线或者折线，如下:

这是用一个开源软件生成的CAMediaTimingFunction，软件地址是keefo/CATweaker

可见，一般自定义的CAMediaTimingFunction通过调用

/* Creates a timing function modelled on a cubic Bezier curve. The end
 * points of the curve are at (0,0) and (1,1), the two points 'c1' and
 * 'c2' defined by the class instance are the control points. Thus the
 * points defining the Bezier curve are: '[(0,0), c1, c2, (1,1)]' */

+ (instancetype)functionWithControlPoints:(float)c1x :(float)c1y :(float)c2x :(float)c2y;

- (instancetype)initWithControlPoints:(float)c1x :(float)c1y :(float)c2x :(float)c2y;

两个方法，传入四个位置点参数生成。 注：上图中XY轴区间都是[0,1];

这个类，在什么地方用到呢？

1. CALayer的隐式和显式动画，CATransaction有animationTimingFunction设置。

2. CAKeyframeAnimation有相关设置。

3. CABasicAnimation是线性的动画，一条直线。

4. CASpringAnimation弹簧动画是也是有一个特殊的走向，属于CAMediaTimingFunction的特殊封装。

5. POP也借用了CAMediaTimingFunction类实现非线性动画。

下面这个网站可以在线调试，cubic-bezier，虽然是给CSS工程师用的，但是通用的。

上图中，蓝色的方块的运动就是线性的，红色方块是非线性的。

iOS7开始，iOS系统大量引入了非线性动画。

上图引用自 使用 iOS 8 Spring Animation API 创建动画

Spring动画

弹簧（Spring）动画是一种特殊曲线的非线性动画，因为用的地方太多，所以无论是CoreAnimation还是POP，都将其进行了封装CASpringAnimation,POPSpringAnimation。

两者有一点区别，参考源码中的CASpringAnimation和POP－Spring动画参数详解

POP-Stroke动画

今天我们来分析一下POP-Stroke动画的源代码，首先interface中声明了一个CAShapeLayer是中心的圆，timer是一个定时器。这个GCDTimer是作者对GCD进行的一层对象化封装。

@interface PopStrokeController ()

@property (nonatomic, strong) CAShapeLayer  *circleShape;
@property (nonatomic, strong) GCDTimer      *timer;

@end

实现的思路是，定时改变CAShapeLayer的startStoke和endStoke属性，改变圆的绘制弧度，使用POP的Spring动画控制其改变数值。

- (void)setup {
    
    [super setup];
    
    self.circleShape           = [CAShapeLayer layer];
    self.circleShape.strokeEnd = 0.f;
    self.circleShape.lineCap   = kCALineCapRound;
    
    StrokeCircleLayerConfigure *config = [StrokeCircleLayerConfigure new];
    config.lineWidth                   = 4.f;
    config.startAngle                  = 0;
    config.endAngle                    = M_PI * 2;
    config.radius                      = 55.f;
    config.circleCenter                = self.contentView.middlePoint;
    config.strokeColor                 = [UIColor cyanColor];
    [config configCAShapeLayer:self.circleShape];   
    [self.contentView.layer addSublayer:self.circleShape];
    
    _timer = [[GCDTimer alloc] initInQueue:[GCDQueue mainQueue]];

    [_timer event:^{
        
        CGFloat value1 = arc4random() % 101 / 100.f;
        CGFloat value2 = arc4random() % 101 / 100.f;
        
        POPSpringAnimation *strokeAnimationEnd = [POPSpringAnimation animationWithPropertyNamed:kPOPShapeLayerStrokeEnd];
        strokeAnimationEnd.toValue             = @(value1 > value2 ? value1 : value2);
        strokeAnimationEnd.springBounciness    = 12.f;
        
        POPSpringAnimation *strokeAnimationStart = [POPSpringAnimation animationWithPropertyNamed:kPOPShapeLayerStrokeStart];
        strokeAnimationStart.toValue             = @(value1 < value2 ? value1 : value2);
        strokeAnimationStart.springBounciness    = 12.f;
        
        POPBasicAnimation *strokeAnimationColor  = [POPBasicAnimation animationWithPropertyNamed:kPOPShapeLayerStrokeColor];
        strokeAnimationColor.toValue             = (__bridge id)([self randomColor].CGColor);
        
        [self.circleShape pop_addAnimation:strokeAnimationEnd forKey:@"layerStrokeAnimation"];
        [self.circleShape pop_addAnimation:strokeAnimationStart forKey:@"layerStrokeAnimation1"];
        [self.circleShape pop_addAnimation:strokeAnimationColor forKey:@"layerStrokeAnimation2"];
        
    } timeIntervalWithSecs:1];
    
    [_timer start];
}

- (UIColor *)randomColor {

    return [UIColor colorWithRed:arc4random() % 101 / 100.f
                           green:arc4random() % 101 / 100.f
                            blue:arc4random() % 101 / 100.f
                           alpha:1];
}

我们可以看到，POP支持了CALayer的所有动画属性，上面代码中用的

NSString * const kPOPShapeLayerStrokeStart = @"shapeLayer.strokeStart";
NSString * const kPOPShapeLayerStrokeEnd = @"shapeLayer.strokeEnd";
NSString * const kPOPShapeLayerStrokeColor = @"shapeLayer.strokeColor";

分别对应CAShapeLayer的绘制颜色，起始比例区间。

/* The color to fill the path's stroked outline, or nil for no stroking.
 * Defaults to nil. Animatable. */

@property(nullable) CGColorRef strokeColor;

/* These values define the subregion of the path used to draw the
 * stroked outline. The values must be in the range [0,1] with zero
 * representing the start of the path and one the end. Values in
 * between zero and one are interpolated linearly along the path
 * length. strokeStart defaults to zero and strokeEnd to one. Both are
 * animatable. */

@property CGFloat strokeStart;
@property CGFloat strokeEnd;

然后通过生成随机数的方式，用定时器定时改变，同时随机改变了颜色。所以总共使用了三个Spring动画。

相同原理的Demo还有Easing-圆环动画

只是这例子中用了作者自己封装的YXEasing类。

总结

非线性动画对于要精益求精交互工程师来说，是一把剑利的刃。放在iOS5时代可能因为设备性能等问题，还是把双刃剑，但现在来说，已经完全是提升APP动效交互的利器了。

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