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iOS核心动画高级技巧(三)

5. 变换

变换

很不幸,没人能告诉你母体是什么,你只能自己体会 -- 骇客帝国

在第四章“可视效果”中,我们研究了一些增强图层和它的内容显示效果的一些技术,在这一章中,我们将要研究可以用来对图层旋转,摆放或者扭曲的CGAffineTransform,以及可以将扁平物体转换成三维空间对象的CATransform3D(而不是仅仅对圆角矩形添加下沉阴影)。

5.1 仿射变换

仿射变换

在第三章“图层几何学”中,我们使用了UIView的transform属性旋转了钟的指针,但并没有解释背后运作的原理,实际上UIView的transform属性是一个CGAffineTransform类型,用于在二维空间做旋转,缩放和平移。CGAffineTransform是一个可以和二维空间向量(例如CGPoint)做乘法的3X2的矩阵(见图5.1)。

5.2 3D变换

3D变换

CG的前缀告诉我们,CGAffineTransform类型属于Core Graphics框架,Core Graphics实际上是一个严格意义上的2D绘图API,并且CGAffineTransform仅仅对2D变换有效。

在第三章中,我们提到了zPosition属性,可以用来让图层靠近或者远离相机(用户视角),transform属性(CATransform3D类型)可以真正做到这点,即让图层在3D空间内移动或者旋转。

CGAffineTransform类似,CATransform3D也是一个矩阵,但是和2x3的矩阵不同,CATransform3D是一个可以在3维空间内做变换的4x4的矩阵(图5.6)。

图5.7 X,Y,Z轴,以及围绕它们旋转的方向

由图所见,绕Z轴的旋转等同于之前二维空间的仿射旋转,但是绕X轴和Y轴的旋转就突破了屏幕的二维空间,并且在用户视角看来发生了倾斜。

举个例子:清单5.4的代码使用了CATransform3DMakeRotation对视图内的图层绕Y轴做了45度角的旋转,我们可以把视图向右倾斜,这样会看得更清晰。

结果见图5.8,但并不像我们期待的那样。

清单5.4 绕Y轴旋转图层

 ViewController

- (void)viewDidLoad
{
    [super viewDidLoad];
    //rotate the layer 45 degrees along the Y axis
    CATransform3D transform = CATransform3DMakeRotation(M_PI_4, 0, 1, 0);
    self.layerView.layer.transform = transform;
}

图5.9 CATransform3Dm34元素,用来做透视

m34的默认值是0,我们可以通过设置m34为-1.0 / d来应用透视效果,d代表了想象中视角相机和屏幕之间的距离,以像素为单位,那应该如何计算这个距离呢?实际上并不需要,大概估算一个就好了。

因为视角相机实际上并不存在,所以可以根据屏幕上的显示效果自由决定它的防止的位置。通常500-1000就已经很好了,但对于特定的图层有时候更小后者更大的值会看起来更舒服,减少距离的值会增强透视效果,所以一个非常微小的值会让它看起来更加失真,然而一个非常大的值会让它基本失去透视效果,对视图应用透视的代码见清单5.5,结果见图5.10。

清单5.5 对变换应用透视效果

 ViewController

- (void)viewDidLoad
{
    [super viewDidLoad];
    //create a new transform
    CATransform3D transform = CATransform3DIdentity;
    //apply perspective
    transform.m34 = - 1.0 / 500.0;
    //rotate by 45 degrees along the Y axis
    transform = CATransform3DRotate(transform, M_PI_4, 0, 1, 0);
    //apply to layer
    self.layerView.layer.transform = transform;
}

图5.11 灭点

Core Animation定义了这个点位于变换图层的anchorPoint(通常位于图层中心,但也有例外,见第三章)。这就是说,当图层发生变换时,这个点永远位于图层变换之前anchorPoint的位置。

当改变一个图层的position,你也改变了它的灭点,做3D变换的时候要时刻记住这一点,当你视图通过调整m34来让它更加有3D效果,应该首先把它放置于屏幕中央,然后通过平移来把它移动到指定位置(而不是直接改变它的position),这样所有的3D图层都共享一个灭点。

sublayerTransform属性

如果有多个视图或者图层,每个都做3D变换,那就需要分别设置相同的m34值,并且确保在变换之前都在屏幕中央共享同一个position,如果用一个函数封装这些操作的确会更加方便,但仍然有限制(例如,你不能在Interface Builder中摆放视图),这里有一个更好的方法。

CALayer有一个属性叫做sublayerTransform。它也是CATransform3D类型,但和对一个图层的变换不同,它影响到所有的子图层。这意味着你可以一次性对包含这些图层的容器做变换,于是所有的子图层都自动继承了这个变换方法。

相较而言,通过在一个地方设置透视变换会很方便,同时它会带来另一个显著的优势:灭点被设置在容器图层的中点,从而不需要再对子图层分别设置了。这意味着你可以随意使用positionframe来放置子图层,而不需要把它们放置在屏幕中点,然后为了保证统一的灭点用变换来做平移。

我们来用一个demo举例说明。这里用Interface Builder并排放置两个视图(图5.12),然后通过设置它们容器视图的透视变换,我们可以保证它们有相同的透视和灭点,代码见清单5.6,结果见图5.13。

图5.13 通过相同的透视效果分别对视图做变换

背面

我们既然可以在3D场景下旋转图层,那么也可以从背面去观察它。如果我们在清单5.4中把角度修改为M_PI(180度)而不是当前的M_PI_4(45度),那么将会把图层完全旋转一个半圈,于是完全背对了相机视角。

那么从背部看图层是什么样的呢,见图5.14

图5.15 反方向变换的嵌套图层

注意做了-45度旋转的内部图层是怎样抵消旋转45度的图层,从而恢复正常状态的。

如果内部图层相对外部图层做了相反的变换(这里是绕Z轴的旋转),那么按照逻辑这两个变换将被相互抵消。

验证一下,相应代码见清单5.7,结果见5.16

清单5.7 绕Z轴做相反的旋转变换

 ViewController ()
 (nonatomic, weak) IBOutlet UIView *outerView; (nonatomic, weak) IBOutlet UIView *innerView;

 ViewController

- (void)viewDidLoad
{
    [super viewDidLoad];
    //rotate the outer layer 45 degrees
    CATransform3D outer = CATransform3DMakeRotation(M_PI_4, 0, 0, 1);
    self.outerView.layer.transform = outer;
    //rotate the inner layer -45 degrees
    CATransform3D inner = CATransform3DMakeRotation(-M_PI_4, 0, 0, 1);
    self.innerView.layer.transform = inner;
}

图5.17 绕Y轴做相反旋转的预期结果。

但其实这并不是我们所看到的,相反,我们看到的结果如图5.18所示。发什么了什么呢?内部的图层仍然向左侧旋转,并且发生了扭曲,但按道理说它应该保持正面朝上,并且显示正常的方块。

这是由于尽管Core Animation图层存在于3D空间之内,但它们并不都存在同一个3D空间。每个图层的3D场景其实是扁平化的,当你从正面观察一个图层,看到的实际上由子图层创建的想象出来的3D场景,但当你倾斜这个图层,你会发现实际上这个3D场景仅仅是被绘制在图层的表面。

5.3 固体对象

固体对象

现在你懂得了在3D空间的一些图层布局的基础,我们来试着创建一个固态的3D对象(实际上是一个技术上所谓的空洞对象,但它以固态呈现)。我们用六个独立的视图来构建一个立方体的各个面。

在这个例子中,我们用Interface Builder来构建立方体的面(图5.19),我们当然可以用代码来写,但是用Interface Builder的好处是可以方便的在每一个面上添加子视图。记住这些面仅仅是包含视图和控件的普通的用户界面元素,它们完全是我们界面交互的部分,并且当把它折成一个立方体之后也不会改变这个性质。

图5.20 正面朝上的立方体

从这个角度看立方体并不是很明显;看起来只是一个方块,为了更好地欣赏它,我们将更换一个不同的视角。

旋转这个立方体将会显得很笨重,因为我们要单独对每个面做旋转。另一个简单的方案是通过调整容器视图的sublayerTransform去旋转照相机。

添加如下几行去旋转containerView图层的perspective变换矩阵:

perspective = CATransform3DRotate(perspective, -M_PI_4, 1, 0, 0); 
perspective = CATransform3DRotate(perspective, -M_PI_4, 0, 1, 0);

这就对相机(或者相对相机的整个场景,你也可以这么认为)绕Y轴旋转45度,并且绕X轴旋转45度。现在从另一个角度去观察立方体,就能看出它的真实面貌(图5.21)。

5.4 总结

总结

这一章涉及了一些2D和3D的变换。你学习了一些矩阵计算的基础,以及如何用Core Animation创建3D场景。你看到了图层背后到底是如何呈现的,并且知道了不能把扁平的图片做成真实的立体效果,最后我们用demo说明了触摸事件的处理,视图中图层添加的层级顺序会比屏幕上显示的顺序更有意义。

第六章我们会研究一些Core Animation提供不同功能的具体的CALayer子类。

6. 专用图层

专用图层

复杂的组织都是专门化的
Catharine R. Stimpson

到目前为止,我们已经探讨过CALayer类了,同时我们也了解到了一些非常有用的绘图和动画功能。但是Core Animation图层不仅仅能作用于图片和颜色而已。本章就会学习其他的一些图层类,进一步扩展使用Core Animation绘图的能力。

6.1 CAShapeLayer

CAShapeLayer

在第四章『视觉效果』我们学习到了不使用图片的情况下用CGPath去构造任意形状的阴影。如果我们能用同样的方式创建相同形状的图层就好了。

CAShapeLayer是一个通过矢量图形而不是bitmap来绘制的图层子类。你指定诸如颜色和线宽等属性,用CGPath来定义想要绘制的图形,最后CAShapeLayer就自动渲染出来了。当然,你也可以用Core Graphics直接向原始的CALyer的内容中绘制一个路径,相比直下,使用CAShapeLayer有以下一些优点:

  • 渲染快速。CAShapeLayer使用了硬件加速,绘制同一图形会比用Core Graphics快很多。
  • 高效使用内存。一个CAShapeLayer不需要像普通CALayer一样创建一个寄宿图形,所以无论有多大,都不会占用太多的内存。
  • 不会被图层边界剪裁掉。一个CAShapeLayer可以在边界之外绘制。你的图层路径不会像在使用Core Graphics的普通CALayer一样被剪裁掉(如我们在第二章所见)。
  • 不会出现像素化。当你给CAShapeLayer做3D变换时,它不像一个有寄宿图的普通图层一样变得像素化。

创建一个CGPath

CAShapeLayer可以用来绘制所有能够通过CGPath来表示的形状。这个形状不一定要闭合,图层路径也不一定要不可破,事实上你可以在一个图层上绘制好几个不同的形状。你可以控制一些属性比如lineWith(线宽,用点表示单位),lineCap(线条结尾的样子),和lineJoin(线条之间的结合点的样子);但是在图层层面你只有一次机会设置这些属性。如果你想用不同颜色或风格来绘制多个形状,就不得不为每个形状准备一个图层了。

清单6.1 的代码用一个CAShapeLayer渲染一个简单的火柴人。CAShapeLayer属性是CGPathRef类型,但是我们用UIBezierPath帮助类创建了图层路径,这样我们就不用考虑人工释放CGPath了。图6.1是代码运行的结果。虽然还不是很完美,但是总算知道了大意对吧!

清单6.1 用CAShapeLayer绘制一个火柴人

#import "DrawingView.h"
#import 
 ViewController ()
 (nonatomic, weak) IBOutlet UIView *containerView;

 ViewController

- (void)viewDidLoad
{
  [super viewDidLoad];
  //create path
  UIBezierPath *path = [[UIBezierPath alloc] init];
  [path moveToPoint:CGPointMake(175, 100)];
  
  [path addArcWithCenter:CGPointMake(150, 100) radius:25 startAngle:0 endAngle:2*M_PI clockwise:YES];
  [path moveToPoint:CGPointMake(150, 125)];
  [path addLineToPoint:CGPointMake(150, 175)];
  [path addLineToPoint:CGPointMake(125, 225)];
  [path moveToPoint:CGPointMake(150, 175)];
  [path addLineToPoint:CGPointMake(175, 225)];
  [path moveToPoint:CGPointMake(100, 150)];
  [path addLineToPoint:CGPointMake(200, 150)];

  //create shape layer
  CAShapeLayer *shapeLayer = [CAShapeLayer layer];
  shapeLayer.strokeColor = [UIColor redColor].CGColor;
  shapeLayer.fillColor = [UIColor clearColor].CGColor;
  shapeLayer.lineWidth = 5;
  shapeLayer.lineJoin = kCALineJoinRound;
  shapeLayer.lineCap = kCALineCapRound;
  shapeLayer.path = path.CGPath;
  //add it to our view
  [self.containerView.layer addSublayer:shapeLayer];
}

6.2 CATextLayer

CATextLayer

用户界面是无法从一个单独的图片里面构建的。一个设计良好的图标能够很好地表现一个按钮或控件的意图,不过你迟早都要需要一个不错的老式风格的文本标签。

如果你想在一个图层里面显示文字,完全可以借助图层代理直接将字符串使用Core Graphics写入图层的内容(这就是UILabel的精髓)。如果越过寄宿于图层的视图,直接在图层上操作,那其实相当繁琐。你要为每一个显示文字的图层创建一个能像图层代理一样工作的类,还要逻辑上判断哪个图层需要显示哪个字符串,更别提还要记录不同的字体,颜色等一系列乱七八糟的东西。

万幸的是这些都是不必要的,Core Animation提供了一个CALayer的子类CATextLayer,它以图层的形式包含了UILabel几乎所有的绘制特性,并且额外提供了一些新的特性。

同样,CATextLayer也要比UILabel渲染得快得多。很少有人知道在iOS 6及之前的版本,UILabel其实是通过WebKit来实现绘制的,这样就造成了当有很多文字的时候就会有极大的性能压力。而CATextLayer使用了Core text,并且渲染得非常快。

让我们来尝试用CATextLayer来显示一些文字。清单6.2的代码实现了这一功能,结果如图6.2所示。

清单6.2 用CATextLayer来实现一个UILabel

 ViewController ()
 (nonatomic, weak) IBOutlet UIView *labelView;

 ViewController
- (void)viewDidLoad
{
  [super viewDidLoad];

  //create a text layer
  CATextLayer *textLayer = [CATextLayer layer];
  textLayer.frame = self.labelView.bounds;
  [self.labelView.layer addSublayer:textLayer];

  //set text attributes
  textLayer.foregroundColor = [UIColor blackColor].CGColor;
  textLayer.alignmentMode = kCAAlignmentJustified;
  textLayer.wrapped = YES;

  //choose a font
  UIFont *font = [UIFont systemFontOfSize:15];

  //set layer font
  CFStringRef fontName = (__bridge CFStringRef)font.fontName;
  CGFontRef fontRef = CGFontCreateWithFontName(fontName);
  textLayer.font = fontRef;
  textLayer.fontSize = font.pointSize;
  CGFontRelease(fontRef);

  //choose some text
  NSString *text = @"Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing \ elit. Quisque massa arcu, eleifend vel varius in, facilisis pulvinar \ leo. Nunc quis nunc at mauris pharetra condimentum ut ac neque. Nunc elementum, libero ut porttitor dictum, diam odio congue lacus, vel \ fringilla sapien diam at purus. Etiam suscipit pretium nunc sit amet \ lobortis";

  //set layer text
  textLayer.string = text;
}

图6.3 设置contentsScale来匹配屏幕

CATextLayerfont属性不是一个UIFont类型,而是一个CFTypeRef类型。这样可以根据你的具体需要来决定字体属性应该是用CGFontRef类型还是CTFontRef类型(Core Text字体)。同时字体大小也是用fontSize属性单独设置的,因为CTFontRefCGFontRef并不像UIFont一样包含点大小。这个例子会告诉你如何将UIFont转换成CGFontRef

另外,CATextLayerstring属性并不是你想象的NSString类型,而是id类型。这样你既可以用NSString也可以用NSAttributedString来指定文本了(注意,NSAttributedString并不是NSString的子类)。属性化字符串是iOS用来渲染字体风格的机制,它以特定的方式来决定指定范围内的字符串的原始信息,比如字体,颜色,字重,斜体等。

富文本

iOS 6中,Apple给UILabel和其他UIKit文本视图添加了直接的属性化字符串的支持,应该说这是一个很方便的特性。不过事实上从iOS3.2开始CATextLayer就已经支持属性化字符串了。这样的话,如果你想要支持更低版本的iOS系统,CATextLayer无疑是你向界面中增加富文本的好办法,而且也不用去跟复杂的Core Text打交道,也省了用UIWebView的麻烦。

让我们编辑一下示例使用到NSAttributedString(见清单6.3).iOS 6及以上我们可以用新的NSTextAttributeName实例来设置我们的字符串属性,但是练习的目的是为了演示在iOS 5及以下,所以我们用了Core Text,也就是说你需要把Core Text framework添加到你的项目中。否则,编译器是无法识别属性常量的。

图6.4是代码运行结果(注意那个红色的下划线文本)

清单6.3 用NSAttributedString实现一个富文本标签。

#import "DrawingView.h"
#import 
#import 
 ViewController ()
 (nonatomic, weak) IBOutlet UIView *labelView;

 ViewController

- (void)viewDidLoad
{
  [super viewDidLoad];

  //create a text layer
  CATextLayer *textLayer = [CATextLayer layer];
  textLayer.frame = self.labelView.bounds;
  textLayer.contentsScale = [UIScreen mainScreen].scale;
  [self.labelView.layer addSublayer:textLayer];

  //set text attributes
  textLayer.alignmentMode = kCAAlignmentJustified;
  textLayer.wrapped = YES;

  //choose a font
  UIFont *font = [UIFont systemFontOfSize:15];

  //choose some text
  NSString *text = @"Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing \ elit. Quisque massa arcu, eleifend vel varius in, facilisis pulvinar \ leo. Nunc quis nunc at mauris pharetra condimentum ut ac neque. Nunc \ elementum, libero ut porttitor dictum, diam odio congue lacus, vel \ fringilla sapien diam at purus. Etiam suscipit pretium nunc sit amet \ lobortis";
  
  //create attributed string
  NSMutableAttributedString *string = nil;
  string = [[NSMutableAttributedString alloc] initWithString:text];

  //convert UIFont to a CTFont
  CFStringRef fontName = (__bridge CFStringRef)font.fontName;
  CGFloat fontSize = font.pointSize;
  CTFontRef fontRef = CTFontCreateWithName(fontName, fontSize, NULL);

  //set text attributes
  NSDictionary *attribs =
    (__bridge id)kCTForegroundColorAttributeName:(__bridge id)[UIColor blackColor].CGColor,
    (__bridge id)kCTFontAttributeName: (__bridge id)fontRef
  };

  [string setAttributes:attribs range:NSMakeRange(0, [text length])];
  attribs =
    (__bridge id)kCTForegroundColorAttributeName: (__bridge id)[UIColor redColor].CGColor,
    (__bridge id)kCTUnderlineStyleAttributeName: @(kCTUnderlineStyleSingle),
    (__bridge id)kCTFontAttributeName: (__bridge id)fontRef
  };
  [string setAttributes:attribs range:NSMakeRange(6, 5)];

  //release the CTFont we created earlier
  CFRelease(fontRef);

  //set layer text
  textLayer.string = string;
}

6.3 CATransformLayer

CATransformLayer

当我们在构造复杂的3D事物的时候,如果能够组织独立元素就太方便了。比如说,你想创造一个孩子的手臂:你就需要确定哪一部分是孩子的手腕,哪一部分是孩子的前臂,哪一部分是孩子的肘,哪一部分是孩子的上臂,哪一部分是孩子的肩膀等等。

当然是允许独立地移动每个区域的啦。以肘为指点会移动前臂和手,而不是肩膀。Core Animation图层很容易就可以让你在2D环境下做出这样的层级体系下的变换,但是3D情况下就不太可能,因为所有的图层都把他的孩子都平面化到一个场景中(第五章『变换』有提到)。

CATransformLayer解决了这个问题,CATransformLayer不同于普通的CALayer,因为它不能显示它自己的内容。只有当存在了一个能作用域子图层的变换它才真正存在。CATransformLayer并不平面化它的子图层,所以它能够用于构造一个层级的3D结构,比如我的手臂示例。

用代码创建一个手臂需要相当多的代码,所以我就演示得更简单一些吧:在第五章的立方体示例,我们将通过旋转camara来解决图层平面化问题而不是像立方体示例代码中用的sublayerTransform。这是一个非常不错的技巧,但是只能作用域单个对象上,如果你的场景包含两个立方体,那我们就不能用这个技巧单独旋转他们了。

那么,就让我们来试一试CATransformLayer吧,第一个问题就来了:在第五章,我们是用多个视图来构造了我们的立方体,而不是单独的图层。我们不能在不打乱已有的视图层次的前提下在一个本身不是有寄宿图的图层中放置一个寄宿图图层。我们可以创建一个新的UIView子类寄宿在CATransformLayer(用+layerClass方法)之上。但是,为了简化案例,我们仅仅重建了一个单独的图层,而不是使用视图。这意味着我们不能像第五章一样在立方体表面显示按钮和标签,不过我们现在也用不到这个特性。

清单6.5就是代码。我们以我们在第五章使用过的相同基本逻辑放置立方体。但是并不像以前那样直接将立方面添加到容器视图的宿主图层,我们将他们放置到一个CATransformLayer中创建一个独立的立方体对象,然后将两个这样的立方体放进容器中。我们随机地给立方面染色以将他们区分开来,这样就不用靠标签或是光亮来区分他们。图6.5是运行结果。

清单6.5 用CATransformLayer装配一个3D图层体系

 ViewController ()
 (nonatomic, weak) IBOutlet UIView *containerView;

 ViewController

- (CALayer *)faceWithTransform:(CATransform3D)transform
{
  //create cube face layer
  CALayer *face = [CALayer layer];
  face.frame = CGRectMake(-50, -50, 100, 100);

  //apply a random color
  CGFloat red = (rand() / (double)INT_MAX);
  CGFloat green = (rand() / (double)INT_MAX);
  CGFloat blue = (rand() / (double)INT_MAX);
  face.backgroundColor = [UIColor colorWithRed:red green:green blue:blue alpha:1.0].CGColor;

  //apply the transform and return
  face.transform = transform;
  return face;
}

- (CALayer *)cubeWithTransform:(CATransform3D)transform
{
  //create cube layer
  CATransformLayer *cube = [CATransformLayer layer];

  //add cube face 1
  CATransform3D ct = CATransform3DMakeTranslation(0, 0, 50);
  [cube addSublayer:[self faceWithTransform:ct]];

  //add cube face 2
  ct = CATransform3DMakeTranslation(50, 0, 0);
  ct = CATransform3DRotate(ct, M_PI_2, 0, 1, 0);
  [cube addSublayer:[self faceWithTransform:ct]];

  //add cube face 3
  ct = CATransform3DMakeTranslation(0, -50, 0);
  ct = CATransform3DRotate(ct, M_PI_2, 1, 0, 0);
  [cube addSublayer:[self faceWithTransform:ct]];

  //add cube face 4
  ct = CATransform3DMakeTranslation(0, 50, 0);
  ct = CATransform3DRotate(ct, -M_PI_2, 1, 0, 0);
  [cube addSublayer:[self faceWithTransform:ct]];

  //add cube face 5
  ct = CATransform3DMakeTranslation(-50, 0, 0);
  ct = CATransform3DRotate(ct, -M_PI_2, 0, 1, 0);
  [cube addSublayer:[self faceWithTransform:ct]];

  //add cube face 6
  ct = CATransform3DMakeTranslation(0, 0, -50);
  ct = CATransform3DRotate(ct, M_PI, 0, 1, 0);
  [cube addSublayer:[self faceWithTransform:ct]];

  //center the cube layer within the container
  CGSize containerSize = self.containerView.bounds.size;
  cube.position = CGPointMake(containerSize.width / 2.0, containerSize.height / 2.0);

  //apply the transform and return
  cube.transform = transform;
  return cube;
}

- (void)viewDidLoad
{
  [super viewDidLoad];

  //set up the perspective transform
  CATransform3D pt = CATransform3DIdentity;
  pt.m34 = -1.0 / 500.0;
  self.containerView.layer.sublayerTransform = pt;

  //set up the transform for cube 1 and add it
  CATransform3D c1t = CATransform3DIdentity;
  c1t = CATransform3DTranslate(c1t, -100, 0, 0);
  CALayer *cube1 = [self cubeWithTransform:c1t];
  [self.containerView.layer addSublayer:cube1];

  //set up the transform for cube 2 and add it
  CATransform3D c2t = CATransform3DIdentity;
  c2t = CATransform3DTranslate(c2t, 100, 0, 0);
  c2t = CATransform3DRotate(c2t, -M_PI_4, 1, 0, 0);
  c2t = CATransform3DRotate(c2t, -M_PI_4, 0, 1, 0);
  CALayer *cube2 = [self cubeWithTransform:c2t];
  [self.containerView.layer addSublayer:cube2];
}

6.4 CAGradientLayer

CAGradientLayer

CAGradientLayer是用来生成两种或更多颜色平滑渐变的。用Core Graphics复制一个CAGradientLayer并将内容绘制到一个普通图层的寄宿图也是有可能的,但是CAGradientLayer的真正好处在于绘制使用了硬件加速。

基础渐变

我们将从一个简单的红变蓝的对角线渐变开始(见清单6.6).这些渐变色彩放在一个数组中,并赋给colors属性。这个数组成员接受CGColorRef类型的值(并不是从NSObject派生而来),所以我们要用通过bridge转换以确保编译正常。

CAGradientLayer也有startPointendPoint属性,他们决定了渐变的方向。这两个参数是以单位坐标系进行的定义,所以左上角坐标是{0, 0},右下角坐标是{1, 1}。代码运行结果如图6.6

清单6.6 简单的两种颜色的对角线渐变

 ViewController ()
 (nonatomic, weak) IBOutlet UIView *containerView;

 ViewController

- (void)viewDidLoad
{
  [super viewDidLoad];
  //create gradient layer and add it to our container view
  CAGradientLayer *gradientLayer = [CAGradientLayer layer];
  gradientLayer.frame = self.containerView.bounds;
  [self.containerView.layer addSublayer:gradientLayer];

  //set gradient colors
  gradientLayer.colors =(__bridge id)[UIColor redColor].CGColor, (__bridge id)[UIColor blueColor].CGColor];

  //set gradient start and end points
  gradientLayer.startPoint = CGPointMake(0, 0);
  gradientLayer.endPoint = CGPointMake(1, 1);
}

图6.7 用locations构造偏移至左上角的三色渐变

6.5 CAReplicatorLayer

CAReplicatorLayer

CAReplicatorLayer的目的是为了高效生成许多相似的图层。它会绘制一个或多个图层的子图层,并在每个复制体上应用不同的变换。看上去演示能够更加解释这些,我们来写个例子吧。

重复图层(Repeating Layers)

清单6.8中,我们在屏幕的中间创建了一个小白色方块图层,然后用CAReplicatorLayer生成十个图层组成一个圆圈。instanceCount属性指定了图层需要重复多少次。instanceTransform指定了一个CATransform3D3D变换(这种情况下,下一图层的位移和旋转将会移动到圆圈的下一个点)。

变换是逐步增加的,每个实例都是相对于前一实例布局。这就是为什么这些复制体最终不会出现在同意位置上,图6.8是代码运行结果。

清单6.8 用CAReplicatorLayer重复图层

 ViewController ()
 (nonatomic, weak) IBOutlet UIView *containerView;

 ViewController
- (void)viewDidLoad
{
    [super viewDidLoad];
    //create a replicator layer and add it to our view
    CAReplicatorLayer *replicator = [CAReplicatorLayer layer];
    replicator.frame = self.containerView.bounds;
    [self.containerView.layer addSublayer:replicator];

    //configure the replicator
    replicator.instanceCount = 10;

    //apply a transform for each instance
    CATransform3D transform = CATransform3DIdentity;
    transform = CATransform3DTranslate(transform, 0, 200, 0);
    transform = CATransform3DRotate(transform, M_PI / 5.0, 0, 0, 1);
    transform = CATransform3DTranslate(transform, 0, -200, 0);
    replicator.instanceTransform = transform;

    //apply a color shift for each instance
    replicator.instanceBlueOffset = -0.1;
    replicator.instanceGreenOffset = -0.1;

    //create a sublayer and place it inside the replicator
    CALayer *layer = [CALayer layer];
    layer.frame = CGRectMake(100.0f, 100.0f, 100.0f, 100.0f);
    layer.backgroundColor = [UIColor whiteColor].CGColor;
    [replicator addSublayer:layer];
}

6.6 CAScrollLayer

CAScrollLayer

对于一个未转换的图层,它的bounds和它的frame是一样的,frame属性是由bounds属性自动计算而出的,所以更改任意一个值都会更新其他值。

但是如果你只想显示一个大图层里面的一小部分呢。比如说,你可能有一个很大的图片,你希望用户能够随意滑动,或者是一个数据或文本的长列表。在一个典型的iOS应用中,你可能会用到UITableView或是UIScrollView,但是对于独立的图层来说,什么会等价于刚刚提到的UITableViewUIScrollView呢?

在第二章中,我们探索了图层的contentsRect属性的用法,它的确是能够解决在图层中小地方显示大图片的解决方法。但是如果你的图层包含子图层那它就不是一个非常好的解决方案,因为,这样做的话每次你想『滑动』可视区域的时候,你就需要手工重新计算并更新所有的子图层位置。

这个时候就需要CAScrollLayer了。CAScrollLayer有一个-scrollToPoint:方法,它自动适应bounds的原点以便图层内容出现在滑动的地方。注意,这就是它做的所有事情。前面提到过,Core Animation并不处理用户输入,所以CAScrollLayer并不负责将触摸事件转换为滑动事件,既不渲染滚动条,也不实现任何iOS指定行为例如滑动反弹(当视图滑动超多了它的边界的将会反弹回正确的地方)。

让我们来用CAScrollLayer来常见一个基本的UIScrollView替代品。我们将会用CAScrollLayer作为视图的宿主图层,并创建一个自定义的UIView,然后用UIPanGestureRecognizer实现触摸事件响应。这段代码见清单6.10. 图6.11是运行效果:ScrollView显示了一个大于它的frameUIImageView

清单6.10 用CAScrollLayer实现滑动视图

#import "ScrollView.h"
#import  ScrollView
+ (Class)layerClass
{
    return [CAScrollLayer class];
}

- (void)setUp
{
    //enable clipping
    self.layer.masksToBounds = YES;

    //attach pan gesture recognizer
    UIPanGestureRecognizer *recognizer = nil;
    recognizer = [[UIPanGestureRecognizer alloc] initWithTarget:self action(pan:)];
    [self addGestureRecognizer:recognizer];
}

- (id)initWithFrame:(CGRect)frame
{
    //this is called when view is created in code
    if ((self = [super initWithFrame:frame])) {
        [self setUp];
    }
    return self;
}

- (void)awakeFromNib {
    //this is called when view is created from a nib
    [self setUp];
}

- (void)pan:(UIPanGestureRecognizer *)recognizer
{
    //get the offset by subtracting the pan gesture
    //translation from the current bounds origin
    CGPoint offset = self.bounds.origin;
    offset.x -= [recognizer translationInView:self].x;
    offset.y -= [recognizer translationInView:self].y;

    //scroll the layer
    [(CAScrollLayer *)self.layer scrollToPoint:offset];

    //reset the pan gesture translation
    [recognizer setTranslation:CGPointZero inView:self];
}

图6.11 用UIScrollView创建一个凑合的滑动视图

不同于UIScrollView,我们定制的滑动视图类并没有实现任何形式的边界检查(bounds checking)。图层内容极有可能滑出视图的边界并无限滑下去。CAScrollLayer并没有等同于UIScrollViewcontentSize的属性,所以当CAScrollLayer滑动的时候完全没有一个全局的可滑动区域的概念,也无法自适应它的边界原点至你指定的值。它之所以不能自适应边界大小是因为它不需要,内容完全可以超过边界。

那你一定会奇怪用CAScrollLayer的意义到底何在,因为你可以简单地用一个普通的CALayer然后手动适应边界原点啊。真相其实并不复杂,UIScrollView并没有用CAScrollLayer,事实上,就是简单的通过直接操作图层边界来实现滑动。

CAScrollLayer有一个潜在的有用特性。如果你查看CAScrollLayer的头文件,你就会注意到有一个扩展分类实现了一些方法和属性:

- (void)scrollPoint:(CGPoint)p;
- (void)scrollRectToVisible:(CGRect)r;(readonly) CGRect visibleRect;

看到这些方法和属性名,你也许会以为这些方法给每个CALayer实例增加了滑动功能。但是事实上他们只是放置在CAScrollLayer中的图层的实用方法。scrollPoint:方法从图层树中查找并找到第一个可用的CAScrollLayer,然后滑动它使得指定点成为可视的。scrollRectToVisible:方法实现了同样的事情只不过是作用在一个矩形上的。visibleRect属性决定图层(如果存在的话)的哪部分是当前的可视区域。如果你自己实现这些方法就会相对容易明白一点,但是CAScrollLayer帮你省了这些麻烦,所以当涉及到实现图层滑动的时候就可以用上了。

6.7 CATiledLayer

CATiledLayer

有些时候你可能需要绘制一个很大的图片,常见的例子就是一个高像素的照片或者是地球表面的详细地图。iOS应用通畅运行在内存受限的设备上,所以读取整个图片到内存中是不明智的。载入大图可能会相当地慢,那些对你看上去比较方便的做法(在主线程调用UIImage-imageNamed:方法或者-imageWithContentsOfFile:方法)将会阻塞你的用户界面,至少会引起动画卡顿现象。

能高效绘制在iOS上的图片也有一个大小限制。所有显示在屏幕上的图片最终都会被转化为OpenGL纹理,同时OpenGL有一个最大的纹理尺寸(通常是20482048,或40964096,这个取决于设备型号)。如果你想在单个纹理中显示一个比这大的图,即便图片已经存在于内存中了,你仍然会遇到很大的性能问题,因为Core Animation强制用CPU处理图片而不是更快的GPU(见第12章『速度的曲调』,和第13章『高效绘图』,它更加详细地解释了软件绘制和硬件绘制)。

CATiledLayer为载入大图造成的性能问题提供了一个解决方案:将大图分解成小片然后将他们单独按需载入。让我们用实验来证明一下。

小片裁剪

这个示例中,我们将会从一个2048*2048分辨率的雪人图片入手。为了能够从CATiledLayer中获益,我们需要把这个图片裁切成许多小一些的图片。你可以通过代码来完成这件事情,但是如果你在运行时读入整个图片并裁切,那CATiledLayer这些所有的性能优点就损失殆尽了。理想情况下来说,最好能够逐个步骤来实现。

清单6.11 演示了一个简单的Mac OS命令行程序,它用CATiledLayer将一个图片裁剪成小图并存储到不同的文件中。

清单6.11 裁剪图片成小图的终端程序

#import 

int main(int argc, const char * argv[])
{
   
        //handle incorrect arguments
        if (argc < 2) {
            NSLog(@"TileCutter arguments: inputfile");
            return 0;
        }

        //input file
        NSString *inputFile = [NSString stringWithCString:argv[1] encoding:NSUTF8StringEncoding];

        //tile size
        CGFloat tileSize = 256; //output path
        NSString *outputPath = [inputFile stringByDeletingPathExtension];

        //load image
        NSImage *image = [[NSImage alloc] initWithContentsOfFile:inputFile];
        NSSize size = [image size];
        NSArray *representations = [image representations];
        if ([representations count]){
            NSBitmapImageRep *representation = representations[0];
            size.width = [representation pixelsWide];
            size.height = [representation pixelsHigh];
        }
        NSRect rect = NSMakeRect(0.0, 0.0, size.width, size.height);
        CGImageRef imageRef = [image CGImageForProposedRect:&rect context:NULL hints:nil];

        //calculate rows and columns
        NSInteger rows = ceil(size.height / tileSize);
        NSInteger cols = ceil(size.width / tileSize);

        //generate tiles
        for (int y = 0; y < rows; ++y) {
            for (int x = 0; x < cols; ++x) {
            //extract tile image
            CGRect tileRect = CGRectMake(x*tileSize, y*tileSize, tileSize, tileSize);
            CGImageRef tileImage = CGImageCreateWithImageInRect(imageRef, tileRect);

            //convert to jpeg data
            NSBitmapImageRep *imageRep = [[NSBitmapImageRep alloc] initWithCGImage:tileImage];
            NSData *data = [imageRep representationUsingType: NSJPEGFileType properties:nil];
            CGImageRelease(tileImage);

            //save file
            NSString *path = [outputPath stringByAppendingFormat: @"_%02i_%02i.jpg", x, y];
            [data writeToFile:path atomically:NO];
            }
        }
    }
    return 0;
}

这个程序将20482048分辨率的雪人图案裁剪成了64个不同的256256的小图。(256*256是CATiledLayer的默认小图大小,默认大小可以通过tileSize属性更改)。程序接受一个图片路径作为命令行的第一个参数。我们可以在编译的scheme将路径参数硬编码然后就可以在Xcode中运行了,但是以后作用在另一个图片上就不方便了。所以,我们编译了这个程序并把它保存到敏感的地方,然后从终端调用,如下面所示:

> path/to/TileCutterApp path/to/Snowman.jpg

The app is very basic, but could easily be extended to support additional arguments such as tile size, or to export images in formats other than JPEG. The result of running it is a sequence of 64 new images, named as follows:

这个程序相当基础,但是能够轻易地扩展支持额外的参数比如小图大小,或者导出格式等等。运行结果是64个新图的序列,如下面命名:

Snowman_00_00.jpg
Snowman_00_01.jpg
Snowman_00_02.jpg
...
Snowman_07_07.jpg

既然我们有了裁切后的小图,我们就要让iOS程序用到他们。CATiledLayer很好地和UIScrollView集成在一起。除了设置图层和滑动视图边界以适配整个图片大小,我们真正要做的就是实现-drawLayer:inContext:方法,当需要载入新的小图时,CATiledLayer就会调用到这个方法。

清单6.12演示了代码。图6.12是代码运行结果。

清单6.12 一个简单的滚动CATiledLayer实现

#import "ViewController.h"
#import 
 ViewController ()
 (nonatomic, weak) IBOutlet UIScrollView *scrollView;

 ViewController

- (void)viewDidLoad
{
    [super viewDidLoad];
    //add the tiled layer
    CATiledLayer *tileLayer = [CATiledLayer layer];
    tileLayer.frame = CGRectMake(0, 0, 2048, 2048);
    tileLayer.delegate = self; [self.scrollView.layer addSublayer:tileLayer];

    //configure the scroll view
    self.scrollView.contentSize = tileLayer.frame.size;

    //draw layer
    [tileLayer setNeedsDisplay];
}

- (void)drawLayer:(CATiledLayer *)layer inContext:(CGContextRef)ctx
{
    //determine tile coordinate
    CGRect bounds = CGContextGetClipBoundingBox(ctx);
    NSInteger x = floor(bounds.origin.x / layer.tileSize.width);
    NSInteger y = floor(bounds.origin.y / layer.tileSize.height);

    //load tile image
    NSString *imageName = [NSString stringWithFormat: @"Snowman_%02i_%02i", x, y];
    NSString *imagePath = [[NSBundle mainBundle] pathForResource:imageName ofType:@"jpg"];
    UIImage *tileImage = [UIImage imageWithContentsOfFile:imagePath];

    //draw tile
    UIGraphicsPushContext(ctx);
    [tileImage drawInRect:bounds];
    UIGraphicsPopContext();
}

6.8 CAEmitterLayer

CAEmitterLayer

在iOS 5中,苹果引入了一个新的CALayer子类叫做CAEmitterLayerCAEmitterLayer是一个高性能的粒子引擎,被用来创建实时例子动画如:烟雾,火,雨等等这些效果。

CAEmitterLayer看上去像是许多CAEmitterCell的容器,这些CAEmitierCell定义了一个例子效果。你将会为不同的例子效果定义一个或多个CAEmitterCell作为模版,同时CAEmitterLayer负责基于这些模版实例化一个粒子流。一个CAEmitterCell类似于一个CALayer:它有一个contents属性可以定义为一个CGImage,另外还有一些可设置属性控制着表现和行为。我们不会对这些属性逐一进行详细的描述,你们可以在CAEmitterCell类的头文件中找到。

我们来举个例子。我们将利用在一圆中发射不同速度和透明度的粒子创建一个火爆炸的效果。清单6.13包含了生成爆炸的代码。图6.13是运行结果

清单6.13 用CAEmitterLayer创建爆炸效果

#import "ViewController.h"
#import 
 ViewController ()
 (nonatomic, weak) IBOutlet UIView *containerView;

 ViewController

- (void)viewDidLoad
{
    [super viewDidLoad];
    
    //create particle emitter layer
    CAEmitterLayer *emitter = [CAEmitterLayer layer];
    emitter.frame = self.containerView.bounds;
    [self.containerView.layer addSublayer:emitter];

    //configure emitter
    emitter.renderMode = kCAEmitterLayerAdditive;
    emitter.emitterPosition = CGPointMake(emitter.frame.size.width / 2.0, emitter.frame.size.height / 2.0);

    //create a particle template
    CAEmitterCell *cell = [[CAEmitterCell alloc] init];
    cell.contents = (__bridge id)[UIImage imageNamed:@"Spark.png"].CGImage;
    cell.birthRate = 150;
    cell.lifetime = 5.0;
    cell.color = [UIColor colorWithRed:1 green:0.5 blue:0.1 alpha:1.0].CGColor;
    cell.alphaSpeed = -0.4;
    cell.velocity = 50;
    cell.velocityRange = 50;
    cell.emissionRange = M_PI * 2.0;

    //add particle template to emitter
    emitter.emitterCells =
}

图6.13 火焰爆炸效果

CAEMitterCell的属性基本上可以分为三种:

  • 这种粒子的某一属性的初始值。比如,color属性指定了一个可以混合图片内容颜色的混合色。在示例中,我们将它设置为桔色。
  • 例子某一属性的变化范围。比如emissionRange属性的值是,这意味着例子可以从360度任意位置反射出来。如果指定一个小一些的值,就可以创造出一个圆锥形
  • 指定值在时间线上的变化。比如,在示例中,我们将alphaSpeed设置为-0.4,就是说例子的透明度每过一秒就是减少0.4,这样就有发射出去之后逐渐小时的效果。

CAEmitterLayer的属性它自己控制着整个例子系统的位置和形状。一些属性比如birthRatelifetimecelocity,这些属性在CAEmitterCell中也有。这些属性会以相乘的方式作用在一起,这样你就可以用一个值来加速或者扩大整个例子系统。其他值得提到的属性有以下这些:

  • preservesDepth,是否将3D例子系统平面化到一个图层(默认值)或者可以在3D空间中混合其他的图层
  • renderMode,控制着在视觉上粒子图片是如何混合的。你可能已经注意到了示例中我们把它设置为kCAEmitterLayerAdditive,它实现了这样一个效果:合并例子重叠部分的亮度使得看上去更亮。如果我们把它设置为默认的kCAEmitterLayerUnordered,效果就没那么好看了(见图6.14).

6.9 CAEAGLLayer

CAEAGLLayer

当iOS要处理高性能图形绘制,必要时就是OpenGL。应该说它应该是最后的杀手锏,至少对于非游戏的应用来说是的。因为相比Core Animation和UIkit框架,它不可思议地复杂。

OpenGL提供了Core Animation的基础,它是底层的C接口,直接和iPhone,iPad的硬件通信,极少地抽象出来的方法。OpenGL没有对象或是图层的继承概念。它只是简单地处理三角形。OpenGL中所有东西都是3D空间中有颜色和纹理的三角形。用起来非常复杂和强大,但是用OpenGL绘制iOS用户界面就需要很多很多的工作了。

为了能够以高性能使用Core Animation,你需要判断你需要绘制哪种内容(矢量图形,例子,文本,等等),但后选择合适的图层去呈现这些内容,Core Animation中只有一些类型的内容是被高度优化的;所以如果你想绘制的东西并不能找到标准的图层类,想要得到高性能就比较费事情了。

因为OpenGL根本不会对你的内容进行假设,它能够绘制得相当快。利用OpenGL,你可以绘制任何你知道必要的集合信息和形状逻辑的内容。所以很多游戏都喜欢用OpenGL(这些情况下,Core Animation的限制就明显了:它优化过的内容类型并不一定能满足需求),但是这样依赖,方便的高度抽象接口就没了。

在iOS 5中,苹果引入了一个新的框架叫做GLKit,它去掉了一些设置OpenGL的复杂性,提供了一个叫做CLKViewUIView子类,帮你处理大部分的设置和绘制工作。前提是各种各样的OpenGL绘图缓冲的底层可配置项仍然需要你用CAEAGLLayer完成,它是CALayer的一个子类,用来显示任意的OpenGL图形。

大部分情况下你都不需要手动设置CAEAGLLayer(假设用GLKView),过去的日子就不要再提了。特别的,我们将设置一个OpenGL ES 2.0的上下文,它是现代的iOS设备的标准做法。

尽管不需要GLKit也可以做到这一切,但是GLKit囊括了很多额外的工作,比如设置顶点和片段着色器,这些都以类C语言叫做GLSL自包含在程序中,同时在运行时载入到图形硬件中。编写GLSL代码和设置EAGLayer没有什么关系,所以我们将用GLKBaseEffect类将着色逻辑抽象出来。其他的事情,我们还是会有以往的方式。

在开始之前,你需要将GLKit和OpenGLES框架加入到你的项目中,然后就可以实现清单6.14中的代码,里面是设置一个GAEAGLLayer的最少工作,它使用了OpenGL ES 2.0 的绘图上下文,并渲染了一个有色三角(见图6.15).

清单6.14 用CAEAGLLayer绘制一个三角形

#import "ViewController.h"
#import 
#import 
 ViewController ()
 (nonatomic, weak) IBOutlet UIView *glView; (nonatomic, strong) EAGLContext *glContext; (nonatomic, strong) CAEAGLLayer *glLayer; (nonatomic, assign) GLuint framebuffer; (nonatomic, assign) GLuint colorRenderbuffer; (nonatomic, assign) GLint framebufferWidth; (nonatomic, assign) GLint framebufferHeight; (nonatomic, strong) GLKBaseEffect *effect;

 ViewController

- (void)setUpBuffers
{
    //set up frame buffer
    glGenFramebuffers(1, &_framebuffer);
    glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, _framebuffer);

    //set up color render buffer
    glGenRenderbuffers(1, &_colorRenderbuffer);
    glBindRenderbuffer(GL_RENDERBUFFER, _colorRenderbuffer);
    glFramebufferRenderbuffer(GL_FRAMEBUFFER, GL_COLOR_ATTACHMENT0, GL_RENDERBUFFER, _colorRenderbuffer);
    [self.glContext renderbufferStorage:GL_RENDERBUFFER fromDrawable:self.glLayer];
    glGetRenderbufferParameteriv(GL_RENDERBUFFER, GL_RENDERBUFFER_WIDTH, &_framebufferWidth);
    glGetRenderbufferParameteriv(GL_RENDERBUFFER, GL_RENDERBUFFER_HEIGHT, &_framebufferHeight);

    //check success
    if (glCheckFramebufferStatus(GL_FRAMEBUFFER) != GL_FRAMEBUFFER_COMPLETE) {
        NSLog(@"Failed to make complete framebuffer object: %i", glCheckFramebufferStatus(GL_FRAMEBUFFER));
    }
}

- (void)tearDownBuffers
{
    if (_framebuffer) {
        //delete framebuffer
        glDeleteFramebuffers(1, &_framebuffer);
        _framebuffer = 0;
    }

    if (_colorRenderbuffer) {
        //delete color render buffer
        glDeleteRenderbuffers(1, &_colorRenderbuffer);
        _colorRenderbuffer = 0;
    }
}

- (void)drawFrame {
    //bind framebuffer & set viewport
    glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, _framebuffer);
    glViewport(0, 0, _framebufferWidth, _framebufferHeight);

    //bind shader program
    [self.effect prepareToDraw];

    //clear the screen
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT); glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 1.0);

    //set up vertices
    GLfloat vertices[] = {
        -0.5f, -0.5f, -1.0f, 0.0f, 0.5f, -1.0f, 0.5f, -0.5f, -1.0f,
    };

    //set up colors
    GLfloat colors[] = {
        0.0f, 0.0f, 1.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f,
    };

    //draw triangle
    glEnableVertexAttribArray(GLKVertexAttribPosition);
    glEnableVertexAttribArray(GLKVertexAttribColor);
    glVertexAttribPointer(GLKVertexAttribPosition, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 0, vertices);
    glVertexAttribPointer(GLKVertexAttribColor,4, GL_FLOAT, GL_FALSE, 0, colors);
    glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 3);

    //present render buffer
    glBindRenderbuffer(GL_RENDERBUFFER, _colorRenderbuffer);
    [self.glContext presentRenderbuffer:GL_RENDERBUFFER];
}

- (void)viewDidLoad
{
    [super viewDidLoad];
    //set up context
    self.glContext = [[EAGLContext alloc] initWithAPI: kEAGLRenderingAPIOpenGLES2];
    [EAGLContext setCurrentContext:self.glContext];

    //set up layer
    self.glLayer = [CAEAGLLayer layer];
    self.glLayer.frame = self.glView.bounds;
    [self.glView.layer addSublayer:self.glLayer];
    self.glLayer.drawableProperties =tyRetainedBacking, kEAGLDrawablePropertyColorFormat: kEAGLColorFormatRGBA8};

    //set up base effect
    self.effect = [[GLKBaseEffect alloc] init];

    //set up buffers
    [self setUpBuffers];

    //draw frame
    [self drawFrame];
}

- (void)viewDidUnload
{
    [self tearDownBuffers];
    [super viewDidUnload];
}

- (void)dealloc
{
    [self tearDownBuffers];
    [EAGLContext setCurrentContext:nil];
}

6.10 AVPlayerLayer

AVPlayerLayer

最后一个图层类型是AVPlayerLayer。尽管它不是Core Animation框架的一部分(AV前缀看上去像),AVPlayerLayer是有别的框架(AVFoundation)提供的,它和Core Animation紧密地结合在一起,提供了一个CALayer子类来显示自定义的内容类型。

AVPlayerLayer是用来在iOS上播放视频的。他是高级接口例如MPMoivePlayer的底层实现,提供了显示视频的底层控制。AVPlayerLayer的使用相当简单:你可以用+playerLayerWithPlayer:方法创建一个已经绑定了视频播放器的图层,或者你可以先创建一个图层,然后用player属性绑定一个AVPlayer实例。

在我们开始之前,我们需要添加AVFoundation到我们的项目中。然后,清单6.15创建了一个简单的电影播放器,图6.16是代码运行结果。

清单6.15 用AVPlayerLayer播放视频

#import "ViewController.h"
#import 
#import 
 ViewController ()
 (nonatomic, weak) IBOutlet UIView *containerView;
 ViewController

- (void)viewDidLoad
{
    [super viewDidLoad];
    //get video URL
    NSURL *URL = [[NSBundle mainBundle] URLForResource:@"Ship" withExtension:@"mp4"];

    //create player and player layer
    AVPlayer *player = [AVPlayer playerWithURL:URL];
    AVPlayerLayer *playerLayer = [AVPlayerLayer playerLayerWithPlayer:player];

    //set player layer frame and attach it to our view
    playerLayer.frame = self.containerView.bounds;
    [self.containerView.layer addSublayer:playerLayer];

    //play the video
    [player play];
}

图6.17 3D视角下的边框和圆角AVPlayerLayer

6.11 总结

总结

这一章我们简要概述了一些专用图层以及用他们实现的一些效果,我们只是了解到这些图层的皮毛,像CATiledLayerCAEMitterLayer这些类可以单独写一章的。但是,重点是记住CALayer是用处很大的,而且它并没有为所有可能的场景进行优化。为了获得Core Animation最好的性能,你需要为你的工作选对正确的工具,希望你能够挖掘这些不同的CALayer子类的功能。 这一章我们通过CAEmitterLayerAVPlayerLayer类简单地接触到了一些动画,在第二章,我们将继续深入研究动画,就从隐式动画开始。

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