Swift语言iOS开发：CALayer十则示例(上)-移动端开发-火龙果软件工程

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Swift语言iOS开发：CALayer十则示例(上)

作者：Raywenderlich 来源：51CTO 发布于 2015-04-07

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如你所知，我们在iOS应用中看到的都是视图（view），包括按钮视图、表视图、滑动条视图，还有可以容纳其他视图的父视图等。

但你或许不知道在iOS中支撑起每个视图的是一个叫做"图层（layer）"的类，确切地说是CALayer。

本文中您会了解CALayer及其工作原理，还有应用CALayer打造酷炫效果的十则示例，比如绘制矢量图形、渐变色，甚至是粒子系统。

本文要求读者熟悉iOS应用开发和Swift语言的基础知识，包括利用Storyboard构建用户界面。

注：如果您尚未掌握这些基础，不必担心，我们有不少相关教程，例如使用Swift语言编写iOS应用和iOS学徒。

准备开始

要理解图层是什么，最简便的方式就是"实地考察"。我们这就创建一个简单的项目，从头开始玩转图层。

准备好写代码了吗？好！启动Xcode，然后：

1.选择File\New\Project菜单项。

2.在对话框中选择iOS\Application\Single View Application。

3.点击Next，Product Name填写CALayerPlayground，然后输入你自己的Organization Name和Identifier。

4.Language选Swift，Devices选Universal。

5.取消选择Core Data，点击Next。

6.把项目保存到合适的位置（个人习惯把项目放在用户目录下建立的Source文件夹），点击Create。

好，文件准备就绪，接下来就是创建视图了：

7.在项目导航栏（Project navigator）中选择Main.storyboard。

8.选择View\Assistant Editor\Show Assistant Editor菜单项，如果没有显示对象库（Object Library），请选择View\Utilities\Show Object Library。

9.然后选择Editor\Canvas\Show Bounds Rectangles，这样在向场景添加视图时就可以看到轮廓了。

10.把一个视图（View）从对象库拖入视图控制器场景，保持选中状态，在尺寸检查器（View\Utilities\Show Size Inspector）中将x和y设为150，Width和Height设为300。

11.视图保持选中，点击自动布局工具栏（Storyboard右下角）的Align按钮，选中Horizontal Center in Container和Vertical Center in Container，数值均为0，然后点击Add 2 Constraints。

12.点击Pin按钮，选中Width和Height，数值均设为300，点击Add 2 Constraints。

最后按住control从刚刚创建的视图拖到ViewController.swift文件中viewDidLoad()方法的上方，在弹框中将outlet命名为viewForLayer，如图：

点击Connect创建outlet。

将ViewController.swift中的代码改写为：

import UIKit 
 
class ViewController: UIViewController { 
 
@IBOutlet weak var viewForLayer: UIView! 
 
var l: CALayer { 
return viewForLayer.layer 
} 
 
override func viewDidLoad() { 
super.viewDidLoad() 
setUpLayer() 
} 
 
func setUpLayer() { 
l.backgroundColor = UIColor.blueColor().CGColor 
l.borderWidth = 100.0 
l.borderColor = UIColor.redColor().CGColor 
l.shadowOpacity = 0.7 
l.shadowRadius = 10.0 
} 
 
}

之前提到iOS中的每个视图都拥有一个关联的图层，你可以通过yourView.layer访问图层。这段代码首先创建了一个叫"l"（小写L）的计算属性，方便访问viewForLayer的图层，可让你少写一些代码。

这段代码还调用了setUpLayer方法设置图层属性：阴影，蓝色背景，红色粗边框。你马上就可以了解这些东西，不过现在还是先构建App，在iOS模拟器中运行（我选了iPhone 6），看看自定义的图层如何。

几行代码，效果还不错吧？还是那句话，每个视图都由图层支撑，所以你也可以对App中的任何视图做出类似修改。我们继续深入。

CALayer基本属性

CALayer有几个属性可以用来自定外观，想想刚才做的：

把图层背景色从默认的无色改为蓝色

通过把边框宽度从默认的0改为100来添加边框

把边框颜色从默认的黑色改为红色

最后把阴影透明度从0（全透明）改为0.7，产生阴影效果，此外还把阴影半径从默认的3改为10。

以上只是CALayer中可以设置的部分属性。我们再试两个，在setUpLayer()中追加以下代码：

l.contents = UIImage(named: "star")?.CGImage 
l.contentsGravity = kCAGravityCenter

CALayer的contents属性可以把图层的内容设为图片，这里我们要设置一张"星星"的图片，为此你需要把图片添加到项目中，请下载图片并添加到项目中。

构建，运行，欣赏一下效果：

注意星星居中，这是因为contentsGravity属性被设为kCAGravityCenter，如你所想，重心也可以设为上、右上、右、右下、下、左下、左、左上。

更改图层外观

仅供娱乐，我们来添加几个手势识别器来控制图层外观。在Xcode中，向viewForLayer对象上拖一个轻触手势识别器（tap gesture recognizer），见下图：

注：如果你对手势识别器比较陌生，请参阅Using UIGestureRecognizer with Swift。

以此类推，再添加一个捏合手势识别器（pinch gesture recognizer）。

然后按住control依次将两个手势识别器从Storyboard场景停靠栏拖入ViewController.swift，放在setUpLayer()和类自身的闭合花括号之间。

在弹框中修改连接为Action，命名轻触识别操作为tapGestureRecognized，捏合识别操作为pinchGestureRecognized，例如：

如下改写tapGestureRecognized(_:)：

@IBAction func tapGestureRecognized(sender: UITapGestureRecognizer) { 
l.shadowOpacity = l.shadowOpacity == 0.7 ? 0.0 : 0.7 
}

当令视图识别出轻触手势时，代码告知viewForLayer图层在0.7和0之间切换阴影透明度。

你说视图？嗯，没错，重写CALayer的hitTest(_:)也可以实现相同效果，本文后面也会看到这个方法，不过我们这里用的方法也有道理：图层本身并不能响应手势识别，只能响应点击测试，所以我们在视图上设置了轻触手势识别器。

然后如下修改pinchGestureRecognized(_:)：

@IBAction func pinchGestureRecognized(sender: UIPinchGestureRecognizer) { 
let offset: CGFloat = sender.scale < 1 ? 5.0 : -5.0 
let oldFrame = l.frame 
let oldOrigin = oldFrame.origin 
let newOrigin = CGPoint(x: oldOrigin.x + offset, y: oldOrigin.y + offset) 
let newSize = CGSize(width: oldFrame.width + (offset * -2.0), height: oldFrame.height + (offset * -2.0)) 
let newFrame = CGRect(origin: newOrigin, size: newSize) 
if newFrame.width >= 100.0 && newFrame.width <= 300.0 { 
l.borderWidth -= offset 
l.cornerRadius += (offset / 2.0) 
l.frame = newFrame 
} 
}

此处基于用户的捏合手势创建正负偏移值，借此调整图层框架大小、边缘宽度和边角半径。

图层的边角半径默认值为0，意即标准的90度直角。增大半径会产生圆角，如果想将图层变成圆形，可以设边角半径为宽度的一半。

注意：调整边角半径并不会裁剪图层内容（星星图片），除非图层的masksToBounds属性被设为true。

构建运行，尝试在视图中使用轻触和捏合手势：

嘿，再好好装扮一下都能当头像用了！ :]

CALayer体验

CALayer中的属性和方法琳琅满目，此外还有几个包含特有属性和方法的子类。

要遍历如此酷炫的API，Raywenderlich.com导游先生最好不过了。

接下来，你需要以下材料：

Layer Player App

Layer Player 源代码

该App包含十种不同的CALayer示例，本文后面会依次介绍，十分方便。先来吊吊大家的胃口：

下面在讲解每个示例的同时，我建议在CALayer演示应用中亲自动手试验，还可以读读代码。不用写，只要深呼吸，轻松阅读就可以了。 :]

我相信这些酷炫的示例会启发您利用不同的CALayer为自己的App锦上添花，希望大家喜欢！

示例 #1：CALayer

前面我们看过使用CALayer的示例，也就是设置各种属性。

关于CALayer还有几点没提：

图层可以包含子图层。就像视图可以包含子视图，图层也可以有子图层，稍加利用就能打造漂亮的效果！

图层属性自带动画效果。修改图层属性时，存在默认的动画效果，你也可以自定义动画行为。

图层是轻量概念。相对视图而言，图层更加轻量，因此图层可以帮助提升性能。

图层有大量实用属性。前面你已经看过几条了，我们继续探索！

刚刚说CALayer图层有很多属性，我们来看一批实用属性：有些属性你可能第一次见，但真的很方便！

// 1 
let layer = CALayer() 
layer.frame = someView.bounds 
 
// 2 
layer.contents = UIImage(named: "star")?.CGImage 
layer.contentsGravity = kCAGravityCenter 
 
// 3 
layer.magnificationFilter = kCAFilterLinear 
layer.geometryFlipped = false 
 
// 4 
layer.backgroundColor = UIColor(red: 11/255.0, green: 86/255.0, blue: 14/255.0, alpha: 1.0).CGColor 
layer.opacity = 1.0 
layer.hidden = false 
layer.masksToBounds = false 
 
// 5 
layer.cornerRadius = 100.0 
layer.borderWidth = 12.0 
layer.borderColor = UIColor.whiteColor().CGColor 
 
// 6 
layer.shadowOpacity = 0.75 
layer.shadowOffset = CGSize(width: 0, height: 3) 
layer.shadowRadius = 3.0 
someView.layer.addSublayer(layer)

在以上代码中：

创建一个CALayer实例，并把框架设为someView边框。

将图层内容设为一张图片，并使其在图层内居中，注意赋值的类型是底层的Quartz图像数据（CGImage）。

使用过滤器，过滤器在图像利用contentsGravity放大时发挥作用，可用于改变大小（缩放、比例缩放、填充比例缩放）和位置（中心、上、右上、右等等）。以上属性的改变没有动画效果，另外如果geometryFlipped未设为true，几何位置和阴影会上下颠倒。继续：

把背景色设为Ray最爱的深绿色。:] 然后让图层透明、可见。同时令图层不要遮罩内容，意思是如果图层尺寸小于内容（星星图片），图像不会被裁减。

图层边角半径设为图层宽度的一半，使边缘变为圆形，注意图层颜色赋值类型为Quartz颜色引用（CGColor）。

创建阴影，设shouldRasterize为true（后文还会提到），然后将图层加入视图结构树。

结果如下：

CALayer还有两个附加属性有助于改善性能：shouldRasterize和drawsAsynchronously。

shouldRasterize默认为false，设为true可以改善性能，因为图层内容只需要一次渲染。相对画面中移动但自身外观不变的对象效果拔群。

drawsAsynchronously默认值也是false。与shouldRasterize相对，该属性适用于图层内容需要反复重绘的情况，此时设成true可能会改善性能，比如需要反复绘制大量粒子的粒子发射器图层（可以参考后面的CAEmitterLayer示例）。

谨记：如果想将已有图层的shouldRasterize或drawsAsynchronously属性设为true，一定要三思而后行，考虑可能造成的影响，对比true与false的性能差异，辨明属性设置是否有积极效果。设置不当甚至会导致性能大幅下降。

无论如何还是先回到图层演示应用，其中有些控件可以用来调整CALayer的属性：

调节试试看，感受一下，利用CALayer可以实现怎样的效果。

注：图层不属于响应链（responder chain），无法像视图一样直接响应触摸和手势，我们在CALayerPlayground中见识过。不过图层有点击测试，后面的CATransformLayer会提到。你也可以向图层添加自定义动画，CAReplicatorLayer中会出现。

示例 #2：CAScrollLayer

CAScrollLayer显示一部分可滚动图层，该图层十分基础，无法直接响应用户的触摸操作，也不能直接检查可滚动图层的边界，故可避免越界无限滚动。

UIScrollView用的不是CAScrollLayer，而是直接改动图层边界。

CAScrollLayer的滚动模式可设为水平、垂直或者二维，你也可以用代码命令视图滚动到指定位置：

// In ScrollingView.swift 
import UIKit 
 
class ScrollingView: UIView { 
// 1 
override class func layerClass() -> AnyClass { 
return CAScrollLayer.self 
} 
} 
 
// In CAScrollLayerViewController.swift 
import UIKit 
 
class CAScrollLayerViewController: UIViewController { 
@IBOutlet weak var scrollingView: ScrollingView! 
 
// 2 
var scrollingViewLayer: CAScrollLayer { 
return scrollingView.layer as CAScrollLayer 
} 
 
override func viewDidLoad() { 
super.viewDidLoad() 
// 3 
scrollingViewLayer.scrollMode = kCAScrollBoth 
} 
 
@IBAction func tapRecognized(sender: UITapGestureRecognizer) { 
// 4 
var newPoint = CGPoint(x: 250, y: 250) 
UIView.animateWithDuration(0.3, delay: 0, options: .CurveEaseInOut, animations: { 
[unowned self] in 
self.scrollingViewLayer.scrollToPoint(newPoint) 
}, completion: nil) 
} 
 
}

以上代码：

定义一个继承UIView的类，重写layerClass()返回CAScrollLayer，该方法等同于创建一个新图层作为子图层（CALayer示例中做过）。

一个用以方便简化访问自定义视图滚动图层的计算属性。

设滚动模式为二维滚动。

识别出轻触手势时，让滚动图层在UIView动画中滚到新建的点。（注：scrollToPoint(_:)和scrollToRect(_:)不会自动使用动画效果。）

案例研究：如果ScrollingView实例包含大于滚动视图边界的图片视图，在运行上述代码并点击视图时结果如下：

图层演示应用中有可以锁定滚动方向（水平或垂直）的开关。

以下经验规律用于决定是否使用CAScrollLayer：

如果想使用轻量级的对象，只需用代码操作滚动：可以考虑CAScrollLayer。

如果想让用户操作滚动，UIScrollView大概是更好的选择。要了解更多，请参考我们的视频教程。

如果是滚动大型图片：考虑使用CATiledLayer（见后文）。

示例 #3：CATextLayer

CATextLayer能够对普通文本或属性字串进行简单快速的渲染。与UILabel不同，CATextLayer无法指定UIFont，只能使用CTFontRef或CGFontRef。

像下面这样的代码完全可以掌控文本的字体、字体大小、颜色、对齐、折行（wrap）和截断（truncation）规则，也有动画效果：

// 1 
let textLayer = CATextLayer() 
textLayer.frame = someView.bounds 
 
// 2 
var string = "" 
for _ in 1...20 { 
string += "Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Fusce auctor arcu quis velit congue dictum. " 
} 
 
textLayer.string = string 
 
// 3 
let fontName: CFStringRef = "Noteworthy-Light" 
textLayer.font = CTFontCreateWithName(fontName, fontSize, nil) 
 
// 4 
textLayer.foregroundColor = UIColor.darkGrayColor().CGColor 
textLayer.wrapped = true 
textLayer.alignmentMode = kCAAlignmentLeft 
textLayer.contentsScale = UIScreen.mainScreen().scale 
someView.layer.addSublayer(textLayer)

以上代码解释如下：

创建一个CATextLayer实例，令边界与someView相同。

重复一段文本，创建字符串并赋给文本图层。

创建一个字体，赋给文本图层。

将文本图层设为折行、左对齐，你也可以设自然对齐（natural）、右对齐（right）、居中对齐（center）或两端对齐（justified），按屏幕设置contentsScale属性，然后把图层添加到视图结构树。

不仅是CATextLayer，所有图层类的渲染缩放系数都默认为1。在添加到视图时，图层自身的contentsScale缩放系数会自动调整，适应当前画面。你需要为手动创建的图层明确指定contentsScale属性，否则默认的缩放系数1会在Retina显示屏上产生部分模糊。

如果创建的文本图层添加到了方形的someView，效果会像这样：

你可以设置截断（Truncation）属性，生效时被截断的部分文本会由省略号代替显示。默认设定为无截断，位置可设为开头、末尾或中间截断：

图层演示应用中，你可以随心所欲地修改很多CATextLayer属性：

示例 #4：AVPlayerLayer

AVPlayerLayer是建立在AVFoundation基础上的实用图层，持有一个AVPlayer，用来播放音视频媒体文件（AVPlayerItems），举例如下：

override func viewDidLoad() { 
super.viewDidLoad() 
// 1 
let playerLayer = AVPlayerLayer() 
playerLayer.frame = someView.bounds 
 
// 2 
let url = NSBundle.mainBundle().URLForResource("someVideo", withExtension: "m4v") 
let player = AVPlayer(URL: url) 
 
// 3 
player.actionAtItemEnd = .None 
playerLayer.player = player 
someView.layer.addSublayer(playerLayer) 
 
// 4 
NSNotificationCenter.defaultCenter().addObserver(self, selector: "playerDidReachEndNotificationHandler:",
 name: "AVPlayerItemDidPlayToEndTimeNotification", object: player.currentItem) 
} 
 
deinit { 
NSNotificationCenter.defaultCenter().removeObserver(self) 
} 
 
// 5 
@IBAction func playButtonTapped(sender: UIButton) { 
if playButton.titleLabel?.text == "Play" { 
player.play() 
playButton.setTitle("Pause", forState: .Normal) 
} else { 
player.pause() 
playButton.setTitle("Play", forState: .Normal) 
} 
 
updatePlayButtonTitle() 
updateRateSegmentedControl() 
} 
 
// 6 
func playerDidReachEndNotificationHandler(notification: NSNotification) { 
let playerItem = notification.object as AVPlayerItem 
playerItem.seekToTime(kCMTimeZero) 
}