CAAnimation — ключови понятия, CAAnimationGroup и анимации на слоеве

Какво е CAAnimation?

CAAnimation — абстрактен клас Core Animation, който дефинира общ интерфейс за всички анимации. Той имплементира протокола CAMediaTiming (време, повторение, автоматично връщане) и CAMediaTimingFillMode (поведение преди/след анимация). CAAnimation не може да бъде инстанцииран директно — използвайте един от подкласовете: CABasicAnimation, CAKeyframeAnimation, CAAnimationGroup, CATransition или CAAnimation (чрез animationForKeyPath).

Всяка CAAnimation се добавя към CALayer чрез метода add(_:forKey:). Параметърът forKey е уникален идентификатор на анимацията върху слоя. Един и същ keyPath може да има само една активна анимация. За да замените анимация, използвайте removeAnimation(forKey:) преди добавяне на нова.

Според Apple, CAAnimation е временна промяна на слоя. След завършване на анимацията presentation layer се връща към стойностите на model layer, ако не са зададени fillMode и isRemovedOnCompletion.

Йерархия на класовете CAAnimation

Core Animation предоставя четири основни подкласа на CAAnimation, всеки за свой собствен сценарий на анимация. Разбирането на йерархията помага да изберете правилния тип за задачата.

CABasicAnimation — най-простият и популярен подклас. CAKeyframeAnimation се използва за сложни траектории (напр. движение по крива на Безие). CAAnimationGroup стартира множество анимации паралелно. CATransition — готов преход между изображения или състояния на съдържание.

CAMediaTiming — управление на времето

Протоколът CAMediaTiming — фундаментална част от CAAnimation. Той дефинира основните времеви свойства: duration (продължителност), repeatCount (брой повторения), repeatDuration (обща продължителност на повторенията), autoreverses (връщане към началото), beginTime (начално време спрямо родителя), timeOffset (отместване в рамките на един цикъл), speed (скорост на възпроизвеждане).

Свойството fillMode (CAMediaTimingFillMode) определя показването на слоя преди (backwards) и след (forwards) анимация. Стойности: removed (по подразбиране — връщане към model layer), forwards (остава в крайно състояние), backwards (показва начално състояние преди старт), both (комбинира двете поведения). fillMode работи само с isRemovedOnCompletion = false.

CAAnimation наследява CAMediaTiming и може да бъде вложена в родителска анимация (CAAnimationGroup). В този случай beginTime се изчислява спрямо началото на родителя, а duration се ограничава от родителя. Speed = 2.0 ускорява анимацията два пъти.

CAAnimationGroup и CAKeyframeAnimation

CAAnimationGroup комбинира множество CAAnimation в една група. Всички дъщерни анимации стартират паралелно, ако не е зададено beginTime за всяка. Групата има свой собствен duration, който ограничава максималната продължителност на дъщерните анимации. timingFunction на групата се прилага като стойност по подразбиране, ако дъщерната анимация не е задала своя.

CAKeyframeAnimation анимира свойство през множество ключови кадри, дефинирани от масива values. Параметърът keyTimes (масив NSNumber от 0 до 1) определя времевите отпечатъци за всеки кадър. calculationMode определя интерполацията: linear, discrete (без интерполация), paced (равномерна скорост), cubic (сплайн), cubicPaced.

import QuartzCore

// CAAnimationGroup — комбинация от анимации
func complexLayerAnimation(_ layer: CALayer) {
    let fade = CABasicAnimation(keyPath: "opacity")
    fade.fromValue = 1.0
    fade.toValue = 0.3

    let scale = CABasicAnimation(keyPath: "transform.scale")
    scale.fromValue = 1.0
    scale.toValue = 1.5

    let rotate = CABasicAnimation(keyPath: "transform.rotation.z")
    rotate.fromValue = 0
    rotate.toValue = Double.pi * 2

    let group = CAAnimationGroup()
    group.animations = [fade, scale, rotate]
    group.duration = 2.0
    group.repeatCount = .infinity
    group.autoreverses = true

    layer.add(group, forKey: "pulse")
}

// CAKeyframeAnimation — движение по траектория
func animateAlongPath(_ layer: CALayer) {
    let path = UIBezierPath()
    path.move(to: CGPoint(x: 0, y: 0))
    path.addCurve(
        to: CGPoint(x: 200, y: 300),
        controlPoint1: CGPoint(x: 100, y: 0),
        controlPoint2: CGPoint(x: 100, y: 300)
    )

    let anim = CAKeyframeAnimation(keyPath: "position")
    anim.path = path.cgPath
    anim.duration = 1.5
    anim.calculationMode = .cubicPaced
    anim.rotationMode = .auto
    anim.fillMode = .forwards
    anim.isRemovedOnCompletion = false

    layer.add(anim, forKey: "pathAnim")
    layer.position = CGPoint(x: 200, y: 300)
}

// CAKeyframeAnimation с персонализирани стойности
func bounceAnimation(_ layer: CALayer) {
    let bounce = CAKeyframeAnimation(keyPath: "position.y")
    bounce.values = [0, -50, 0, -25, 0, -10, 0]
    bounce.keyTimes = [0, 0.15, 0.3, 0.45, 0.6, 0.8, 1.0]
    bounce.duration = 0.8
    bounce.timingFunction = CAMediaTimingFunction(name: .easeOut)
    bounce.isAdditive = true // спрямо текущата позиция
    layer.add(bounce, forKey: nil)
}

CAAnimationGroup изпълнява fade, scale и rotate паралелно с duration 2.0. CAKeyframeAnimation с path и calculationMode = .cubicPaced осигурява равномерно движение по крива на Безие с автоматично завъртане (rotationMode = .auto). bounceAnimation използва isAdditive за относително отместване.

Примери за код в Swift

Пълен пример за CAAnimation за комплексна анимация на слой с използване на CATransition за смяна на съдържание и CAAnimationGroup за пулсация.

import UIKit
import QuartzCore

class AnimationDemoView: UIView {

    private let demoLayer = CALayer()
    private var currentColor: CGColor = UIColor.systemBlue.cgColor

    override func layoutSubviews() {
        super.layoutSubviews()
        demoLayer.frame = CGRect(x: bounds.midX - 40, y: bounds.midY - 40,
                                 width: 80, height: 80)
        demoLayer.backgroundColor = currentColor
        demoLayer.cornerRadius = 12
        layer.addSublayer(demoLayer)
    }

    func animateTransition() {
        // CATransition — преход между състояния
        let transition = CATransition()
        transition.type = .fade
        transition.duration = 0.5
        transition.timingFunction = CAMediaTimingFunction(name: .easeInEaseOut)
        demoLayer.add(transition, forKey: nil)

        // Променяме съдържанието чрез транзакция
        currentColor = currentColor == UIColor.systemBlue.cgColor
            ? UIColor.systemRed.cgColor
            : UIColor.systemBlue.cgColor
        demoLayer.backgroundColor = currentColor
    }

    func startPulse() {
        let scaleUp = CABasicAnimation(keyPath: "transform.scale")
        scaleUp.fromValue = 1.0
        scaleUp.toValue = 1.3

        let fadeOut = CABasicAnimation(keyPath: "opacity")
        fadeOut.fromValue = 1.0
        fadeOut.toValue = 0.6

        let glow = CABasicAnimation(keyPath: "shadowOpacity")
        glow.fromValue = 0.0
        glow.toValue = 0.8

        let group = CAAnimationGroup()
        group.animations = [scaleUp, fadeOut, glow]
        group.duration = 1.2
        group.autoreverses = true
        group.repeatCount = .infinity
        group.timingFunction = CAMediaTimingFunction(name: .easeInEaseOut)

        demoLayer.add(group, forKey: "pulse")
    }

    func stopAnimations() {
        demoLayer.removeAllAnimations()
        demoLayer.transform = CATransform3DIdentity
        demoLayer.opacity = 1.0
        demoLayer.shadowOpacity = 0.0
    }
}

CATransition с type: .fade създава плавен преход между две състояния на backgroundColor. CAAnimationGroup комбинира scale, opacity и shadowOpacity за ефекта на пулсация. removeAllAnimations() нулира всички анимации и връща слоя към първоначалните стойности на model layer.