CoreAnimation Lesson.(Lesson2-2) - UIViewAnimationOptions/アニメーションイージングカーブ編

前回(Lesson2-1)ではブロックベースメソッドを使用した簡単なアニメーション実装について説明しました。引き続き、UIViewクラスのブロックベースアニメーションメソッドを使用したアニメーションについて説明していきます。

CoreAnimation Lesson.シリーズへのリンク。

• Core Animation Lesson.(Lesson1) - UIViewとCALayer
• Core Animation Lesson.(Lesson1-4〜1-6) - CALayerクラスのプロパティ
• Core Animation Lesson.(Lesson1-7) - カスタム描画
• Core Animation Lesson.(Lesson2-1) - 基本のアニメーション

アニメーションイージングカーブ

UIViewクラスのブロックベースアニメーションメソッド。

[Animating Views with Block Objects]
+ animateWithDuration:delay:options:animations:completion:

class func animateWithDuration(_ duration: NSTimeInterval,
                         delay delay: NSTimeInterval,
                       options options: UIViewAnimationOptions,
                    animations animations: () -> Void,
                    completion completion: ((Bool) -> Void)?)

前回あまり詳しく説明出来なかった引数optionsについて説明します。 options引数は複数指定出来ますが、大きく3種類に分類することができて、

• アニメーションの振る舞い
• アニメーションイージングカーブ ←今回説明する部分
• トランジションエフェクト

について設定出来ます。optionsの型は、UIViewAnimationOptionsとなっておりswiftだと構造体で、Objective-Cたと、emunで定義されている様です。 今回は、アニメーションイージングカーブについて説明します。

アニメーションイージングカーブは以下に示す4種類の設定が可能です。

UIViewAnimationOptions	概要
CurveEaseInOut	ゆっくり始まって、加速して、ゆっくり止まる。 (デフォルト)
CurveEaseIn	ゆっくり始まって、加速して急に止まる。
CurveEaseOut	急に始まり、ゆっくり止まる。
CurveLinear	初めから最後まで一定速度。

実装

基本的には以下に示す基本的なブロックベースアニメーションメソッドを使用します。以下は例としてoptionにCurveEaseInOutを指定しています。

    // EaseInOut
    let option:UIViewAnimationOptions = .CurveEaseInOut
    UIView.animateWithDuration(duration, delay: delay, options: option, animations: {
        // animation
        self.myView.frame.origin.y = topBarHeight + 50
            
    }) { (complete) in
        NSLog("animation completed.")
        // アニメーション完了時の処理
        self.myView.backgroundColor = UIColor.redColor()

    }

それでは実際に動かしてみましょう。

UIViewAnimationOptions.CurveLinear

UIViewAnimationOptions.CurveLinearは、はじめから最後まで一定速度のアニメーション。

図.Linearアニメーションカーブ

図.UIViewAnimationOptions.CurveLinear

UIViewAnimationOptions.CurveEaseInOut

UIViewAnimationOptions.CurveEaseInOutは、ゆっくり始まって、加速して、ゆっくり止まります。Linear指定との違いをわかりやすくするため、右側の図では、左側にLinearを指定したもの、右側にEaseInOutを指定したViewをアニメーションしています。

図.EaseInOutアニメーションカーブ

図.UIViewAnimationOptions.CurveEaseInOut

UIViewAnimationOptions.CurveEaseIn

UIViewAnimationOptions.CurveEaseInは、ゆっくり始まって、加速して急に止まります。右側の図では左側にLinearを指定し、左側にEaseInを指定したアニメーションです。

図.EaseInアニメーションカーブ

図.UIViewAnimationOptions.CurveEaseIn

UIViewAnimationOptions.CurveEaseOut

UIViewAnimationOptions.CurveEaseOutは、急に始まり、ゆっくり止まります。右側の図では左側にLinearを指定し、左側にEaseOutを指定したアニメーションです。

図.EaseOutアニメーションカーブ

図.UIViewAnimationOptions.CurveEaseOut

サンプルプログラムはGitHubにあります。https://github.com/takuran/CoreAnimationLesson

CoreAnimation Lesson.シリーズへのリンク。

• Core Animation Lesson.(Lesson1) - UIViewとCALayer
• Core Animation Lesson.(Lesson1-4〜1-6) - CALayerクラスのプロパティ
• Core Animation Lesson.(Lesson1-7) - カスタム描画
• Core Animation Lesson.(Lesson2-1) - 基本のアニメーション

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Core Animation Lesson.(Lesson2-1) - 基本のアニメーション

アニメーションしてみよう(Lesson2-1)

前回はCALayerの基本的な振る舞いやプロパティについて記載しました。

Lesson1(CALayerのプロパティについて)

Lesson1-4〜(CALayerのプロパティについて続き)

Lesson1-7(カスタム描画)

今回は実際にアニメーションを実践してみます。難しそうな暗黙的アニメーションとか明示的アニメーションの説明は置いておいて、別の機会に説明できればと思います。

一番簡単にアニメーションを実装するには、UIViewクラスのブロックベースアニメーションメソッドを使用することです。
現時点(iOS9)で、ブロックベースのアニメーションメソッドは、大きく3種類ありますね。

 • アニメーション(直線的)
 • トランジションアニメーション(画面が移り変わるようなアニメーション)
 • キーフレームアニメーション(非直線的)
 

アニメーション(直線的)

簡単なアニメーション実装であればこのメソッドで十分でしょう。一番ベーシックなアニメーション実装です。アニメーション用のブロックベースメソッドはスプリングのようなバウンドアニメーションを実現するメソッドも有りますが、まずはスプリングアニメーションの無い、基本のブロックベースアニメーションメソッドを試してみます。

Viewが画面上方向へ移動するだけのアニメーションです。上記アニメーションの実装は以下のようになります。(swift)

// アニメーション実行
UIView.animateWithDuration(0.5, delay: 0.0, options: UIViewAnimationOptions.CurveEaseInOut, animations: {

    // myViewの中心点y座標を変更
    self.myView.center.y = 100
            
}) { (complete) in

    // アニメーションが完了したら、myViewの背景色を赤色に
    self.myView.backgroundColor = UIColor.redColor()
            
}

アニメーション時間0.5秒で、myView(アニメーションしているViewです)の中心点y座標を100に変更して、アニメーションが完了したらmyViewの背景色を赤色に変更します。簡単ですね。たったこれだけのコードでアニメーション出来てしまいます。

上記アニメーションを実装しているUIViewクラスのアニメーションブロックメソッドの定義が以下です。(swift)

class func animateWithDuration(_ duration: NSTimeInterval,
                         delay delay: NSTimeInterval,
                       options options: UIViewAnimationOptions,
                    animations animations: () -> Void,
                    completion completion: ((Bool) -> Void)?)

引数の意味は、

引数	意味
duration	アニメーション全体の実行時間(秒)。短ければ早いアニメーション、長ければ遅いアニメーションになる。
delay	遅延時間(秒)。指定した時間待ってからアニメーションが実行される。
options	アニメーションオプション。実行するアニメーションに対するオプションを指定する。詳細はいずれしますが、例ではアニメーションカーブを指定しています。UIViewAnimationOptions列挙型で指定可能なアニメーションカーブは主に、CurveLinear, CurveEaseInOut, CurveEaseIn, CurveEaseOut となっています。デフォルト値はCurveEaseInOut(ゆっくり加速して、ゆっくり減速して終わる)です。
animations	アニメーションブロックオブジェクト。UIViewクラスのanimatable propertiesのパラメータを操作する。
completion	完了時ブロックオブジェクト。アニメーション完了時に実行する処理を記載する。

animations引数

animationsブロックでは、アニメーション終了時の値を設定します。つまり、アニメーションはアニメーション開始前の値とanimationsブロックで指定するアニメーション終了時の値を元に、その間の値を直線的に補完することでアニメーションを行います。変更可能な値は以下に示すUIViewクラスのアニメーション可能なプロパティに限られています。

• @property frame
• @property bounds
• @property center
• @property transform
• @property alpha
• @property backgroundColor
• @property contentStretch

例えば、

[Viewを動かしたい場合(move)]

centerかframeのoriginを変更するのかな良いでしょう。これは一番はじめの例の通りです。

// アニメーション実行
UIView.animateWithDuration(0.5, delay: 0.0, options: UIViewAnimationOptions.CurveEaseInOut, animations: {

    // myViewの中心点y座標を変更
    self.myView.center.y = 100
            
}) { (complete) in
 
    // アニメーションが完了したら、myViewの背景色を赤色に
    self.myView.backgroundColor = UIColor.redColor()           
}

[Viewのサイズを変更したい場合(scale)]

frameのsizeかtransformを使用するのが良いでしょう。上記はtansformを使用してviewの高さ、幅を2倍に拡大しています。animationsブロックのコードは以下のようになるでしょう。

// アニメーション実行
UIView.animateWithDuration(0.5, delay: 0.0, options: UIViewAnimationOptions.CurveEaseInOut, animations: {

    // サイズ変更
    // transform
    let transform = CGAffineTransformMakeScale(2.0, 2.0)
    self.myView.transform = transform
            
}) { (complete) in

    // アニメーションが完了したら、myViewの背景色を赤色に
    self.myView.backgroundColor = UIColor.redColor()           
}

[透過させたい場合(alpha)]

alpha を変更します。上記はalpha値を変更してだんだんと透明になっていくアニメーションです。animationsブロックのコードは以下のようになるでしょう。

// アニメーション実行
UIView.animateWithDuration(0.5, delay: 0.0, options: UIViewAnimationOptions.CurveEaseInOut, animations: {

    // alpha
    self.myView.alpha = 0.0
            
}) { (complete) in

    // アニメーションが完了したら、myViewの背景色を赤色に
    self.myView.backgroundColor = UIColor.redColor()           
}

[背景色を変更したい場合(bgcolor)]

backgroundColor を変更します。上記は背景色が青色からだんだんと赤色へアニメーションします。animationsブロックのコードは以下のようになるでしょう。

// アニメーション実行
UIView.animateWithDuration(0.5, delay: 0.0, options: UIViewAnimationOptions.CurveEaseInOut, animations: {

    // 背景色
    self.myView.backgroundColor = UIColor.redColor()
            
}) { (complete) in

    // アニメーションが完了したら、myViewの背景色を赤色に
    self.myView.backgroundColor = UIColor.redColor()           
}

あと、boundsとcontentStretchが出て来ていませんが、あまり用途は無いと思います。 こちらか こちらを参照する事でなんとなくイメージがつかめるでしょう。

[複数のプロパティ値を組み合わせたアニメーション]

例として、プロパティを一つづつ変更しましたが、移動しながら、拡大縮小、フェードアウトしたりと、それぞれを組み合わせても良いです。

// アニメーション実行
UIView.animateWithDuration(0.5, delay: 0.0, options: UIViewAnimationOptions.CurveEaseInOut, animations: {

    // 全て指定
    self.myView.center.y = 100
    let transform = CGAffineTransformMakeScale(2.0, 2.0)
    self.myView.transform = transform
    self.myView.alpha = 0.0
    self.myView.backgroundColor = UIColor.redColor()
            
}) { (complete) in

    // アニメーションが完了したら、myViewの背景色を赤色に
    self.myView.backgroundColor = UIColor.redColor()           
}

凝ったアニメーションでなければ、殆どはこのメソッドでこと足りるでしょう。
本ページで作成した確認用アプリはGitHubで公開しています。コードの詳細は次のURLを参照下さい。https://github.com/takuran/CoreAnimationLesson

CoreAnimation Lesson.シリーズへのリンク。

• Core Animation Lesson.(Lesson1) - UIViewとCALayer
• Core Animation Lesson.(Lesson1-4〜1-6) - CALayerクラスのプロパティ
• Core Animation Lesson.(Lesson1-7) - カスタム描画
• Core Animation Lesson.(Lesson2-1) - 基本のアニメーション
• CoreAnimation Lesson.(Lesson2-2) - UIViewAnimationOptions/アニメーションイージングカーブ編

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UIViewのframeとboundsプロパティの違いについて

なんとなく違いは分かっていましたが、いつもframeで事足りていたので、正確には理解していなかったのと、boundsのoriginを変更した時の挙動が分からなかったので調べてみました。

frameとboundsの座標系の違い

簡単に言ってしまうと、frameとはsuperviewを基点に考えた座標系です。boundsとはローカルviewを起点に考えた座標系になります。

左側の図はviewの左上の原点が(0, 0)の幅150、高さ200のview。 右側の図はviewの左上の原点が(50, 50)で同サイズのview。 viewのframe値に関係なくboundsは自身の座標系を示すので常にoriginは(0, 0)を示していますね。sizeはframeもboundsも同じ値で(150, 200)です。 この例ではboundsのoriginはframeのoriginに影響を受けない事は分かりますが、そこまでしか分かりませんね。実はviewを拡大縮小・回転してみるともっと違いがはっきりとして来ます。以下で回転した場合の例を示します。

拡大縮小・回転時には注意が必要

viewを回転したり、拡大縮小した場合はどうなるのでしょうか。これでなんとなく違いが見えてくると思います。

下の図は左側にあるsubviewを右回転したものが右側の図になります。subviewには分かりやすい様に画像を貼り付けています。

frameの値はアファイン変換（回転、拡大縮小）により本来のframe値ではなく、変換後のviewを囲う様な値で再定義されてしまっています(青枠)。ですので、もう描画時の座標計算には使えないでしょう。この事は、「iOS view プログラミングガイド」にこう記されています。

重要: ビューのtransformプロパティが恒等変換でない場合、そのビューのframeプロパティの値 は未定義となり、無視する必要があります。ビューに変換を適用する場合は、ビューのboundsおよ びcenterプロパティを使用して、ビューのサイズと位置を取得する必要があります。サブビューの フレーム矩形はビューの境界に対して相対的であるため、有効なままです。

transformした場合はframe値を使わずに、boundsやcenterプロパティ値を使用して、viewサイズや中心点を求める必要があるようですね。回転してもboundsプロパティ値の方は変化無しです。ローカルviewを起点に考えているのでsuperviewがどのように変化しても値に変化が現れないのは理解出来ます。

以下に、viewを1回転した場合のアニメーションgifを載せています。viewの回転角度によってframeが刻々と変化する様子が分かると思います。

上記のアプリはGitHubで公開していますので、宜しかったらダウンロードして実際に動かしてみてください。レポジトリは ViewFrameBoundsIndicatorで公開しています。

bounds のoriginプロパティ

さて、boundsのoriginプロパティ値は、デフォルト値で常に(0,0)を指しています。この値を変更するとどうなるのでしょうか。

実はsubviewを作成しただけではこの違いに気付くことが出来ません。subviewの中に更にsubviewを作成して初めて違いが見えてきます。 図では、subviewの中にUIImageViewをsubviewとしてaddしています。因みに画像はお寿司ですよ。

それではboundsのoriginを変更してみましょう。確認用のアプリからboundsのoriginを変更してみます。

わかります？boundsのoriginを変更するとsubviewの中がスクロールしているかのように見えます。 もっと分かりやすくするためにsubviewのclipToBoundsをoffにしてみます。因みに緑枠がboundsの矩形で、青枠がfraneの矩形です。

これでイメージがついたのではないでしょうか。subviewのbounds originを変更する事で、そのsubviewのsubviewとの座標系をずらすことが出来ます。offset値を設定しているイメージでしょうか。以下に静止画のイメージも載せておきます。subviewのsubview座標をずらして表示していることがイメージ出来ますでしょうか。

ps: WWDC16 Keynote 見ながら書いてます。ヤバいそろそろ寝ないと！

GitHubにも上げていますが、ViewControllerのソースを貼り付けておきます。

import UIKit

class ViewController: UIViewController {

    @IBOutlet weak var boundXSlider: UISlider!
    @IBOutlet weak var boundYSlider: UISlider!
    @IBOutlet weak var rotationSlider: UISlider!
    @IBOutlet weak var detailTextView: UITextView!

    var targetView: UIView!
    var targetSubView: UIImageView!
    var frameLayer: CALayer!
    var boundsLayer: CALayer!
    @IBOutlet weak var clipBoundsSwitch: UISwitch!

    override func viewDidLoad() {
        super.viewDidLoad()

        targetView = UIView(frame: CGRect(x: 0, y: 0, width: 150, height: 200))
        targetView.center = CGPoint(x: view.frame.width / 2, y: 200)
        targetView.backgroundColor = UIColor.whiteColor()
        targetView.layer.contentsScale = UIScreen.mainScreen().scale
        targetView.clipsToBounds = true

        // sub sub view
        targetSubView = UIImageView(frame: CGRect(x: 0, y: 0, width: 150, height: 200))
        targetSubView.image = UIImage(named: "C789_unitoikuramaguro_TP_V.jpg")
        targetSubView.contentMode = UIViewContentMode.TopLeft
        targetSubView.layer.contentsScale = UIScreen.mainScreen().scale

        // add to sub view
        targetView.addSubview(targetSubView)
        // add to superview
//        view.addSubview(targetView)
        view.insertSubview(targetView, atIndex: 0)

        // layer of indicating frame border line
        frameLayer = CALayer()
        frameLayer.frame = targetView.frame
        frameLayer.backgroundColor = UIColor.clearColor().CGColor
        frameLayer.borderColor = UIColor.blueColor().CGColor
        frameLayer.borderWidth = 2.0
        view.layer.addSublayer(frameLayer)

        // layer of indicating bounds border line
        boundsLayer = CALayer()
        boundsLayer.frame = targetView.bounds
        boundsLayer.backgroundColor = UIColor.clearColor().CGColor
        boundsLayer.borderColor = UIColor.greenColor().CGColor
        boundsLayer.borderWidth = 2.0
        targetView.layer.addSublayer(boundsLayer)

        // information
        detailTextView.text = "frame: \(targetView.frame)\nbounds: \(targetView.bounds)\ncenter: \(targetView.center)"
        print("targetView frame : \(targetView.frame)")
        print("targetView bounds: \(targetView.bounds)")
        print("targetView center: \(targetView.center)")
        // slider handler settings
        boundXSlider.addTarget(self, action: #selector(changeBoundsHandler), forControlEvents: UIControlEvents.ValueChanged)
        boundYSlider.addTarget(self, action: #selector(changeBoundsHandler), forControlEvents: UIControlEvents.ValueChanged)
        rotationSlider.addTarget(self, action: #selector(changeBoundsHandler), forControlEvents: UIControlEvents.ValueChanged)

    }

    override func didReceiveMemoryWarning() {
        super.didReceiveMemoryWarning()
        // Dispose of any resources that can be recreated.
    }


    func changeBoundsHandler(sender: AnyObject) {

        if boundXSlider == sender as! NSObject {
            // x
            targetView.bounds.origin.x = (targetSubView.image!.size.width - targetView.bounds.width) * CGFloat(boundXSlider.value) / 2

        } else if boundYSlider == sender as! NSObject {
            // y
            targetView.bounds.origin.y = (targetSubView.image!.size.height - targetView.bounds.height) * CGFloat(boundYSlider.value) / 2
        } else if rotationSlider == sender as! NSObject {
            // rotation
            let transform = CGAffineTransformMakeRotation(2 * CGFloat(M_PI) * CGFloat(rotationSlider.value))
            targetView.transform = transform
        }
        // update layer of frame
        frameLayer.frame = targetView.frame
        boundsLayer.frame = targetView.bounds

        // information
        detailTextView.text = "frame: \(targetView.frame)\nbounds: \(targetView.bounds)\ncenter: \(targetView.center)"

    }

    @IBAction func changeSwitchHandler(sender: AnyObject) {
        targetView.clipsToBounds = clipBoundsSwitch.on

    }

}

GitHub URL: https://github.com/takuran/ViewFrameBoundsIndicator

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参考URL http://stackoverflow.com/questions/1210047/cocoa-whats-the-difference-between-the-frame-and-the-bounds/28917673#28917673