iOS进阶之编写弹性动画

来源:互联网 时间:2017-01-22


前言

之前在iOS开发干货 第1期中提到过一个挺有意思的数字转变动画NumberMorphView , 如下图:



NumberMorphView

我将通过几篇文章对这个开源库做一些分析,当然,这篇文章不会对它做全面的解析,而是利用这个库的一些技术概念来做一些简单的示例,也算是一个引子,后面会抽时间再写一篇对这个库的代码分析,敬请期待。


要做些什么

我们将会使用CADisplayLink + CAShapeLayer + UIBezierPath结合制作一个毫秒级的画圆动画,不同的是,这个动画具有弹性效果,下面先来看看制作的效果:



效果预览
开始
准备工作
先新建一个Single View Application项目,在项目中添加类RRCircleAnimationView,继承于UIView。
打开Main.storyboard,将唯一的一个ViewController的view custom class修改为RRCircleAnimationView。
至此,准备工作已经完成。
动手来画个圆

先来个简单任务,我们来实现画圆动画。


第一步,为RRCircleAnimationView添加属性:


@implementation RRCircleAnimationView
{
CADisplayLink *_displayLink; // CADisplayLink可以确保系统渲染每一帧的时候我们的方法都被调用, 从而保证了动画的流畅性,毫秒级动画就靠他。
UIBezierPath *_path; // 用于创建基于矢量的路径
CGPoint _beginPoint; // 开始触摸位置
CGPoint _endPoint; // 触摸结束的位置
CAShapeLayer *_shapeLayer; // 可以结合UIBezierPath进行绘画
}

接着初始化实例变量,由于我们用的是storyboard进行加载,所以可以在awakeFromNib方法里面初始化


// 注意这里我们是直接从xib加载当前view。
- (void)awakeFromNib
{
_shapeLayer = [CAShapeLayer layer];
[self.layer addSublayer:_shapeLayer];
_shapeLayer.fillColor = [UIColor colorWithRed:0.400 green:0.400 blue:1.000 alpha:1.000].CGColor;
_displayLink = [CADisplayLink displayLinkWithTarget:self selector:@selector(updateFrame)];
[_displayLink addToRunLoop:[NSRunLoop currentRunLoop] forMode:NSRunLoopCommonModes];
}

接下来实现上面CADisplayLink要不停调用的updateFrame方法,我们在此方法内不断地画圆。


- (void)updateFrame {
// 画圆
_path = [UIBezierPath bezierPathWithArcCenter:_beginPoint radius:[self getRadius] startAngle:0 endAngle:M_PI*2 clockwise:YES];
_shapeLayer.path = _path.CGPath;
}

上面我们用开始触摸的点的位置作为圆心的位置,再根据特定的半径进行绘制一个圆,这个半径是根据我们触摸的开始点和结束点进行计算出来的,开始触摸点到结束点的距离就是这个圆的半径。


我们先把触摸的起始和结束点给找到:


- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
UITouch *touch = [touches anyObject];
CGPoint point = [touch locationInView:self];
_beginPoint = point;
_endPoint = point;
}
- (void)touchesMoved:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
UITouch *touch = [touches anyObject];
CGPoint point = [touch locationInView:self];
_endPoint = point;
}

最后计算用上我们中学的数学知识,根据两点坐标距离公式



两点坐标距离公式

可以得到我们起始和结束两点的距离,也就是圆的半径是:


- (CGFloat)getRadius
{
CGFloat result = sqrt(pow(_endPoint.x - _beginPoint.x, 2) + pow(_endPoint.y - _beginPoint.y, 2));
return result;
}

到这里画圆动画完成。


加入弹性效果

上面只是的画圆动画看起来是没什么问题了,不过总感觉缺少动感,接下来我们来帮他加入些活力!



添加一下成员变量到RRCircleAnimationView类中。


 BOOL _isTouchEnd; // 触摸结束标志
int _currentFrame; // 当前的帧数


- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event方法内添加以下代码:


 _isTouchEnd = NO; //重置触摸状态
_currentFrame = 1; //重置当前的帧数


添加以下方法:


 - (void)touchesEnded:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
_isTouchEnd = YES; //触摸结束,更新触摸状态
}


将方法- (CGFloat)getRadius修改如下:


 - (CGFloat)getRadius
{
CGFloat result = sqrt(pow(_endPoint.x-_beginPoint.x, 2)+pow(_endPoint.y-_beginPoint.y, 2));
if (_isTouchEnd) {
CGFloat animationDuration = 1.0; // 弹簧动画持续的时间
int maxFrames = animationDuration / _displayLink.duration;
_currentFrame++;
if (_currentFrame <= maxFrames) {
CGFloat factor = [self getSpringInterpolation:(CGFloat)(_currentFrame) / (CGFloat)(maxFrames)]; //根据公式计算出弹簧因子
return MAX_RADIUS + (result - MAX_RADIUS) * factor; // 根据弹簧因子计算当前帧的圆半径
}else {
return MAX_RADIUS;
}
}
return result;
}


最后加入神奇的公式:


 - (CGFloat)getSpringInterpolation:(CGFloat)x
{
CGFloat tension = 0.3; // 张力系数
return pow(2, -10 * x) * sin((x - tension / 4) * (2 * M_PI) / tension);
}


这个公式用数学符号表达出来是:



Math

可以用Mac OS X自带的软件叫Grapher画出此函数的的图像,如下图:



Grapher

这个函数的作用其实就是通过x值,也就是当前帧数除以允许的最大帧数。


(CGFloat)(_currentFrame) / (CGFloat)(maxFrames)

因此,x的值的范围也就是(0, 1]。


我们所要的动画效果是把圆拉大到超过或者小于设定的目标半径MAX_RADIUS时,需要一个弹性动画逐渐回到设定好的目标半径。


回头再看一下实时计算动画半径的公式:


MAX_RADIUS + (result - MAX_RADIUS) * factor

为了让x = 1的时候,半径 = MAX_RADIUS,所以这时factor就应该为0,也就是f(1) = 0。


再看看刚才的函数图像,在x = 0到1之前振动,随着x的增加振幅逐渐减少,当x = 1的时候,y值为0。


最后

这篇文章讲述了如何自己实现具有弹性的帧动画,如果能理解好这种动画制作原理,对动画效果开发是很有帮助的,后面有时间会继续写其他的一些动画制作的方法,实现更多的动画效果。


差点忘了说了,目前这个动画已经放到github上面,传送门:RRongAnimation



RRongAnimation

The End




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