iOS进阶之编写弹性动画

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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

在- (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