詳解iOS的Core Animation框架中的CATransform3D圖形變換

2020-05-23 14:01:33

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供稿：網(wǎng)友

一、矩陣坐標
CATransform3D定義了一個變化矩陣，通過對矩陣參數(shù)的設(shè)置，我們可以改變layer的一些屬性，這個屬性的改變，可以產(chǎn)生動畫的效果。
CATransform3D CATransform3DMakeTranslation (CGFloat tx, CGFloat ty, CGFloat tz)
tx：X軸偏移位置，往下為正數(shù)。
ty：Y軸偏移位置，往右為正數(shù)。
tz：Z軸偏移位置，往外為正數(shù)。
例：
如果有2個圖層，一個是綠色的，一個是紅色的。先加載綠色，后加載紅色。
tx，ty的左右偏移先不說了。
如果綠色的tz為-10 ，紅色的tz為 0 效果如下。

如果綠色的tz為 0 ，紅色的tz為-10 效果如下。

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對于tz來說，值越大，那么圖層就越往外（接近屏幕），值越小，圖層越往里（屏幕里）。
CATransform3D CATransform3DTranslate (CATransform3D t, CGFloat tx, CGFloat ty, CGFloat tz);
t：就是上一個函數(shù)。其他的都一樣。
就可以理解為：函數(shù)的疊加，效果的疊加。
CATransform3D CATransform3DMakeScale (CGFloat sx, CGFloat sy, CGFloat sz);
sx：X軸縮放，代表一個縮放比例，一般都是 0 --- 1 之間的數(shù)字。
sy：Y軸縮放。
sz：整體比例變換時，也就是m11（sx）== m22（sy）時，若m33（sz）>1，圖形整體縮小，若0<1，圖形整體放大，若m33（sz）<0，發(fā)生關(guān)于原點的對稱等比變換。
當sx = 1，sy = 1時。如圖：

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當sx = 0.5，sy = 0.5時。如圖：

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CATransform3D CATransform3DScale (CATransform3D t, CGFloat sx, CGFloat sy, CGFloat sz)
t：就是上一個函數(shù)。其他的都一樣。
就可以理解為：函數(shù)的疊加，效果的疊加。
CATransform3D CATransform3DMakeRotation (CGFloat angle, CGFloat x, CGFloat y, CGFloat z);
旋轉(zhuǎn)效果。
angle：旋轉(zhuǎn)的弧度，所以要把角度轉(zhuǎn)換成弧度：角度 * M_PI / 180。
x：向X軸方向旋轉(zhuǎn)。值范圍-1 --- 1之間
y：向Y軸方向旋轉(zhuǎn)。值范圍-1 --- 1之間
z：向Z軸方向旋轉(zhuǎn)。值范圍-1 --- 1之間
例：向X軸旋轉(zhuǎn)60度。

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向Y軸旋轉(zhuǎn)60度。

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向Z軸旋轉(zhuǎn)60度。

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向 X軸，Y軸都旋轉(zhuǎn)60度，就是沿著對角線旋轉(zhuǎn)。

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可以通過X，Y，Z軸同時變化，來旋轉(zhuǎn)圖像。
CATransform3D CATransform3DRotate (CATransform3D t, CGFloat angle, CGFloat x, CGFloat y, CGFloat z);
t：就是上一個函數(shù)。其他的都一樣。
就可以理解為：函數(shù)的疊加，效果的疊加。
CATransform3D CATransform3DInvert (CATransform3D t);
翻轉(zhuǎn)效果。

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CGAffineTransform CATransform3DGetAffineTransform (CATransform3D t); bool CATransform3DIsAffine (CATransform3D t);
仿射效果。
就是把一個 CATransform3D 對象轉(zhuǎn)換成一個 CGAffineTransform 對象。
也就是把 CATransform3D 矩陣轉(zhuǎn)換成 CGAffineTransform 矩陣
變換函數(shù)同時提供了可以比較一個變換矩陣是否是單位矩陣,或者兩個矩陣是否相等。
bool CATransform3DIsIdentity (CATransform3D t); bool CATransform3DEqualToTransform (CATransform3D a, CATransform3D b);
也可以通過修改數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和鍵值來設(shè)置變換效果。
struct CATransform3D {

CGFloat m11, m12, m13, m14；

CGFloat m21, m22, m23, m24；

CGFloat m31, m32, m33, m34；

CGFloat m41, m42, m43, m44； }
可以直接修改其中的一個值，來達到相同的效果。
或者修改鍵值
[myLayer setValue:[NSNumber numberWithInt:0] forKeyPath:@"transform.rotation.x"];

二、CATransform3D中的屬性和方法
//初始化一個transform3D對象，不做任何變換 const CATransform3D CATransform3DIdentity; //判斷一個transform3D對象是否是初始化的對象 bool CATransform3DIsIdentity (CATransform3D t); //比較兩個transform3D對象是否相同 bool CATransform3DEqualToTransform (CATransform3D a, CATransform3D b); //將兩個 transform3D對象變換屬性進行疊加，返回一個新的transform3D對象 CATransform3D CATransform3DConcat (CATransform3D a, CATransform3D b);
1、平移變換
//返回一個平移變換的transform3D對象 tx，ty，tz對應(yīng)x，y，z軸的平移 CATransform3D CATransform3DMakeTranslation (CGFloat tx, CGFloat ty, CGFloat tz); //在某個transform3D變換的基礎(chǔ)上進行平移變換，t是上一個transform3D，其他參數(shù)同上 CATransform3D CATransform3DTranslate (CATransform3D t, CGFloat tx, CGFloat ty, CGFloat tz);
例如：

UIImageView * imageView = [[UIImageView alloc]initWithFrame:CGRectMake(100, 100, 100, 100)]; imageView.image = [UIImage imageNamed:@"屏幕快照 2015-12-06 下午3.27.15.png"]; [self.view addSubview:imageView]; UIImageView * newImageView = [[UIImageView alloc]initWithFrame:CGRectMake(100, 100, 100, 100)]; newImageView.image=[UIImage imageNamed:@"屏幕快照 2015-12-06 下午3.27.15.png"]; [self.view addSubview:newImageView]; CATransform3D trans = CATransform3DMakeTranslation(10, 200, 0); newImageView.layer.transform =trans;
效果如下：

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2、縮放變換
//x，y，z分別對應(yīng)x軸，y軸，z軸的縮放比例 CATransform3D CATransform3DMakeScale (CGFloat sx, CGFloat sy, CGFloat sz); //在一個transform3D變換的基礎(chǔ)上進行縮放變換，其他參數(shù)同上 CATransform3D CATransform3DScale (CATransform3D t, CGFloat sx, CGFloat sy, CGFloat sz); 例如： UIImageView * imageView = [[UIImageView alloc]initWithFrame:CGRectMake(100, 100, 100, 100)]; imageView.image = [UIImage imageNamed:@"屏幕快照 2015-12-06 下午3.27.15.png"]; [self.view addSubview:imageView]; UIImageView * newImageView = [[UIImageView alloc]initWithFrame:CGRectMake(100, 300, 100, 100)]; newImageView.image=[UIImage imageNamed:@"屏幕快照 2015-12-06 下午3.27.15.png"]; [self.view addSubview:newImageView]; CATransform3D trans = CATransform3DMakeScale(2, 1, 1); newImageView.layer.transform =trans;
效果如下：

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3、旋轉(zhuǎn)變換
//angle參數(shù)是旋轉(zhuǎn)的角度，為弧度制 0-2π //x，y，z決定了旋轉(zhuǎn)圍繞的中軸，取值為-1——1之間，例如（1，0，0）,則是繞x軸旋轉(zhuǎn)（0.5，0.5，0），則是繞x軸與y軸中 //間45度為軸旋轉(zhuǎn),依次進行計算 CATransform3D CATransform3DMakeRotation (CGFloat angle, CGFloat x, CGFloat y, CGFloat z); //在一個transform3D的基礎(chǔ)上進行旋轉(zhuǎn)變換，其他參數(shù)如上 CATransform3D CATransform3DRotate (CATransform3D t, CGFloat angle, CGFloat x, CGFloat y, CGFloat z);
例如：
UIImageView * imageView = [[UIImageView alloc]initWithFrame:CGRectMake(100, 100, 100, 100)]; imageView.image = [UIImage imageNamed:@"屏幕快照 2015-12-06 下午3.27.15.png"]; [self.view addSubview:imageView]; UIImageView * newImageView = [[UIImageView alloc]initWithFrame:CGRectMake(100, 300, 100, 100)]; newImageView.image=[UIImage imageNamed:@"屏幕快照 2015-12-06 下午3.27.15.png"]; [self.view addSubview:newImageView]; CATransform3D trans = CATransform3DMakeRotation(M_PI/2, 0, 0, 1); newImageView.layer.transform =trans;
效果如下：

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另外，當我們有垂直于z軸的旋轉(zhuǎn)分量時，設(shè)置m34的值可以增加透視效果，也可以理解為景深效果，例如：

UIImageView * imageView = [[UIImageView alloc]initWithFrame:CGRectMake(100, 100, 100, 100)]; imageView.image = [UIImage imageNamed:@"屏幕快照 2015-12-06 下午3.27.15.png"]; imageView.layer.transform = CATransform3DMakeRotation(M_PI/4, 0, 1, 0); [self.view addSubview:imageView]; UIImageView * newImageView = [[UIImageView alloc]initWithFrame:CGRectMake(100, 300, 100, 100)]; newImageView.image=[UIImage imageNamed:@"屏幕快照 2015-12-06 下午3.27.15.png"]; [self.view addSubview:newImageView]; CATransform3D trans = CATransform3DIdentity; trans.m34 = -1/100.0; trans = CATransform3DRotate(trans, M_PI/4, 0, 1, 0); newImageView.layer.transform =trans;
兩個imageView都進行了y軸的旋轉(zhuǎn)變換，第二個有透視效果，第一個沒有，運行如下：

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4、旋轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)變換
//將一個旋轉(zhuǎn)的效果進行翻轉(zhuǎn) CATransform3D CATransform3DInvert (CATransform3D t);
例如：
UIImageView * imageView = [[UIImageView alloc]initWithFrame:CGRectMake(100, 100, 100, 100)]; imageView.image = [UIImage imageNamed:@"屏幕快照 2015-12-06 下午3.27.15.png"]; imageView.layer.transform = CATransform3DMakeRotation(M_PI/4, 0, 0, 1); [self.view addSubview:imageView]; UIImageView * newImageView = [[UIImageView alloc]initWithFrame:CGRectMake(100, 300, 100, 100)]; newImageView.image=[UIImage imageNamed:@"屏幕快照 2015-12-06 下午3.27.15.png"]; [self.view addSubview:newImageView]; CATransform3D trans = CATransform3DMakeRotation(M_PI/4, 0, 0, 1); trans = CATransform3DInvert(trans); newImageView.layer.transform =trans;
5、CATransform3D與CGAffineTransform的轉(zhuǎn)換
CGAffineTransform是UIKit框架中一個用于變換的矩陣，其作用與CATransform類似，只是其可以直接作用于View，而不用作用于layer，這兩個矩陣也可以進行轉(zhuǎn)換，方法如下：
//將一個CGAffinrTransform轉(zhuǎn)化為CATransform3D CATransform3D CATransform3DMakeAffineTransform (CGAffineTransform m); //判斷一個CATransform3D是否可以轉(zhuǎn)換為CAAffineTransform bool CATransform3DIsAffine (CATransform3D t); //將CATransform3D轉(zhuǎn)換為CGAffineTransform CGAffineTransform CATransform3DGetAffineTransform (CATransform3D t);