iOS,Core Animation--负责视图的复合功能

简介

UIKit API
　　UIKit是一组Objective-C API，为线条图形、Quartz图像和颜色操作提供Objective-C 封装，并提供2D绘制、图像处理及用户接口级别的动画。
      UIKit包括UIBezierPath（绘制线、角度、椭圆及其它图形）、UIImage（显示图像）、UIColor（颜色操作）、UIFont和UIScreen（提供字体和屏幕信息）等类以及在位图图形环境、PDF图形环境上进行绘制和 操作的功能等, 也提供对标准视图的支持，也提供对打印功能的支持。
      UIKit中UIView类本身在绘制时自动创建一个图形环境（对应Core Graphics层的CGContext类型）作为当前的图形绘制环境。在绘制时可以调用UIGraphicsGetCurrentContext 函数获得当前的图形环境。

Core Animation
　　Core Animation是一套Objective-C API，实现了一个高性能的复合引擎，并提供一个简单易用的编程接口，给用户UI添加平滑运动和动态反馈能力。
　　Core Animation 是 UIKit实现动画和变换的基础，也负责视图的复合功能。使用Core Animation可以实现定制动画和细粒度的动画控制，创建复杂的、支持动画和变换的layered 2D视图。
　　Core Animation不属于绘制系统，但它是以硬件复合和操作显示内容的基础设施。这个基础设施的核心是layer对象，用来管理和操作显示内容。在ios 中每一个视图都对应Core Animation的一个层对象，与视图一样，层之间也组织为层关系树。一个层捕获视图内容为一个被图像硬件容易操作的位图。在多数应用中层作为管理视图的方式使用，但也可以创建独立的层到一个层关系树中来显示视图不够支持的显示内容。

Core Graphics 与Quartz 2D API
　　Core Graphics是一套C-based API， 支持向量图形，线、形状、图案、路径、剃度、位图图像和pdf 内容的绘制。
　　Quartz 2D 是Core Graphics中的2D 绘制呈现引擎。Quartz是资源和设备无关的,提供路径绘制，anti-aliased(抗锯齿处理)呈现，剃度填充图案，图像，透明绘制和透明层、遮蔽和阴影、颜色管理，坐标转换，字体、offscreen呈现、pdf文档创建、显示和分析等功能。
　　Quartz 2D能够与所有的图形和动画技术（如Core Animation, OpenGL ES, 和 UIKit 等）一起使用。
　　Quartz采用paint模式进行绘制。
　　Quartz 中使用的图形环境也由一个类CGContext表示。
　　Quartz 中可以把一个图形环境作为一个绘制目标。当使用Quartz 进行绘制时，所有设备特定的特性被包含在你使用的特定类型的图形环境中，因此通过给相同的图像操作函数提供不同的图像环境你就能够画相同的图像到不同的设备上，因此做到了图像绘制的设备无关性。

Core Animation

　　Core Animation是iOS与OS X平台上负责图形渲染与动画的基础设施。Core Animation可以动画视图和其他的可视元素。Core Animation为你完成了实现动画所需的大部分绘帧工作。你只需在配置少量的动画参数（如开始点位置和结束点位置）就可启动Core Animation。Core Animation将大部分实际的绘图任务交给了图形硬件处理，图形硬件会加速图形渲染的速度。这种自动化的图形加速让动画具有更高的帧率且更加平滑，但这并不会增加CPU的负担而导致影响你应用的运行速度。

　　*图层树

　　CoreAnimation是一个复合引擎，它的职责就是尽可能快的组合屏幕上不同的可视内容，这个内容是被分解成独立的图层，存储在一个叫做图层树的体系之中。这个树形成了UIKit以及在iOS应用程序当中你所能在屏幕上看见的一切的基础。

　　　　※图层和视图

　　　　一个视图就是在屏幕上显示的一个矩形块（比如图片，文字或者视频），它能够拦截类似于鼠标点击或者触摸手势等用户输入。视图在层级关系中可以互相嵌套，           一个视图可以管理它所有子视图的位置。在iOS当中，所有的视图都从一个叫做UIView的基类派生而来，UIView可以处理触摸事件，可以支持基于CoreGraphics绘图，可以做仿射变换（例如旋转或者缩放），或者简单的类似于滑动或者渐变的动画。

（一种典型的iOS屏幕（左边）和形成视图的层级关系（右边））

　　

　　　　※CALayer

　　　　CALayer类在概念上和UIView类似，同样也是一些被层级关系树管理的矩形块，同样也可以包含一些内容（像图片，文本或者背景色），管理子图层的位置。它们有一些方法和属性用来做动画和变换。和UIView最大的不同是CALayer不处理用户的交互，CALayer并不清楚具体的响应链（iOS 11通过视图层级关系用来传送触摸事件的机制），于是它并不能够响应事件，但是它提供了一些方法来判断是否一个触点在图层的范围指内（图层几何学）。

　　　　※平行的层级关系

　　　　每一个UIView都有一个CALayer实例的图层属性，也就是所谓的backing layer，视图的职责就是创建并管理这个图层，以确保当子视图在层级关系中添加或者被移除的时候，他们关联的图层也能同样对应在层级关系树当中有相同的操作。实际上这些背后关联的图层才是真正用来在屏幕上显示和做动画，UIView仅仅是对它的一个封装，提供了一些iOS类似于处理触摸的具体功能，以及CoreAnimation底层方法的高级接口。

　　　　iOS基于UIVie和CALayer提供两个平行的层级关系做职责分离，这样也能避免很多重复代码。在iOS和Mac OS两个平台上，事件和用户交互有很多地方的不同，基于多点触控的用户界面和基于鼠标键盘有着本质的区别，这就是为什么iOS有UIKit何UIView，但是Mac OS有AppKit何NSView的原因。他们功能上很相似，但是实现上有着显著的区别。

　　　　绘图，布局和动画，相比之下就是类似Mac笔记本和桌面系列一样应用于iPhone和iPad触屏的改了。吧这种功能的逻辑分开并应用到独立的CoreAnimation框架，苹果就能够在iOS和mac OS之间共享代码，使得对苹果自己的OS开发团队和第三方开发者去开发两个平台的应用更加便捷。

　　　　实际上，这里并不是两个层级关系，而是四个，每一个都扮演了不同的角色，除了图层级和图层树之外，还存在呈现树和渲染树。见“隐式动画”和“性能调优”分别讨论。

　　　　※图层的能力

　　　　如果你略微想在底层做一些改变，或者使用一些苹果没有在UIView上实现的接口功能，这时除了介入CoreAnimation底层之外别无选择，下面有些UIView没有暴露出来的CALayer功能：阴影，圆角，带颜色的边框；3D变换；非矩形范围；透明遮罩；多级非线性动画

　　　　※使用图层

　　　　一个视图只有一个相关联的图层（自动创建），同时它也可以支持添加无数多个子图层，使用图层关联的视图而不是CALayer的好处在于，你能使用所有CALayer底层特性的同时，也可以使用UIView的高级API（比如自动排版，布局和事件处理）。下面情况可能更需要使用CALayer而不是UIView：开发同时可以在MacOS上运行的夸平台应用；使用多种CALayer的子类，并且不想创建额外的UIView去包封装它们所有；做一些对性能特别挑剔的工作，比如对UIView一些可忽略不计的操作都会引起显著的不同（尽管这种情况下，你可能会想直接使用OpenGL来绘图）

https://www.cnblogs.com/douniwanxia/p/7458712.html