Swift语言iOS开发：CALayer十则示例

作者：Scott Gardner 译者：TurtleFromMars
原文:CALayer in iOS with Swift: 10 Examples

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FileNewProject菜单项。

2.在对话框中选择iOSApplicationSingle 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ViewAssistant EditorShow Assistant Editor菜单项，如果没有显示对象库（Object Library），请选择ViewUtilitiesShow Object Library。

9.然后选择EditorCanvasShow 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（ViewUtilitiesShow 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：

importUIKit

classViewController:UIViewController{

@IBOutletweakvarviewForLayer:UIView!

varl:CALayer{
returnviewForLayer.layer
}

overridefuncviewDidLoad(){
super.viewDidLoad()
setUpLayer()
}

funcsetUpLayer(){
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(_:)：

@IBActionfunctapGestureRecognized(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(_:)：

@IBActionfuncpinchGestureRecognized(sender:UIPinchGestureRecognizer){
letoffset:CGFloat=sender.scale<1?5.0:-5.0
letoldFrame=l.frame
letoldOrigin=oldFrame.origin
letnewOrigin=CGPoint(x:oldOrigin.x+offset,y:oldOrigin.y+offset)
letnewSize=CGSize(width:oldFrame.width+(offset*-2.0),height:oldFrame.height+(offset*-2.0))
letnewFrame=CGRect(origin:newOrigin,size:newSize)
ifnewFrame.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
letlayer=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：

//InScrollingView.swift
importUIKit

classScrollingView:UIView{
//1
overrideclassfunclayerClass()->AnyClass{
returnCAScrollLayer.self
}
}

//InCAScrollLayerViewController.swift
importUIKit

classCAScrollLayerViewController:UIViewController{
@IBOutletweakvarscrollingView:ScrollingView!

//2
varscrollingViewLayer:CAScrollLayer{
returnscrollingView.layerasCAScrollLayer
}

overridefuncviewDidLoad(){
super.viewDidLoad()
//3
scrollingViewLayer.scrollMode=kCAScrollBoth
}

@IBActionfunctapRecognized(sender:UITapGestureRecognizer){
//4
varnewPoint=CGPoint(x:250,y:250)
UIView.animateWithDuration(0.3,delay:0,options:.CurveEaseInOut,animations:{
[unownedself]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
lettextLayer=CATextLayer()
textLayer.frame=someView.bounds

//2
varstring=""
for_in1...20{
string+="Loremipsumdolorsitamet,consecteturadipiscingelit.Fusceauctorarcuquisvelitconguedictum."
}

textLayer.string=string

//3
letfontName: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：

overridefuncviewDidLoad(){
super.viewDidLoad()
//1
letplayerLayer=AVPlayerLayer()
playerLayer.frame=someView.bounds

//2
leturl=NSBundle.mainBundle().URLForResource("someVideo",withExtension:"m4v")
letplayer=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
@IBActionfuncplayButtonTapped(sender:UIButton){
ifplayButton.titleLabel?.text=="Play"{
player.play()
playButton.setTitle("Pause",forState:.Normal)
}else{
player.pause()
playButton.setTitle("Play",forState:.Normal)
}

updatePlayButtonTitle()
updateRateSegmentedControl()
}

//6
funcplayerDidReachEndNotificationHandler(notification:NSNotification){
letplayerItem=notification.objectasAVPlayerItem
playerItem.seekToTime(kCMTimeZero)
}

上述代码解释：

1. 新建一个播放器图层，设置框架。

2. 使用AV asset资源创建一个播放器。

3. 告知命令播放器在播放完成后停止。其他选项还有暂停或自动播放下一个媒体资源。

4. 注册AVPlayer通知，在一个文件播放完毕后发送通知，并在析构函数中删除作为观察者的控制器。

5. 点击播放按钮时，触发控件播放AV asset并设置按钮文字。

注意这只是个入门示例，在实际项目中往往不会采用文字按钮控制播放。

AVPlayerLayer和其中创建的AVPlayer会像这样显示为AVPlayerItem实例的第一帧：

AVPlayerLayer还有一些附加属性：

• videoGravity设置视频显示的缩放行为。

• readyForDisplay检测是否准备好播放视频。

另一方面，AVPlayer也有不少附加属性和方法，有一个值得注意的是rate属性，对于0到1之间的播放速率，0代表暂停，1代表常速播放（1x）。

不过rate属性的设置是与播放行为联动的，也就是说调用pause()方法和把rate设为0是等价的，调用play()与把rate设为1也一样。

那快进、慢动作和反向播放呢？交给AVPlayerLayer把。rate大于1时会令播放器以相应倍速进行播放，例如rate设为2就是二倍速。

如你所想，rate为负时会让播放器以相应倍速反向播放。

然而，在以非常规速率播放之前，AVPlayerItem上会调用适当方法，验证是否能够以相应速率进行播放：

• canPlayFastForward()对应大于1

• canPlaySlowForward()对应0到1之间

• canPlayReverse()对应-1

• canPlaySlowReverse()对应-1到0之间

• canPlayFastReverse()对应小于-1

绝大多数视频都支持以不同速率正向播放，可以反向播放的视频相对少一些。演示应用也包含了播放控件：

示例 #5：CAGradientLayer

CAGradientLayer简化了混合两种或更多颜色的工作，尤其适用于背景。要配置渐变色，你需要分配一个CGColor数组，以及标识渐变图层起止点的startPoint和endPoint。

注意：startPoint和endPoint并不是明确的点，而是用单位坐标空间定义，在绘制时映射到图层边界。也就是说x值为1表示点在图层右边缘，y值为1表示点在图层下边缘。

CAGradientLayer包含type属性，虽说该属性只有kCAGradientLayerAxial一个选择，由数组中的各颜色产生线性过渡渐变。

具体含义是渐变过渡沿startPoint到endPoint的向量A方向产生，设B与A垂直，则各条B平行线上的所有点颜色相同。

此外，locations属性可以使用一个数组（元素取值范围0到1），指定渐变图层参照colors顺序取用下一个过渡点颜色的位置。

未设定时默认会平均分配过渡点。一旦设定就必须与colors的数量保持一致，否则会出错。 :[

下面是创建渐变图层的例子：

letgradientLayer=CAGradientLayer()
gradientLayer.frame=someView.bounds
gradientLayer.colors=[cgColorForRed(209.0,green:0.0,blue:0.0),cgColorForRed(255.0,green:102.0,blue:34.0),green:218.0,blue:33.0),cgColorForRed(51.0,green:221.0,cgColorForRed(17.0,green:51.0,blue:204.0),cgColorForRed(34.0,blue:102.0),blue:68.0)]
gradientLayer.startPoint=CGPoint(x:0,y:0)
gradientLayer.endPoint=CGPoint(x:0,y:1)
someView.layer.addSublayer(gradientLayer)

funccgColorForRed(red:CGFloat,green:CGFloat,blue:CGFloat)->AnyObject{
returnUIColor(red:red/255.0,green:green/255.0,blue:blue/255.0,alpha:1.0).CGColorasAnyObject
}

上述代码创建一个渐变图层，框架设为someView边界，指定颜色数组，设置起止点，添加图层到视图结构树。效果如下：

五彩缤纷，姹紫嫣红！

图层演示应用中，你可以随意修改起止点、颜色和过渡点：

示例 #6：CAReplicatorLayer

CAReplicatorLayer能够以特定次数复制图层，可以用来创建一些很棒的效果。

每个图层复件的颜色和位置都可以改动，而且可以在总复制图层之后延迟绘制，营造一种动画效果。还可以利用深度，创造三维效果。举个例子

//1
letreplicatorLayer=CAReplicatorLayer()
replicatorLayer.frame=someView.bounds

//2
replicatorLayer.instanceCount=30
replicatorLayer.instanceDelay=CFTimeInterval(1/30.0)
replicatorLayer.preservesDepth=false
replicatorLayer.instanceColor=UIColor.whiteColor().CGColor

//3
replicatorLayer.instanceRedOffset=0.0
replicatorLayer.instanceGreenOffset=-0.5
replicatorLayer.instanceBlueOffset=-0.5
replicatorLayer.instanceAlphaOffset=0.0

//4
letangle=Float(M_PI*2.0)/30
replicatorLayer.instanceTransform=CATransform3DMakeRotation(CGFloat(angle),0.0,1.0)
someView.layer.addSublayer(replicatorLayer)

//5
letinstanceLayer=CALayer()
letlayerWidth:CGFloat=10.0
letmidX=CGRectGetMidX(someView.bounds)-layerWidth/2.0
instanceLayer.frame=CGRect(x:midX,y:0.0,width:layerWidth,height:layerWidth*3.0)
instanceLayer.backgroundColor=UIColor.whiteColor().CGColor
replicatorLayer.addSublayer(instanceLayer)

//6
letfadeAnimation=CABasicAnimation(keyPath:"opacity")
fadeAnimation.fromValue=1.0
fadeAnimation.toValue=0.0
fadeAnimation.duration=1
fadeAnimation.repeatCount=Float(Int.max)

//7
instanceLayer.opacity=0.0
instanceLayer.addAnimation(fadeAnimation,forKey:"FadeAnimation")

这段代码会实现这样的东西：

图层演示应用中，你可以改动这些属性：

示例 #7：CATiledLayer

CATiledLayer以图块（tile）为单位异步绘制图层内容，对超大尺寸图片或者只能在视图中显示一小部分的内容效果拔群，因为不用把内容完全载入内存就可以看到内容。

处理绘制有几种方法，一种是重写UIView，使用CATiledLayer绘制图块填充视图背景，如下：

//InViewController.swift
importUIKit

classViewController:UIViewController{

//1
@IBOutletweakvartiledBackgroundView:TiledBackgroundView!

}

//InTiledBackgroundView.swift
importUIKit

classTiledBackgroundView:UIView{

letsideLength=CGFloat(50.0)

//2
overrideclassfunclayerClass()->AnyClass{
returnCATiledLayer.self
}

//3
requiredinit(coderaDecoder:NSCoder){
super.init(coder:aDecoder)
srand48(Int(NSDate().timeIntervalSince1970))
letlayer=self.layerasCATiledLayer
letscale=UIScreen.mainScreen().scale
layer.contentsScale=scale
layer.tileSize=CGSize(width:sideLength*scale,height:sideLength*scale)
}

//4
overridefuncdrawRect(rect:CGRect){
letcontext=UIGraphicsGetCurrentContext()
varred=CGFloat(drand48())
vargreen=CGFloat(drand48())
varblue=CGFloat(drand48())
CGContextSetRGBFillColor(context,red,green,blue,1.0)
CGContextFillRect(context,rect)
}

}

代码解释：

• tiledBackgroundView位于 (150,150) ，宽高均为300。

• 重写layerClass()，令该视图创建的图层实例为CATiledLayer。

• 设置rand48()的随机数种子，用于在drawRect()中生成随机颜色。CATiledLayer类型转换，缩放图层内容，设置图块尺寸，适应屏幕。

• 重写drawRect()，以随机色块填充视图。

代码绘制6×6随机色块方格，最终效果如下：

图层演示应用中除此之外还可以在图层背景上绘制轨迹：

在视图中放大时，上述截图中的星星图案会变得模糊：

产生模糊的根源是图层的细节层次（level of detail，简称LOD），CATiledLayer有两个相关属性：levelsOfDetail和levelsOfDetailBias。

levelsOfDetail顾名思义，指图层维护的LOD数目，默认值为1，每进一级会对前一级分辨率的一半进行缓存，图层的levelsOfDetail最大值，也就是最底层细节，对应至少一个像素点。

而levelsOfDetailBias指的是该图层缓存的放大LOD数目，默认为0，即不会额外缓存放大层次，每进一级会对前一级两倍分辨率进行缓存。

例如，设上述分块图层的levelsOfDetailBias为5会缓存2x、4x、8x、16x和32x的放大层次，放大的图层效果如下：

不错吧？别着急，还没讲完呢。

CATiledLayer裁刀，买不了吃亏，买不了上当，只要998…（译注：此处内容稍作本地化处理，原文玩的是1978年美国Ginsu刀具的梗，堪称询价型电视购物广告的万恶之源。） :]

开个玩笑。CATiledLayer还有一个更实用的功能：异步绘制图块，比如在滚动视图中显示一张超大图片。

在用户滚动画面时，要让分块图层知道哪些图块需要绘制，写代码在所难免，不过换来性能提升也值了。

图层演示应用的UIImage+TileCutter.swift中包含一个UIImage扩展，教程编纂组成员Nick Lockwood在著作iOS Core Animation: Advanced Techniques的一个终端应用程序中利用了这段代码。

代码的职责是把原图片拆分成指定尺寸的方块，按行列位置命名图块，比如第三行第七列的图块windingRoad62.png（索引从零开始）。

有了这些图块，我们可以自定义一个UIView子类，绘制分块图层：

importUIKit

classTilingViewForImage:UIView{

//1
letsideLength=CGFloat(640.0)
letfileName="windingRoad"
letcachesPath=NSSearchPathForDirectoriesInDomains(.CachesDirectory,.UserDomainMask,true)[0]asString

//2
overrideclassfunclayerClass()->AnyClass{
returnCATiledLayer.self
}

//3
requiredinit(coderaDecoder:NSCoder){
super.init(coder:aDecoder)
letlayer=self.layerasCATiledLayer
layer.tileSize=CGSize(width:sideLength,height:sideLength)
}

//4
overridefuncdrawRect(rect:CGRect){
letfirstColumn=Int(CGRectGetMinX(rect)/sideLength)
letlastColumn=Int(CGRectGetMaxX(rect)/sideLength)
letfirstRow=Int(CGRectGetMinY(rect)/sideLength)
letlastRow=Int(CGRectGetMaxY(rect)/sideLength)

forrowinfirstRow...lastRow{
forcolumninfirstColumn...lastColumn{
iflettile=imageForTileAtColumn(column,row:row){
letx=sideLength*CGFloat(column)
lety=sideLength*CGFloat(row)
letpoint=CGPoint(x:x,y:y)
letsize=CGSize(width:sideLength,height:sideLength)
vartileRect=CGRect(origin:point,size:size)
tileRect=CGRectIntersection(bounds,tileRect)
tile.drawInRect(tileRect)
}
}
}
}

funcimageForTileAtColumn(column:Int,row:Int)->UIImage?{
letfilePath="(cachesPath)/(fileName)_(column)_(row)"
returnUIImage(contentsOfFile:filePath)
}

}

像这样，原图大小的自定义视图就可以塞进一个滚动视图：

多亏CATiledLayer，滚动5120 x 3200的大图也会这般顺滑：

如你所见，快速滚动时绘制图块的过程还是很明显，你可以利用更小的分块（上述例子中分块为640 x 640），或者自己创建一个CATiledLayer子类，重写fadeDuration()返回0：

classTiledLayer:CATiledLayer{

overrideclassfuncfadeDuration()->CFTimeInterval{
return0.0
}

}

示例 #8：CAShapeLayer

CAShapeLayer利用可缩放的矢量路径进行绘制，绘制速度比使用图片快很多，还有个好处是不用分别提供常规、@2x和@3x版本的图片，好用。

另外还有各种属性，让你可以自定线粗、颜色、虚实、线条接合方式、闭合线条是否形成闭合区域，还有闭合区域要填充何种颜色等。举例如下：

importUIKit

classViewController:UIViewController{

@IBOutletweakvarsomeView:UIView!

//1
letrwColor=UIColor(red:11/255.0,alpha:1.0)
letrwPath=UIBezierPath()
letrwLayer=CAShapeLayer()

//2
funcsetUpRWPath(){
rwPath.moveToPoint(CGPointMake(0.22,124.79))
rwPath.addLineToPoint(CGPointMake(0.22,249.57))
rwPath.addLineToPoint(CGPointMake(124.89,249.57))
rwPath.addLineToPoint(CGPointMake(249.57,143.79))
rwPath.addCurveToPoint(CGPointMake(249.37,38.25),controlPoint1:CGPointMake(249.57,85.64),controlPoint2:CGPointMake(249.47,38.15))
rwPath.addCurveToPoint(CGPointMake(206.47,112.47),controlPoint1:CGPointMake(249.27,38.35),controlPoint2:CGPointMake(229.94,71.76))
rwPath.addCurveToPoint(CGPointMake(163.46,186.84),controlPoint1:CGPointMake(182.99,153.19),controlPoint2:CGPointMake(163.61,186.65))
rwPath.addCurveToPoint(CGPointMake(146.17,156.99),controlPoint1:CGPointMake(163.27,187.03),controlPoint2:CGPointMake(155.48,173.59))
rwPath.addCurveToPoint(CGPointMake(128.79,127.08),controlPoint1:CGPointMake(136.82,140.43),controlPoint2:CGPointMake(129.03,126.94))
rwPath.addCurveToPoint(CGPointMake(109.31,157.77),controlPoint1:CGPointMake(128.59,127.18),controlPoint2:CGPointMake(119.83,141.01))
rwPath.addCurveToPoint(CGPointMake(89.83,187.86),controlPoint1:CGPointMake(98.79,174.52),controlPoint2:CGPointMake(90.02,188.06))
rwPath.addCurveToPoint(CGPointMake(56.52,108.28),controlPoint1:CGPointMake(89.24,187.23),controlPoint2:CGPointMake(56.56,109.11))
rwPath.addCurveToPoint(CGPointMake(64.02,102.25),controlPoint1:CGPointMake(56.47,107.75),controlPoint2:CGPointMake(59.24,105.56))
rwPath.addCurveToPoint(CGPointMake(101.42,67.57),controlPoint1:CGPointMake(81.99,89.78),controlPoint2:CGPointMake(93.92,78.72))
rwPath.addCurveToPoint(CGPointMake(108.38,30.65),controlPoint1:CGPointMake(110.28,54.47),controlPoint2:CGPointMake(113.01,39.96))
rwPath.addCurveToPoint(CGPointMake(10.35,0.41),controlPoint1:CGPointMake(99.66,13.17),controlPoint2:CGPointMake(64.11,2.16))
rwPath.addLineToPoint(CGPointMake(0.22,0.07))
rwPath.addLineToPoint(CGPointMake(0.22,124.79))
rwPath.closePath()
}

//3
funcsetUpRWLayer(){
rwLayer.path=rwPath.CGPath
rwLayer.fillColor=rwColor.CGColor
rwLayer.fillRule=kCAFillRuleNonZero
rwLayer.lineCap=kCALineCapButt
rwLayer.lineDashPattern=nil
rwLayer.lineDashPhase=0.0
rwLayer.lineJoin=kCALineJoinMiter
rwLayer.lineWidth=1.0
rwLayer.miterLimit=10.0
rwLayer.strokeColor=rwColor.CGColor
}

overridefuncviewDidLoad(){
super.viewDidLoad()

//4
setUpRWPath()
setUpRWLayer()
someView.layer.addSublayer(rwLayer)
}

}

右图围成中间五边形的路径交叉数为偶数，故中间没有填充，而围成每个三角的路径交叉数为奇数，故三角部分填充颜色。

• 调用路径绘制和图层设置代码，并把图层添加到视图结构树。

上述代码绘制raywenderlich.com的图标：

顺便看看使用PaintCode的效果图：

图层演示应用中，你可以随意修改很多CAShapeLayer属性：

注：我们先跳过演示应用中的下一个示例，因为CAEAGLLayer多少显得有些过时了，iOS 8 Metal框架有更先进的CAMetalLayer。在此推荐iOS 8 Metal入门教程。

示例 #9：CATransformLayer

CATransformLayer不像其他图层类一样把子图层结构平面化，故适宜绘制3D结构。变换图层本质上是一个图层容器，每个子图层都可以应用自己的透明度和空间变换，而其他渲染图层属性（如边宽、颜色）会被忽略。

变换图层本身不支持点击测试，因为无法直接在触摸点和平面坐标空间建立映射，不过其中的子图层可以响应点击测试，例如：

importUIKit

classViewController:UIViewController{

@IBOutletweakvarsomeView:UIView!

//1
letsideLength=CGFloat(160.0)
varredColor=UIColor.redColor()
varorangeColor=UIColor.orangeColor()
varyellowColor=UIColor.yellowColor()
vargreenColor=UIColor.greenColor()
varblueColor=UIColor.blueColor()
varpurpleColor=UIColor.purpleColor()
vartransformLayer=CATransformLayer()

//2
funcsetUpTransformLayer(){
varlayer=sideLayerWithColor(redColor)
transformLayer.addSublayer(layer)

layer=sideLayerWithColor(orangeColor)
vartransform=CATransform3DMakeTranslation(sideLength/2.0,sideLength/-2.0)
transform=CATransform3DRotate(transform,degreesToRadians(90.0),1.0,0.0)
layer.transform=transform
transformLayer.addSublayer(layer)

layer=sideLayerWithColor(yellowColor)
layer.transform=CATransform3DMakeTranslation(0.0,-sideLength)
transformLayer.addSublayer(layer)

layer=sideLayerWithColor(greenColor)
transform=CATransform3DMakeTranslation(sideLength/-2.0,0.0)
layer.transform=transform
transformLayer.addSublayer(layer)

layer=sideLayerWithColor(blueColor)
transform=CATransform3DMakeTranslation(0.0,sideLength/-2.0,0.0)
layer.transform=transform
transformLayer.addSublayer(layer)

layer=sideLayerWithColor(purpleColor)
transform=CATransform3DMakeTranslation(0.0,sideLength/2.0,0.0)
layer.transform=transform
transformLayer.addSublayer(layer)

transformLayer.anchorPointZ=sideLength/-2.0
applyRotationForXOffset(16.0,yOffset:16.0)
}

//3
funcsideLayerWithColor(color:UIColor)->CALayer{
letlayer=CALayer()
layer.frame=CGRect(origin:CGPointZero,size:CGSize(width:sideLength,height:sideLength))
layer.position=CGPoint(x:CGRectGetMidX(someView.bounds),y:CGRectGetMidY(someView.bounds))
layer.backgroundColor=color.CGColor
returnlayer
}

funcdegreesToRadians(degrees:Double)->CGFloat{
returnCGFloat(degrees*M_PI/180.0)
}

//4
funcapplyRotationForXOffset(xOffset:Double,yOffset:Double){
lettotalOffset=sqrt(xOffset*xOffset+yOffset*yOffset)
lettotalRotation=CGFloat(totalOffset*M_PI/180.0)
letxRotationalFactor=CGFloat(totalOffset)/totalRotation
letyRotationalFactor=CGFloat(totalOffset)/totalRotation
letcurrentTransform=CATransform3DTranslate(transformLayer.sublayerTransform,0.0)
letrotationTransform=CATransform3DRotate(transformLayer.sublayerTransform,totalRotation,xRotationalFactor*currentTransform.m12-yRotationalFactor*currentTransform.m11,xRotationalFactor*currentTransform.m22-yRotationalFactor*currentTransform.m21,xRotationalFactor*currentTransform.m32-yRotationalFactor*currentTransform.m31)
transformLayer.sublayerTransform=rotationTransform
}

//5
overridefunctouchesBegan(touches:NSSet,withEventevent:UIEvent){
ifletlocation=touches.anyObject()?.locationInView(someView){
forlayerintransformLayer.sublayers{
iflethitLayer=layer.hitTest(location){
println("Transformlayertapped!")
break
}
}
}
}

overridefuncviewDidLoad(){
super.viewDidLoad()

//6
setUpTransformLayer()
someView.layer.addSublayer(transformLayer)
}

}

上述代码解释：

• 创建属性，分别为立方体的边长、每个面的颜色，还有一个变换图层。

• 创建六个面，旋转后添加到变换图层，构成立方体，然后设置变换图层的z轴锚点，旋转立方体，将其添加到视图结构树。

• 辅助代码，用来创建指定颜色的面，还有角度和弧度的转换。在变换代码中利用弧度转换函数在某种程度上可以增加代码可读性。 :]

• 基于指定xy偏移的旋转，注意变换应用对象设为sublayerTransform，即变换图层的子图层。

• 监听触摸，遍历变换图层的子图层，对每个图层进行点击测试，一旦成功相应立即跳出循环，不用继续遍历。

• 设置变换图层，添加到视图结构树。

注：currentTransform.m##是啥？问得好，是CATransform3D属性，代表矩阵元素。想学习如上代码中的矩阵变换，请参考RW教程组成员Rich Turton的三维变换娱乐教学，还有Mark Pospesel的初识矩阵项目。

在250 x 250的someView视图中运行上述代码结果如下：

再试试点击立方体的任意位置，控制台会输出“Transform layer tapped!”信息。

图层演示应用中可以调整透明度，此外Bill Dudney轨迹球工具,Swift移植版可以基于简单的用户手势应用三维变换。

示例 #10：CAEmitterLayer

CAEmitterLayer渲染的动画粒子是CAEmitterCell实例。CAEmitterLayer和CAEmitterCell都包含可调整渲染频率、大小、形状、颜色、速率以及生命周期的属性。示例如下：

importUIKit

classViewController:UIViewController{

//1
letemitterLayer=CAEmitterLayer()
letemitterCell=CAEmitterCell()

//2
funcsetUpEmitterLayer(){
emitterLayer.frame=view.bounds
emitterLayer.seed=UInt32(NSDate().timeIntervalSince1970)
emitterLayer.renderMode=kCAEmitterLayerAdditive
emitterLayer.drawsAsynchronously=true
setEmitterPosition()
}

//3
funcsetUpEmitterCell(){
emitterCell.contents=UIImage(named:"smallStar")?.CGImage

emitterCell.velocity=50.0
emitterCell.velocityRange=500.0

emitterCell.color=UIColor.blackColor().CGColor
emitterCell.redRange=1.0
emitterCell.greenRange=1.0
emitterCell.blueRange=1.0
emitterCell.alphaRange=0.0
emitterCell.redSpeed=0.0
emitterCell.greenSpeed=0.0
emitterCell.blueSpeed=0.0
emitterCell.alphaSpeed=-0.5

letzeroDegreesInRadians=degreesToRadians(0.0)
emitterCell.spin=degreesToRadians(130.0)
emitterCell.spinRange=zeroDegreesInRadians
emitterCell.emissionRange=degreesToRadians(360.0)

emitterCell.lifetime=1.0
emitterCell.birthRate=250.0
emitterCell.xAcceleration=-800.0
emitterCell.yAcceleration=1000.0
}

//4
funcsetEmitterPosition(){
emitterLayer.emitterPosition=CGPoint(x:CGRectGetMidX(view.bounds),y:CGRectGetMidY(view.bounds))
}

funcdegreesToRadians(degrees:Double)->CGFloat{
returnCGFloat(degrees*M_PI/180.0)
}

overridefuncviewDidLoad(){
super.viewDidLoad()

//5
setUpEmitterLayer()
setUpEmitterCell()
emitterLayer.emitterCells=[emitterCell]
view.layer.addSublayer(emitterLayer)
}

//6
overridefunctraitCollectionDidChange(previousTraitCollection:UITraitCollection?){
setEmitterPosition()
}

}

以上代码解析：

1.创建粒子发射器图层和粒子胞（Creates an emitter layer and cell.）。

2.按照下方步骤设置粒子发射器图层：

• 为随机数生成器提供种子，随机调整粒子胞的某些属性，如速度。

• 在图层背景色和边界之上按renderMode指定的顺序渲染粒子胞。

注：渲染模式默认为无序（unordered），其他模式包括旧粒子优先（oldest first），新粒子优先（oldest last），按z轴位置从后至前（back to front）还有叠加式渲染（additive）。

• 由于粒子发射器需要反复重绘大量粒子胞，设drawsAsynchronously为true会提升性能。

• 然后借助第四条中会提到的辅助方法设置发射器位置，这个例子有助于理解把drawsAsynchronously设为true为何能够提升性能和动画流畅度。

3.这段代码设了不少东西。

• 配置粒子胞，设内容为图片（图片在图层演示项目中）。

• 指定初速及其变化量范围（velocityRange），发射器图层利用上面提到的随机数种子创建随机数生成器，在范围内产生随机值（初值+/-变化量范围），其他以“Range”结尾的相关属性的随机化规则类似。

• 设颜色为黑色，使自变色（variance）与默认的白色形成对比，白色形成的粒子亮度过高。

• 利用随机化范围设置颜色，指定自变色范围，颜色速度值表示粒子胞生命周期内颜色变化快慢。

• 接下来这几行代码指定粒子胞分布范围，一个全圆锥。设置粒子胞转速和发射范围，发射范围emissionRange属性的弧度值决定粒子胞分布空间。

• 设粒子胞生命周期为1秒，默认值为0，表示粒子胞不会出现。birthRate也类似，以秒为单位，默认值为0，为使粒子胞显示出来，必须设成正数。

• 最后设xy加速度，这些值会影响已发射粒子的视角。

4.把角度转换成弧度的辅助方法，还有设置粒子胞位置为视图中点。

5.设置发射器图层和粒子胞，把粒子胞添加到图层，然后把图层添加到视图结构树。

6.iOS 8的新方法，处理当前设备形态集（trait collection）的变化，比如设备旋转。不熟悉形态集的话可以参阅iOS 8教程。

总算说完了！信息量很大，但相信各位聪明的读者可以高效吸收。

上述代码运行效果如下：

图层演示应用中，你可以随意调节很多属性：

何去何从？

恭喜，看完十则示例和各种图层子类，CALayer之旅至此告一段落。

但现在才刚刚开始！新建一个项目，或者打开已有项目，尝试利用图层提升性能或营造酷炫效果！实践出真知。

（编辑：李大同）

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