系统学习iOS动画之五：使用UIViewPropertyAnimator

UIViewPropertyAnimator是从iOS10开始引入，它能够创建易于交互，可中断和/或可逆的视图动画。

这个类让某些类型的视图动画更容易创建，值得学习。

UIViewPropertyAnimator可以在同一个类中方便地将许多API包装在一起，这样更容易使用。

此外，这个新类不能完全取代了UIView.animate(withDuration...)API集。

内容预览：

20-UIViewPropertyAnimator入门

21-深入UIViewPropertyAnimator

22-用UIViewPropertyAnimator进行交互式动画

23-用UIViewPropertyAnimator自定义视图控制器转场

本文的四个章节都是使用同一个项目 LockSearch

20-UIViewPropertyAnimator入门

在iOS10之前，创建基于视图的动画的唯一选择是UIView.animate(withDuration: ...)I，但这组API没有为开发人员提供暂停或停止已经运行的动画的处理方式。此外，对于反转，加速或减慢动画，开发人员只能使用基于图层的CAAnimation（核心动画）。

UIViewPropertyAnimator就是为了解决上述问题而出现的，它是一个允许保持运行动画的类，允许开发者调整当前运行的动画，并提供有关动画当前状态的详细信息。

当然，简单单一的视图动画直接使用UIView.animate(withDuration: ...)就可以了。

基础动画

本章的开始项目 LockSearch 。类似于iOS锁屏时的屏幕。初始视图控制器有搜索栏，单个窗口小部件和编辑按钮等：

开始项目已经实现了一些与动画无关的功能。例如，如果点击Show More按钮，窗口小部件将展开并显示更多项目。如果点击编辑，会转到另一个视图控制器，这是一个简单的TableView。

当然，该项目只是模拟iOS中的锁定屏幕，用来学习动画，没有实际的功能，。

打开LockScreenViewController.swift并向该视图控制器添加一个新的viewWillAppear(_:)方法：

override func viewWillAppear(_ animated: Bool) {
    tableView.transform = CGAffineTransform(scaleX: 0.67, y: 0.67)
    tableView.alpha = 0
}

为了创建简单的缩放和淡入淡出视图动画，首先缩小整个表视图并使其透明。

接下来，在视图控制器的视图出现在屏幕上时创建一个动画师。将以下内容添加到LockScreenViewController：

override func viewDidAppear(_ animated: Bool) {
    let scale = UIViewPropertyAnimator.init(duration: 0.33, curve: .easeIn) {
    }
}

在这里，您使用UIViewPropertyAnimator的一个便利构造器：UIViewPropertyAnimator.init(duration:curve:animations:)。

通过构造器创建动画实例并设置动画的总持续时间和时间曲线。后一个参数的类型为UIViewAnimationCurve，这是一个枚举类型，有四个类型：easeInOut、easeIn、easeOut、linear。这与UIView.animate(withDuration:...)中的option是类似的。

添加动画

在viewDidAppear(_:)中添加：

scale.addAnimations {
    self.tableView.alpha = 1.0
}

使用addAnimations添加动画代码块，就像UIView.animate(withDuration...)的闭包参数animations。使用动画师的不同之处在于可以添加多个动画块。

除了能够有条件地构建复杂的动画外，还可以添加具有不同延迟的动画。另一个版本的addAnimations，有两个参数： animation 动画代码 delayFactor 动画开始前的延迟

delayFactor与UIView.animate(withDuration...)中delay不同，它介于0.0到1.0，不是绝对时间是相对时间。

在同一个动画师添加第二个动画，但有一些延迟。继续在上面的代码后添加：

scale.addAnimations({
    self.tableView.transform = .identity
}, delayFactor: 0.33)

实际延迟时间是delayFactor乘以动画师的剩余持续时间(remaining duration)。目前尚未启动动画，因此剩余持续时间等于总持续时间。所以在上面的情况：

delayFactor(0.33) * remainingDuration(=duration 0.33) = delay of 0.11 seconds

为什么第二个参数不是一个简单的秒数值？ 想象动画师已经在运行了，你决定在中途添加一些新的动画。在这种情况下，剩余持续时间不会等于总持续时间，因为自启动动画以来已经过了一段时间。

在这种情况下，delayFactor将允许开发者根据剩余可用时间设置延迟动画。此外，这样设计也确保了不能将延迟设置为长于剩余运行时间。

添加完成闭包

在viewDidAppear(_:)中添加：

scale.addCompletion { (_) in
    print("ready")
}

addCompletion(_:)就是动画完成闭包，当然，它也可多次调用，来完成多了处理程序。

下面要启动动画，在viewWillAppear(_:)的末尾添加：

scale.startAnimation()

提取动画

为了代码的清晰，可以把动画代码集中放到一个类中。

创建一个名为AnimatorFactory.swift的新文件，并将其默认内容替换为：

import UIKit

class AnimatorFactory {
  
}

然后添加一个类型方法，其中包含刚刚编写的动画代码，但默认情况下不运行动画，而是返回动画师：

static func scaleUp(view: UIView) -> UIViewPropertyAnimator {
    let scale = UIViewPropertyAnimator(duration: 0.33, curve: .easeIn)

    scale.addAnimations {
        view.alpha = 1.0
    }

    scale.addAnimations({
        view.transform = .identity
    }, delayFactor: 0.33)

    scale.addCompletion { (_) in
                         print("ready")
                        }

    return scale
}

该方法将视图作为参数，并在该视图上创建所有动画，最后它返回准备好的动画师。

将LockScreenViewController中的viewDidAppear(_:)替换为：

override func viewDidAppear(_ animated: Bool) {
    AnimatorFactory.scaleUp(view: tableView).startAnimation()
}

这样看上去代码更加简洁，清晰，把动画代码从视图控制器移出。

这个动画师工厂🏭类AnimatorFactory集中处理动画代码，这是设计模式中的工厂模式的一个简单应用。😀

运行动画师

当用户使用搜索栏时，将淡入模糊图层（blurView），并在用户完成搜索时将其淡出。

向LockScreenViewController类添加一个新方法：

func toggleBlur(_ blurred: Bool) {
    UIViewPropertyAnimator.runningPropertyAnimator(withDuration: 0.5, delay: 0.1, options: .curveEaseOut, animations: {
        self.blurView.alpha = blurred ? 1 : 0
    }, completion: nil)
}

UIViewPropertyAnimator.runningPropertyAnimator(withDuration:...)与UIView.animate(withDuration:...)有完全相同的参数，使用也相同。

虽然看起来这可能是一种**“即发即忘”**(“fire-and-forget” )的API，但请注意它确实会返回一个动画实例。因此，您可以添加更多动画，更多完成块，并且通常与当前正在运行的动画进行交互。

现在让我们看看淡入淡出动画的样子。 LockScreenViewController已设置为搜索栏的委托，因此您只需实现所需的方法即可在正确的时间触发动画。

以扩展的方式为LockScreenViewController遵守搜索栏的代理协议：

extension LockScreenViewController: UISearchBarDelegate {
  
  func searchBarTextDidBeginEditing(_ searchBar: UISearchBar) {
    toggleBlur(true)
  }
  
  func searchBarTextDidEndEditing(_ searchBar: UISearchBar) {
    toggleBlur(false)
  }
}

要为用户提供取消搜索的功能，还要添加以下两种方法：

  func searchBarResultsListButtonClicked(_ searchBar: UISearchBar) {
    searchBar.resignFirstResponder()
  }
  
  func searchBar(_ searchBar: UISearchBar, textDidChange searchText: String) {
    if searchText.isEmpty{
      searchBar.resignFirstResponder()
    }
  }

这将允许用户通过点击右侧按钮解除搜索。

运行，效果：

点按搜索栏文本字段，小部件在模糊效果视图下消失；点击搜索栏右侧的按钮时，模糊视图会淡出。

基础关键帧动画

UIViewPropertyAnimator也可以使用UIView.addKeyframe(5-视图的关键帧动画)。下面创建一个简单的图标抖动动画来展示。

在AnimatorFactory中添加类型方法：

  static func jiggle(view: UIView) -> UIViewPropertyAnimator {
    return UIViewPropertyAnimator.runningPropertyAnimator(withDuration: 0.33, delay: 0
      , animations: {
        UIView.addKeyframe(withRelativeStartTime: 0.0, relativeDuration: 0.25, animations: {
          view.transform = CGAffineTransform(rotationAngle: -.pi/8)
        })
        UIView.addKeyframe(withRelativeStartTime: 0.25, relativeDuration: 0.75, animations: {
          view.transform = CGAffineTransform(rotationAngle: +.pi/8)
        })
        UIView.addKeyframe(withRelativeStartTime: 0.75, relativeDuration: 1.0, animations: {
          view.transform = CGAffineTransform.identity
        })
    }, completion: { (_) in
      
    })
  }

第一个关键帧向左旋转，第二个关键帧向右旋转，最后第三个关键帧回到原点。

要确保图标保持在其初始位置，在完成闭包中添加：

view.transform = .identity

下面就可以在想要运行这个动画的视图上添加动画了。

打开IconCell.swift（该文件位于Widget子文件夹中）。这是自定义单元类，对应于窗口小部件视图中的每个图标。在IconCell中添加：

func iconJiggle() {
    AnimatorFactory.jiggle(view: icon)
}

现在Xcode抱怨AnimatorFactory.jiggle方法返回一个结果没有被使用，这是Xcode善意的提醒😊。

这个问题很容易解决，只需要在jiggle方法前添加@discardableResult，让Xcode知道这个方法的结果我不要了😏。

discardableResult的官方解释：

Apply this attribute to a function or method declaration to suppress the compiler warning when the function or method that returns a value is called without using its result.

  @discardableResult
  static func jiggle(view: UIView) -> UIViewPropertyAnimator {

要最终运行动画，在WidgetView.swift 的collectionView(_:didSelectItemAt:)中添加：

if let cell = collectionView.cellForItem(at: indexPath) as? IconCell {
    cell.iconJiggle()
}

效果：

提取模糊动画

把前面的模糊动画也提取到AnimatorFactory中。

@discardableResult
static func fade(view: UIView, visible: Bool) -> UIViewPropertyAnimator {
    return UIViewPropertyAnimator.runningPropertyAnimator(withDuration: 0.5, delay: 0.1, options: .curveEaseOut, animations: {
        view.alpha = visible ? 1.0 : 0.0
    }, completion: nil)
}

替代LockScreenViewController中的toggleBlur（_:）方法：

func toggleBlur(_ blurred: Bool) {
    AnimatorFactory.fade(view: blurView, visible: blurred)
}

防止动画重叠

如何检查动画师当前是否正在执行其动画？

如果在同一个图标上快速连续点击，会发现抖动动画没有结束就重新开始了。

解决这个问题，就需要检测视图是否有动画正在运行。

为IconCell添加一个属性，并修改iconJiggle()：

  var animator: UIViewPropertyAnimator?

  func iconJiggle() {
    if let animator = animator, animator.isRunning {
      return
    }

    animator = AnimatorFactory.jiggle(view: icon)
  }

对比可以发现有所不同：

21-深入UIViewPropertyAnimator

上一章节学习了UIViewPropertyAnimator的基本使用，这一章节学习更多关于UIViewPropertyAnimator的知识。

本章的开始项目使用上一章节完成的项目。

自定义动画计时

前文已经多次提到：easeInOut、easeIn、easeOut、linear（可以理解为物体运动轨迹的曲线类型）。可以参考视图动画中的动画缓动或者图层动画中的动画缓动，这边就不再介绍了。

内置时间曲线

目前，当您激活搜索栏时，您会在窗口小部件顶部的模糊视图中淡入淡出。在此示例中，您将删除该淡入淡出动画并为模糊效果本身设置动画。

之前，激活搜索栏时，就会有一个模糊视图中淡入淡出效果。这个部分删除这个效果，修改成对模糊效果本身设置动画。什么意思呢？看完下面的操作，应该能明白。

向LockScreenViewController类添加一个新方法：

func blurAnimations(_ blured: Bool) -> () -> Void {
    return {   
    	self.blurView.effect = blured ? UIBlurEffect(style: .dark) : nil
		self.tableView.transform = blured ? CGAffineTransform(scaleX: 0.75, y: 0.75) : .identity
		self.tableView.alpha = blured ? 0.33 : 1.0
    }
}

删除viewDidLoad()中的两行代码：

    blurView.effect = UIBlurEffect(style: .dark)
    blurView.alpha = 0

替代toggleBlur(_:)内容为：

func toggleBlur(_ blurred: Bool) {
    UIViewPropertyAnimator(duration: 0.55, curve: .easeOut, animations: blurAnimations(blurred)).startAnimation()
}

运行，效果：

请注意模糊不仅仅是淡入或淡出，实际上它会在效果视图中插入模糊量。

贝塞尔曲线

有时想要对动画的时间非常具体时，使用这些曲线简单地“开始减速”或“慢慢结束”是不够的。

在10-动画组和时间控制中学习了使用CAMediaTimingFunction控制图层动画的时间。

之前没有了解背后的原理贝塞尔曲线，这边介绍一下它。这边的内容也可应用到图层动画中。

贝塞尔曲线是什么？

让我们从简单的事情开始 —— 一条线。它非常简洁，需要在屏幕上画一条线，只需要定义它的两个点的坐标，开始 (A) 和结束 (B)：

现在让我们来看看曲线。曲线比线条更有趣，因为它们可以在屏幕上绘制任何东西。例如：

在上面看到的是四条曲线放在一起;它们的两端在小白方块的地方相遇。图中有趣的是小绿圈，它们定义了每条曲线。

所以曲线不是随机的。它们也有一些细节，就像线条一样，可以帮助我们通过坐标定义它们。

您可以通过向线条添加控制点来定义曲线。让我们在之前的行中添加一个控制点：

可以想象由连接到线的铅笔绘制的曲线，其起点沿着线AC移动，其终点沿着线CB移动：

网上找了一个动图：

具有一个控制点的Bézier曲线称为 二次曲线。有两个控制点的Bézier曲线叫做 三次曲线（立方贝塞尔曲线）。我们使用的内置曲线就是三次曲线。

核心动画使用始终以坐标（0,0）开始的三次曲线，它表示动画持续时间的开始。当然，这些时间曲线的终点始终是（1,1），表示动画的持续时间和进度的结束。

让我们来看看 ease-in 曲线：

随着时间的推移（在坐标空间中从左向右水平移动），曲线在垂直轴上的进展非常小，然后大约在动画持续时间的一半时间后，曲线在垂直轴上的进展非常大，最终在(1, 1)处结束。

ease-out 和 ease-in-out曲线分别是：

现在已了解Bézier曲线的工作原理，剩下的问题是如何在视觉上设计一些曲线并获得控制点的坐标，方便可以将它们用于iOS动画。

可以使用网站：http://cubic-bezier.com。这是计算机科学研究员和演讲者Lea Verou的非常方便的网站。它可以拖动立方Bézier的两个控制点并查看即时动画预览，非常nice😊😊。

上面贝塞尔的原理说的不够深刻🤦‍♀️，现在只需了解曲线，通过两个控制点可以画曲线。

接下来，向项目中添加自定义计时动画。

把LockScreenViewController中的toggleBlur()的现有动画替换为：

func toggleBlur(_ blurred: Bool) {
    UIViewPropertyAnimator(duration: 0.55, controlPoint1: CGPoint(x: 0.57, y: -0.4), controlPoint2: CGPoint(x: 0.96, y: 0.87), animations: blurAnimations(blurred)).startAnimation()
}

这边的controlPoint1 和controlPoint2两个点，就是我们自定义三次曲线的控制点。

可以通过 http://cubic-bezier.com 网站来选着控制点。

弹簧动画

另一个便利构造器UIViewPropertyAnimator(duration:dampingRatio:animations:)，用于定义弹簧动画。

这与UIView.animate(withDuration: delay: usingSpringWithDamping: initialSpringVelocity: options: animations: completion:) 类似，只不过初始速度为0。

自定义时间曲线

UIViewPropertyAnimator类还有一个构造器UIViewPropertyAnimator(duration:timingParameters:)。

参数timingParameters必须遵守UITimingCurveProvider协议，有两个类可供我们使用：UICubicTimingParameters和UISpringTimingParameters。

下面看看这个构造器的使用方式。

阻尼和速度

添加阻尼和速度的方式如下：

let spring = UISpringTimingParameters(dampingRatio:0.5, initialVelocity: CGVector(dx: 1.0, dy: 0.2))

let animator = UIViewPropertyAnimator(duration: 1.0, timingParameters: spring)

注意初始速度initialVelocity是矢量类型，这个参数是一个可选参数。

自定义弹簧动画

如果想对弹簧动画更加具体的设置，可以UISpringTimingParameters的另一个构造器init(mass:stiffness:damping:initialVelocity:)，代码如下：

let spring = UISpringTimingParameters(mass: 10.0, stiffness: 5.0, damping: 30, initialVelocity: CGVector(dx: 1.0, dy: 0.2))

let animator = UIViewPropertyAnimator(duration: 1.0, timingParameters: spring)

上面这些参数的工作原理，可以查看之前的文章11-图层弹簧动画。

自动布局动画

前面的文章系统学习iOS动画之二：自动布局动画学习了自动布局动画。

使用UIViewPropertyAnimator的布局约束动画与使用UIView.animate(withDuration: ...)创建它们的方式非常相似。诀窍是更新约束，在动画块中调用layoutIfNeeded()。

在AnimatorFactory中添加一个新的工厂方法：

@discardableResult
static func animateConstraint(view: UIView, constraint: NSLayoutConstraint, by: CGFloat) -> UIViewPropertyAnimator {
    let spring = UISpringTimingParameters(dampingRatio: 0.55)
    let animator = UIViewPropertyAnimator(duration: 1.0, timingParameters: spring)

    animator.addAnimations {
        constraint.constant += by
        view.layoutIfNeeded()
    }
    return animator
}

在LockScreenViewController中viewWillAppear里添加：

dateTopConstraint.constant -= 100
view.layoutIfNeeded()

在viewDidAppear里添加：

AnimatorFactory.animateConstraint(view: view, constraint: dateTopConstraint, by: 150).startAnimation()

这让时间标签的位置，在应用打开时有一个动画。

接下来，在添加一个约束动画。当点击“Show more”时，窗口小部件会加载内容，并需要更改其高度约束。

重新定义WidgetCell.swift中的toggleShowMore(_:)方法：

@IBAction func toggleShowMore(_ sender: UIButton) {
    self.showsMore = !self.showsMore

    let animations = {
        self.widgetHeight.constant = self.showsMore ? 230 : 130
        if let tableView = self.tableView {
            tableView.beginUpdates()
            tableView.endUpdates()
            tableView.layoutIfNeeded()
        }
    }
    let spring = UISpringTimingParameters(mass: 30, stiffness: 10, damping: 300, initialVelocity: CGVector(dx: 5, dy: 0))

    toggleHeightAnimator = UIViewPropertyAnimator(duration: 0.0, timingParameters: spring)
    toggleHeightAnimator?.addAnimations(animations)
    toggleHeightAnimator?.startAnimation()
}

在toggleShowMore(_:)方法的底部，添加以下代码用来加载窗口小部件中的图标：

widgetView.expanded = showsMore
widgetView.reload()

视图过渡

在视图动画的3-过渡动画，学习了视图过渡。现在用UIViewPropertyAnimator做视图过渡。

显示更多按钮的title，"Show More" 和 "Show Less" 两者相互淡入淡出动画。

在toggleShowMore（_ :)的toggleHeightAnimator定义之前添加这段代码：

let textTransition = {
    UIView.transition(with: sender, duration: 0.25, options: .transitionCrossDissolve, animations: {
        sender.setTitle(self.showsMore ? "Show Less" : "Show More", for: .normal)
    }, completion: nil)
}

在toggleHeightAnimator开始之前添加：

toggleHeightAnimator?.addAnimations(textTransition, delayFactor: 0.5)

这将改变按钮标题，具有很好的交叉淡入淡出效果：

效果也可以尝试.transitionFlipFromTop等

22-用UIViewPropertyAnimator进行交互式动画

前面两个章节介绍了许多UIViewPropertyAnimator 的使用，例如基本动画，自定义计时和弹簧动画，以及动画的提取。但是，与以前视图动画 “即发即忘”("fire-and-forget")API相比，尚未研究使UIViewPropertyAnimator真正有趣的地方。

UIView.animate(withDuration:...)提供了动画的设置方法，但是一旦定义动画结束状态，那么动画就会开始执行，而无法控制。

但是如果我们想在动画运行时与之交互，怎么办？ 细说，就是动画不是静态的，而是由用户手势或麦克风输入驱动的，就像在前面图层动画系统学习iOS动画之三：图层动画所学的一样。

使用UIViewPropertyAnimator 创建的动画是完全交互式的：可以启动，暂停，改变速度，甚至可以直接调整进度。

由于UIViewPropertyAnimator可以同时驱动预设动画和交互式动画，因而在描述动画师当前的状态时，就有点复杂了😵。下面就看看如何处理动画师的状态。

本章的开始项目使用上一章节完成的项目。

动画状态机

UIViewPropertyAnimator可以检查动画是否已启动(isRunning)，是否已暂停或完全停止(state)，或动画是否已颠倒(isReversed)。

UIViewPropertyAnimator有三个描述当前状态的属性：

isRunning（只读）：动画当前是否处于运动状态。默认为false，在调用startAnimation()时变为true，如果暂停或停止动画，或者动画自然完成，它将再次变为false。

isReversed：默认为false，因为我们总是向前开始动画，即动画从开始状态播放到结束状态。如果更改为true，则动画将颠倒，即从介绍状态到开始状态。

state （只读）：

state默认为inactive，这通常意味着刚刚创建了动画师，并且还没有调用任何方法。请注意，这与将isRunning设置为false不同，isRunning实际上只关注正在进行的动画，而当state处于inactive时，这实际上意味着动画师还没有做任何事情。

state 变成 active的情况有：

调用startAnimation()来启动动画
在没有开始动画的情况下调用pauseAnimation()
设置fractionComplete属性以将动画“倒回”到某个位置

动画自然完成后，state切换回.inactive。

如果在动画师上调用stopAnimation()，它会将其state属性设置为.stopped。在这种状态下，你唯一能做的就是完全放弃动画师或者调用finishAnimation(at:)来完成动画并让动画师回到.inactive。

正如你可能想到的那样，UIViewPropertyAnimator只能按特定顺序在状态之间切换。它不能直接从inactive到stopped，也不能从stopped直接转为active。

如果设置了pausesOnCompletion，一旦动画师完成了动画的运行而不是自动停止，而是暂停。这将使我们有机会在暂停状态下继续使用它。

状态流程图：

可能有点绕，之后的使用中，如果有疑问，可以再回到这个部分查看。

交互式3D touch动画

从这个部分开始，将学习创建类似于3D touch交互的交互式动画：

注意：对于本章项目，需要兼容3D touch的iOS设备（没记错的话是6S+）。

听闻👂，3D touch这个技术会被在iPhone上取消，好吧，这边是学习类似3D touch 的动画，它的未来如何，就不过问了。

3D touch的动画，可以这样描述：当我们手指按压屏幕上的图标时，动画交互式开始，背景越来越模糊，从图标旁渐渐呈现一个菜单，这个过程会随着手指按压的力度变化而前后变化。

放慢的效果为：

WidgetView.swift中，WidgetView通过扩展遵守UIPreviewInteractionDelegate协议。这个协议中就包括了3D touch过程中一些委托方法。

为了让您开始开发动画本身，UIPreviewInteractionDelegate方法已经连接到LockScreenViewController上调用相关方法。 WidgetView中的代码如下：

3D Touch开始时调用LockScreenViewController.startPreview(for:)。
当用户按下的过程中，可能更硬（或更柔和）时，反复调用LockScreenViewController.updatePreview(percent:)。
当peek交互成功完成时，调用LockScreenViewController.finishPreview()。
最后，如果用户在未完成预览手势的情况下抬起手指，则调用LockScreenViewController.cancelPreview()。

在LockScreenViewController中添加这三个属性，您需要这些属性来创建窥视交互：

var startFrame: CGRect?
var previewView: UIView?
var previewAnimator: UIViewPropertyAnimator?

startFrame 来跟踪动画的开始位置。

previewView 图标的快照视图，动画期间暂时使用它。 previewAnimator 将成为驱动预览动画的交互式动画师。

再添加一个属性以保持模糊效果以显示图标框：

let previewEffectView = IconEffectView(blur: .extraLight)

IconEffectView是自定义的UIVisualEffectView的子类，它包含单个标签的简单模糊视图，使用它来模拟从按下的图标弹出的菜单：

在LockScreenViewController遵守WidgetsOwnerProtocol协议的扩展中，实现startPreview(for:)方法：

func startPreview(for forView: UIView) {
    previewView?.removeFromSuperview()
    previewView = forView.snapshotView(afterScreenUpdates: false)
    view.insertSubview(previewView!, aboveSubview: blurView)
}

WidgetsOwnerProtocol协议是一个自定义协议。

只要用户开始按下图标，WidgetView就会调用startPreview(for:)。参数for是用户开始手势的集合单元格图像。

首先删除任何现有的previewView视图，以防万一在屏幕上留下之前的视图。然后，您可以创建集合视图图标的快照，最后将其添加到模糊效果视图上方的屏幕上。

运行，按压图标。发现图标出现在左上角！😰

因为尚未设置其位置。继续添加：

previewView?.frame = forView.convert(forView.bounds, to: view)
startFrame = previewView?.frame
addEffectView(below: previewView!)

现在图标副本位置正确了，完全覆盖在原有图标上。 startFrame用来存储起始frame，以供之后使用。

函数addEffectView(below:)添加图标快照下方的模糊框。代码为：

func addEffectView(below forView: UIView) {
    previewEffectView.removeFromSuperview()
    previewEffectView.frame = forView.frame

    forView.superview?.insertSubview(previewEffectView, belowSubview: forView)
}

下面创建动画本身，在AnimatorFactory中添加类方法：

static func grow(view: UIVisualEffectView, blurView: UIVisualEffectView) -> UIViewPropertyAnimator {

    view.contentView.alpha = 0
    view.transform = .identity

    let animator = UIViewPropertyAnimator(duration: 0.5, curve: .easeIn)

    return animator
}

两个参数，view是动画视图，blurView 是动画的模糊背景。

在返回动画师之前，为动画师添加动画和完成闭包：

animator.addAnimations {
    blurView.effect = UIBlurEffect(style: .dark)
    view.transform = CGAffineTransform(scaleX: 1.5, y: 1.5)
}

animator.addCompletion { (_) in
    blurView.effect = UIBlurEffect(style: .dark)
}

动画代码为blurView创建了模糊过渡，为view创建一个普通的转换。

之后，在LockScreenViewController.swift的startPreview()中完成调用：

previewAnimator = AnimatorFactory.grow(view: previewEffectView, blurView: blurView)

现在运行，还没有效果，还需要实现updatePreview(percent:)方法：

func updatePreview(percent: CGFloat) {
    previewAnimator?.fractionComplete = max(0.01, min(0.99, percent))
}

当WidgetView被按压时，上面个方法会被重复调用。fractionComplete在0.01和0.99范围内，因为我不希望在动画才这段结束，我另外指定的方法完成或取消动画。

运行，效果（放慢）：

你会（惊喜！）需要更多的动画师。打开AnimatorFactory.swift并添加一个动画师，它可以解除你的“成长”动画师所做的一切。您需要此动画师的一种情况是用户取消手势。当您需要清理UI时，另一个是成功交互的最后阶段。

在AnimatorFactory中添加方法：

static func reset(frame: CGRect, view: UIVisualEffectView, blurView: UIVisualEffectView) -> UIViewPropertyAnimator {

    return UIViewPropertyAnimator(duration: 0.5, dampingRatio: 0.7, animations: {
        view.transform = .identity
        view.frame = frame
        view.contentView.alpha = 0

        blurView.effect = nil
    })
}

此方法的三个参数分别是原始动画的起始帧，动画视图和背景模糊视图。动画块将重置交互开始之前状态中的所有属性。

在LockScreenViewController.swift中，实现WidgetsOwnerProtocol协议的另一个方法：

func cancelPreview() {
    if let previewAnimator = previewAnimator {
        previewAnimator.isReversed = true
        previewAnimator.startAnimation()
    }
}

cancelPreview()是WidgetView被按压后，突然抬起手指时调用的方法，取消正在进行的手势。

到目前为止，你还没有开始你的动画师。您一直在重复设置fractionComplete，这会以交互方式驱动动画。但是，一旦用户取消交互，您就无法继续以交互方式驱动动画，因为您没有更多输入。相反，通过将isReversed设置为true并调用startAnimation()，可以将动画播放到其初始状态。现在这是UIView.animate(withDuration: ...)无法做到的事情！

再试一次互动。按下动画的一半，然后开始测试cancelPreview()。

当您抬起手指时动画会正确播放，但最终黑暗模糊会突然重新出现。

这个问题植根于你的成长动画师的代码。切换回AnimatorFactory.swift并查看grow中的代码（view：UIVisualEffectView，blurView：UIVisualEffectView） - 更具体地说，这部分：

animator.addCompletion { (_) in
	blurView.effect = UIBlurEffect(style: .dark)
}

动画可以向前或向后播放，需要在完成闭包中处理。

addCompletion() 的闭包的参数用_省略掉了，它其实是一个枚举类型UIViewAnimatingPosition，表示动画当前进行的情况。它的值可有三个，可以是.start，.end或.current。

将完成闭包替代为：

animator.addCompletion { (position) in
	switch position {
	    case .start:
	    blurView.effect = nil
	    case .end:
	    blurView.effect = UIBlurEffect(style: .dark)
	    default:
	    break
	}
}

如果动画被返回，则删除模糊效果。如果成功完成，则明确将效果调整为暗模糊效果。

现在有一个新问题。 如果取消对某个图标上的按压，则无法再按下它！ 这是因为图标快照仍然位于原始图标上方，挡住按压手势操作。要解决该问题，值需要在重置动画完成后立即删除快照。

在LockScreenViewController.swift的cancelPreview()中继续添加：

previewAnimator.addCompletion { (position) in
	switch position {
	case .start:
	  self.previewView?.removeFromSuperview()
	  self.previewEffectView.removeFromSuperview()
	default:
	  break
	}
}

注意：，addCompletion(_:)可以调用多次，不会被下一个替代。

让我们再添加一个动画师来显示图标菜单。切换到AnimatorFactory.swift并添加到它：

static func complete(view: UIVisualEffectView) -> UIViewPropertyAnimator {

	return UIViewPropertyAnimator(duration: 0.3, dampingRatio: 0.7, animations: {
	  view.contentView.alpha = 1
	  view.transform = .identity
	  view.frame = CGRect(x: view.frame.minX - view.frame.minX/2.5,
	                      y: view.frame.maxY - 140,
	                      width: view.frame.width + 120,
	                      height: 60)
	})
}

这一次你创建了一个简单的弹簧动画师。对于动画师，您可以执行以下操作：

淡入“自定义操作”菜单项。
重置转换。
将视图框架直接设置为图标正上方的位置。

菜单的位置根据用户按下的图标而变化。

您将水平位置设置为 view.frame.minX - view.frame.minX/2.5，如果图标位于屏幕左侧，则显示右侧菜单，如果图标位于左侧，则显示左侧菜单在屏幕的右侧。请参阅以下差异：

动画师准备好了，所以打开LockScreenViewController.swift并在WidgetsOwnerProtocol扩展中添加最后一个必需的方法：

func finishPreview() {

    previewAnimator?.stopAnimation(false)

    previewAnimator?.finishAnimation(at: .end)

    previewAnimator = nil
}

当您感觉到触觉反馈时，用户按下3D触摸手势时会调用finishPreview（）。

stopAnimation(_:)是停止当前在屏幕上运行的动画。参数为false，动画师状态为stopped；参数为true，动画师状态为inactive并清除所有动画，而且不调用完成闭包。

一旦你将动画师置于停止状态，你就有了一些选择。你在finishPreview（）中追求的是告诉动画师完成它的最终状态。因此，您调用finishAnimation（at：.end）;这将使用计划动画的目标值更新所有视图并调用您的完成。

此手势不再需要previewAnimator，因此您可以将其删除。

您可以使用以下方法之一调用finishAnimation（at :)：

start：将动画重置为初始状态。 current：从动画的当前进度更新视图的属性并完成。

调用finishAnimation(at:)后，您的动画师处于inactive。

回到Widgets项目。由于你摆脱了预览动画师，你可以运行完整的动画师来显示菜单。将以下内容附加到finishPreview（）的末尾：

AnimatorFactory.complete(view: previewEffectView).startAnimation()

运行，按压图标：

关闭模糊视图

目前，菜单弹出，模糊视图显示后，还没有回到原来视图的操作，下面添加这个操作。

在finishPreview()中添加以下代码,以准备交互式模糊：

blurView.effect = UIBlurEffect(style: .dark)
blurView.isUserInteractionEnabled = true
blurView.addGestureRecognizer(UITapGestureRecognizer(target: self, action: #selector(dismissMenu)))

先确保将模糊效果设置为.dark，然后模糊视图本身上启用用户交互，并未模糊视图添加点击手势操作，允许用户点击图标周围的任何位置用来关闭菜单。

dismissMenu()代码为：

@objc func dismissMenu() {
    let reset = AnimatorFactory.reset(frame: startFrame!, view: previewEffectView, blurView: blurView)
    reset.addCompletion { (_) in
                         self.previewEffectView.removeFromSuperview()
                         self.previewView?.removeFromSuperview()
                         self.blurView.isUserInteractionEnabled = false
                        }
    reset.startAnimation()
}

交互式关键帧动画

在20-UIViewPropertyAnimator入门学习了用UIViewPropertyAnimator制作关键帧动画，现在再给关键帧动画添加交互式操作。

为了尝试一下，你将为成长动画添加一个额外的元素 - 在用户按下图标时以交互方式擦洗的元素。

删除AnimatorFactory的grow()方法中的代码：

animator.addAnimations {
  blurView.effect = UIBlurEffect(style: .dark)
  view.transform = CGAffineTransform(scaleX: 1.5, y: 1.5)
}

替换为：

animator.addAnimations {
    UIView.animateKeyframes(withDuration: 0.5, delay: 0.0, animations: {

        UIView.addKeyframe(withRelativeStartTime: 0.0, relativeDuration: 1.0, animations: {
            blurView.effect = UIBlurEffect(style: .dark)
            view.transform = CGAffineTransform(scaleX: 1.5, y: 1.5)
        })

        UIView.addKeyframe(withRelativeStartTime: 0.5, relativeDuration: 0.5, animations: {
            view.transform = view.transform.rotated(by: -.pi/8)
        })

    })
}

第一个关键帧运行您之前的相同动画。第二个关键帧是简单旋转，效果：

23-用UIViewPropertyAnimator自定义视图控制器转场

在系统学习iOS动画之四：视图控制器的转场动画中，学习了如何创建自定义视图控制器转场。这个章节学习使用UIViewPropertyAnimator来自定义视图控制器转场。

本章的开始项目使用上一章节完成的项目。

静态视图控制器转场

现在，点击**”Edit“**按钮时，体验非常糟糕😰。

首先创建一个新文件PresentTransition.swift，从名字也能看出这个类是用来转场的。将其默认内容替换为：

import UIKit

class PresentTransition: NSObject, UIViewControllerAnimatedTransitioning {

    func transitionDuration(using transitionContext: UIViewControllerContextTransitioning?) -> TimeInterval {
        return 0.75
    }

    func animateTransition(using transitionContext: UIViewControllerContextTransitioning) {

    }
}

UIViewControllerAnimatedTransitioning协议已经在系统学习iOS动画之四：视图控制器的转场动画中学过。

我将创建一个转场动画：原视图逐渐模糊图，新视图慢慢移动出来。

在PresentTransition中添加一个新方法：

func transitionAnimator(using transitionContext: UIViewControllerContextTransitioning) -> UIViewImplicitlyAnimating {
    let duration = transitionDuration(using: transitionContext)
    
    let container = transitionContext.containerView
    let to = transitionContext.view(forKey: .to)!
    
    container.addSubview(to)
}

在上面的代码中，为视图控制器转场做了一些必要的准备工作。首先获取动画持续时间，然后获取目标视图控制器的视图，最后将此视图添加到过渡容器中。

接下来，可以设置动画并运行它。将下面代码添加到上面的方法transitionAnimator(using:)中：

to.transform = CGAffineTransform(scaleX: 1.33, y: 1.33).concatenating(CGAffineTransform(translationX: 0.0, y: 200))
to.alpha = 0

这会向上伸展，然后向下移动目标视图控制器的视图，最后将其淡出。

在to.alpha = 0之后添加动画师来运行转换：

let animator = UIViewPropertyAnimator(duration: duration, curve: .easeOut)

animator.addAnimations({
    to.transform = CGAffineTransform(translationX: 0.0, y: 100)
}, delayFactor: 0.15)

animator.addAnimations({
    to.alpha = 1.0
}, delayFactor: 0.5)

动画师中有两个动画：将目标视图控制器的视图移动到最终位置和淡入。

最后添加完成闭包：

animator.addCompletion { (_) in                    			  
  transitionContext.completeTransition(!transitionContext.transitionWasCancelled)
}

return animator

在animateTransition(using:)中调用上面的方法transitionAnimator(using:)：

transitionAnimator(using: transitionContext).startAnimation()

在LockScreenViewController中定义常量属性：

let presentTransition = PresentTransition()

让LockScreenViewController遵守UIViewControllerTransitioningDelegate协议：

// MARK: - UIViewControllerTransitioningDelegate
extension LockScreenViewController: UIViewControllerTransitioningDelegate {
  
  func animationController(forPresented presented: UIViewController, presenting: UIViewController, source: UIViewController) -> UIViewControllerAnimatedTransitioning? {
    return presentTransition
  }
}

UIViewControllerTransitioningDelegate协议在系统学习iOS动画之四：视图控制器的转场动画中学习过。

animationController(forPresented:presents:source:)方法是告诉UIKit，我想自定义视图控制器转场。

在LockScreenViewController中，找到点击Edit按钮的ActionpresentSettings(_:)，添加代码：

settingsController = storyboard?.instantiateViewController(withIdentifier: "SettingsViewController") as! SettingsViewController
settingsController.transitioningDelegate = self
present(settingsController, animated: true, completion: nil)

运行，点击Edit按钮，SettingsViewController有点问题：

在Main.storyboard中将视图的背景更改为Clear Color。

运行，变成：

下面向动画师添加新属性，为了可以将任何自定义动画注入转场动画，使用相同的转场类来生成略有不同的动画。

在PresentTransition中添加两个新属性：

var auxAnimations: (() -> Void)?
var auxAnimationsCancel: (() -> Void)?

在transitionAnimator(using:)方法中动画师返回之前添加：

if let auxAnimations = auxAnimations {
    animator.addAnimations(auxAnimations)
}

这样可以根据具体情况在转换中添加自定义动画。例如，要为当前转场添加模糊动画。

打开LockScreenViewController并在presentSettings()的开始处插入：

presentTransition.auxAnimations = blurAnimations(true)

再试一次过渡，看看这一行如何改变它：

模糊动画重复使用了。

另外，当用户解除控制器时，还需要隐藏模糊视图。

在presentSettings(_:)中的present(_:animated:completion:)前添加：

    settingsController.didDismiss = { [unowned self] in
      self.toggleBlur(false)
    }

现在，运行，点击SettingsViewController视图中的Cancel或其他选项，先有的模糊视图，然后恢复到第一个视图控制器：

交互视图控制器转场

这个部分通过下拉的手势来时学习实现交互视图控制器转场。

首先，让我们使用强大的UIPercentDrivenInteractionTransition类来启用视图控制器转场的交互性。

打开PresentTransition.swift把下面：

class PresentTransition: NSObject, UIViewControllerAnimatedTransitioning

替换为：

class PresentTransition: UIPercentDrivenInteractiveTransition, UIViewControllerAnimatedTransitioning {

UIPercentDrivenInteractiveTransition是一个定义基于“百分比”的转场方法的类，例如有三个方法：

update(_:) 回退转场。
cancel() 取消视图控制器转场。
finish() 播放转场直到完成。

之前学习的19-交互式导航控制器转场中也提到相关内容。

UIPercentDrivenInteractiveTransition的一些属性：

timingCurve：如果以交互方式驱动转场，并且是播放转场时直到结束，就可以通过设置此属性为动画提供自定义时序曲线。
wantsInteractiveStart：默认是true，是否使用交互式转场。
pause() ：调用此方法暂停非交互式转场并切换到交互模式。

向PresentTransition添加一个新方法：

  func interruptibleAnimator(using transitionContext: UIViewControllerContextTransitioning) -> UIViewImplicitlyAnimating {
    return transitionAnimator(using: transitionContext)
  }

这是UIViewControllerAnimatedTransitioning协议的一个方法。它允许我们UIKit提供可中断的动画师。

转场动画师类现在有两种不同的行为：

如果以非交互方式使用它（当用户按下编辑按钮时），UIKit将调用animateTransition(using:)来设置转场动画。
如果以交互方式使用它，UIKit将调用interruptibleAnimator(using:)，获取动画师，并使用它来推动这种转场。

切换到LockScreenViewController.swift，在UIViewControllerTransitioningDelegate扩展中添新方法：

func interactionControllerForPresentation(using animator: UIViewControllerAnimatedTransitioning) -> UIViewControllerInteractiveTransitioning? {
    return presentTransition
}

接下来，在LockScreenViewController中添加两个新属性，用来跟踪用户的手势：

  var isDragging = false
  var isPresentingSettings = false

当用户向下拉时，将isDragging标志设置为true，当拉得足够远，也将将isPresentingSettings设置为true。

实现UISearchBarDelegate的一个方法：

func scrollViewWillBeginDragging(_ scrollView: UIScrollView) {
    isDragging = true
}

这可能看起来有点多余，因为UITableView已经有一个属性来跟踪它当前是否被拖动，但现在要自己做一些自定义跟踪。

接下来继续实现UISearchBarDelegate协议的另一个方法，用来跟踪用户的进度：

func scrollViewDidScroll(_ scrollView: UIScrollView) {
    guard isDragging else { return }

    if !isPresentingSettings && scrollView.contentOffset.y < -30 {
        isPresentingSettings = true
        presentTransition.wantsInteractiveStart = true
        presentSettings()
        return
    }
}

接下来，需要添加代码以交互方式更新。将以下内容追加到上面方法的末尾：

if isPresentingSettings {
    let progess = max(0.0, min(1.0, ((-scrollView.contentOffset.y) - 30) / 90.0))
    presentTransition.update(progess)
}

根据拉出TableView的距离计算0.0到1.0范围内的进度，并在转场动画师上调用update(_:)以将动画定位到当前进度。运行，当向下拖动时，将看到表格视图逐渐模糊。

还需要注意完成取消转场，实现UISearchBarDelegate协议的另一个方法：

func scrollViewWillEndDragging(_ scrollView: UIScrollView, withVelocity velocity: CGPoint, targetContentOffset: UnsafeMutablePointer<CGPoint>) {
    let progress = max(0.0, min(1.0, ((-scrollView.contentOffset.y) - 30) / 90.0))

    if progress > 0.5 {
        presentTransition.finish()
    } else {
        presentTransition.cancel()
    }

    isPresentingSettings = false
    isDragging = false
}

这段代码看起来与19-交互式导航控制器转场中相似。如果用户下拉已经超过距离的一半，则认为转场成功；如果用户未下拉超过一半，则取消转场。

把transitionAnimator(using:)方法中的addCompletion代码块替换为：

    animator.addCompletion { (position) in
      switch position {
      case .end:
        transitionContext.completeTransition(!transitionContext.transitionWasCancelled)
      default:
        transitionContext.completeTransition(false)
      }
    }

运行，上下拉动，可能会出现下面这种像素化问题情况（iOS10可能会出现，iOS11之后应该修复了）：

使用之前在PresentTransition中添加的auxAnimationsCancel属性。在transitionAnimator(using:)中找到animator.addCompletion的调用，并在default:添加：

self.auxAnimationsCancel?()

到LockScreenViewController的presentSettings(_:)方法。在设置auxAnimations属性后，添加：

presentTransition.auxAnimationsCancel = blurAnimations(false)

运行，像素化问题应该已经消失。

但是还有另一个问题。点击Edit按钮的非交互式转场没反应了！😱

只要用户点击Edit按钮，就需要更改代码以将视图控制器转场设置为非交互式。

到LockScreenViewController的tableView(_:cellForRowAt:)，在self.presentSettings()之前插入：

self.presentTransition.wantsInteractiveStart = false

运行，效果:

可中断的转场动画

接下来，要考虑转场期间在非交互模式和交互模式之间切换。

在这一部分，将实现点击Edit按钮后开始执行显示设置控制器的动画，但如果用户在动画期间再次点击屏幕，则暂停转场。

切换到PresentTranstion.swift。需要稍微改变动画师，不仅要分别处理交互式和非交互式模式，还要同时处理相同的过渡。在PresentTranstion中再添加两个属性：

var context: UIViewControllerContextTransitioning?
var animator: UIViewPropertyAnimator?

使用这两个属性来跟踪动画的上下文以及动画师。在transitionAnimator(using:)方法的return animator前插入：

self.animator = animator
self.context = transitionContext

每次为转场创建新的动画师时，也会存储对它的引用。

转场完成后释放这些资源也很重要。继续添加：

animator.addCompletion { [unowned self] _  in
	self.animator = nil
	self.context = nil
}

在PresentTranstion中再添加一个方法：

func interruptTransition() {
    guard let context = context else { return }
    context.pauseInteractiveTransition()
    pause()
}

在transitionAnimator(using:)方法的return animator前插入：

animator.isUserInteractionEnabled = true

确保转场动画是交互式的，这样用户可以在暂停后继续与屏幕进行交互。

允许用户向上或向下滚动以分别完成或取消转场。为此，在LockScreenViewController中添加一个新属性：

var touchesStartPointY: CGFloat?

如果用户在转场期间触摸屏幕，可以将其暂停并存储第一次触摸的位置：

  override func touchesBegan(_ touches: Set<UITouch>, with event: UIEvent?) {
    guard presentTransition.wantsInteractiveStart == false, presentTransition.animator != nil else {
      return
    }
    
    touchesStartPointY = touches.first!.location(in: view).y
    presentTransition.interruptTransition()
  }

跟踪用户触摸并查看用户是向上还是向下平移，添加：

 override func touchesMoved(_ touches: Set<UITouch>, with event: UIEvent?) {
  guard let startY = touchesStartPointY else { return }
  
  let currentPoint = touches.first!.location(in: view).y
  if currentPoint < startY - 40 {
    touchesStartPointY = nil
    presentTransition.animator?.addCompletion({ (_) in
      self.blurView.effect = nil
    })
    presentTransition.cancel()
    
  } else if currentPoint > startY + 40 {
    touchesStartPointY = nil
    presentTransition.finish()
  }
}

运行，点击Edit按钮后，立即点击屏幕，这个时候转场会暂停，此时向下滑动会完成转场，向上滑动会取消转场，效果如下：

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