CATransform3D的介绍以及3D动画的实现

熟练使用CATransform3D能实现我们所需求的较复杂的动画效果,以下将系统介绍CATransform3D的一些属性以及使用。

struct CATransform3D
{
  CGFloat m11, m12, m13, m14;
  CGFloat m21, m22, m23, m24;
  CGFloat m31, m32, m33, m34;
  CGFloat m41, m42, m43, m44;
};

typedef struct CATransform3D CATransform3D;

CATransform3D是一个4* 4的结构体,二维的放射矩阵是一个3*3的矩阵
点击进入头文件中

CA_EXTERN const CATransform3D CATransform3DIdentity;
//一个无任何变换的默认矩阵常量,可用于使变换后的Layer恢复初始状态

CA_EXTERN bool CATransform3DIsIdentity (CATransform3D t);
//判断是否为默认矩阵

CA_EXTERN bool CATransform3DEqualToTransform (CATransform3D a,
    CATransform3D b);
//判断两个矩阵是否相同

CA_EXTERN CATransform3D CATransform3DMakeTranslation (CGFloat tx,
    CGFloat ty, CGFloat tz);
//生成一个依照参数平移转换后的矩阵

CA_EXTERN CATransform3D CATransform3DMakeScale (CGFloat sx, CGFloat sy,
    CGFloat sz);
//生成一个依照参数缩放后的

CA_EXTERN CATransform3D CATransform3DMakeRotation (CGFloat angle, CGFloat x,    CGFloat y, CGFloat z);//生成一个依照参数旋转后的矩(旋转的时候注意锚点)
CA_EXTERN CATransform3D CATransform3DTranslate (CATransform3D t, CGFloat tx,
    CGFloat ty, CGFloat tz);
//变换指定的矩阵(t就是将要变换的矩阵,下同)

CA_EXTERN CATransform3D CATransform3DScale (CATransform3D t, CGFloat sx,
    CGFloat sy, CGFloat sz);
//变换指定的矩阵

CA_EXTERN CATransform3D CATransform3DRotate (CATransform3D t, CGFloat angle,
    CGFloat x, CGFloat y, CGFloat z);
//变换指定的矩阵

//需要注意的是x/y/z三个参数均为指定旋转轴,可选值0和1,0代表此轴不做旋转,1代表作旋转。
例如想对x、y轴做45度旋转,则angle = M____PI____4,x = 1,y = 1,z = 0。
另外,旋转角度为弧度制哦,不是角度制

CA_EXTERN CATransform3D CATransform3DConcat (CATransform3D a, CATransform3D b);
//计算两个矩阵的乘积

CA_EXTERN CATransform3D CATransform3DInvert (CATransform3D t);
//反转矩阵

CA_EXTERN CATransform3D CATransform3DMakeAffineTransform (CGAffineTransform m);
//通过2D得到一个3D矩阵

CA_EXTERN bool CATransform3DIsAffine (CATransform3D t);
//判断3D矩阵是否可以用2D矩阵表示

CA_EXTERN CGAffineTransform CATransform3DGetAffineTransform (CATransform3D t);
//从3D矩阵中获取2D矩阵

以上为CATransform3D中头文件属性解释。
举个旋转的例子:

 CALayer * layer = [CALayer layer];
    layer.backgroundColor = [UIColor greenColor].CGColor;
    layer.frame =CGRectMake(100, 100, 100, 100);
    [self.view.layer addSublayer:layer];
    
    CATransform3D transA = CATransform3DIdentity;
    transA.m34 = -1.0/500; //此属性为透视效果,近大远小,稍后放个例子容易理解
    transA = CATransform3DRotate(transA, M_PI/3, 1, 0, 0); //x:1是围绕X轴旋转
    layer.transform = transA;

关于m34解释

CATransform3D是一个4* 4机构体,改变他的m34这个属性,改变透视,看起来更加立体,m34= -1/D,D越小效果越明显,m34为负值表示远离屏幕,正值相反。下边的图就是加m34和不加的区别。


上加下不加.png

使用动画完成CATransform3D的转变

CATransform3D transB = CATransform3DMakeScale(10, 10, 10);

    CABasicAnimation * animaiton =[CABasicAnimation animationWithKeyPath:@"transform"];
    animaiton.duration = 2;
    animaiton.repeatCount = 1;
    animaiton.autoreverses =YES;
    animaiton.toValue = [NSValue valueWithCATransform3D:transB];
    [layer addAnimation:animaiton forKey:nil];

效果如下:


scale动画.gif

补充说明

  1. CATransform3D是做3D坐标变换, 经常适用于CALayer
    CGAffineTransform是做2D坐标变换, 经常适用于UIView。
  2. 我们不仅可以通过直接修改结构体中的数值改变动画,也可以同过KVC形式进行赋值。
   [self.view.layer setValue:[NSNumber numberWithFloat:60*M_PI/180] forKeyPath:@"transform.rotation.y"];
  1. CATransformLayer是继承CALayer的,头文件中没有属性,但是我们在做动画的时候,可以将其当成一个容器使用,意思是可以创建几个不同的layer,放在CATransformLayer中组成不同的形状。
    下边是从网上找的例子
    //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.view.bounds.size;
    cube.position = CGPointMake(containerSize.width / 2.0, containerSize.height / 2.0);

    cube.transform = CATransform3DMakeRotation(30, 1, 1, 0);

    [self.view.layer addSublayer:cube];
}

- (CALayer *)faceWithTransform:(CATransform3D)transform
{
    //create cube face layer
    CALayer *face = [CALayer layer];
    face.bounds = CGRectMake(0, 0, 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;
    face.transform = transform;
    return face;
}

形成的形状如下


正方体.png

也可以加动画让其旋转。

要开始加油了!

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