一、引言

在iOS開發中使用動畫時，可以通過設置動畫的duration、speed、begintime、offset屬性，來設置動畫的時長、速度、起始時間及起始偏移。
用一個簡單的例子來說明各個參數的的作用。動畫很簡單，一個紅色的方塊從左移到右邊。動畫的持續時間是1s，沒有重復，效果如下。

原動畫-w181

    
    CFTimeInterval currentTime = CACurrentMediaTime();
    CFTimeInterval currentTimeInLayer = [self.testLayer convertTime:currentTime fromLayer:nil];
    CFTimeInterval addTime = currentTimeInLayer;
    anim.beginTime = 0.3 + addTime;
    [anim setTimeOffset:0.5];
    [anim setSpeed:2];

做修改以后，效果如下：

修改以后的動畫-w181

1. 動畫的速度是原來的兩倍。
2. 點擊開始動畫的按鈕，到開始動畫，有一個延遲。
3. 動畫起始時，滑塊的位置為中央，而不是在左邊。

我們已經看到了這些屬性的效果。翻閱文檔，發現begintime、speed等屬性是CAMediaTiming這協議的屬性，并且CALayer、CAAnimation都遵守了CAMediaTiming協議。
那么CAMediaTiming協議是什么呢？有什么作用呢？

二、層級時間結構

根據文檔，CMediaTiming協議構建了一個層級的時間系統，并用這個層級的時間系統來協調各個layer、animation的時間。
這個協議被CAAnimation及CALayer遵守，每一個遵守協議的的object對應一個time space。根據object之間的關系，不同的time space有層級關系。比如Layer A有一個subLayer B，那么Layer A對應的time space就是layer B對應的time space的parent time space。每一個time space中時間的數值都是根據parent time space的數值，以及begintime、speed等屬性，根據一定的規則來計算的。
為了便于理解層級時間系統，先看下layer在屏幕上的顯示位置是如何確定的，然后做一個類比。

layer層級如上。要確定sublayer1在屏幕上的顯示位置，一共分三步。

1. 確定window layer在屏幕位置position1
2. 根據position1及view layer的position屬性，確定view layer在屏幕中的位置position2
3. 根據position2及sublayer1的position屬性，確定sublayer1在屏幕中的位置position3

與此類似，要確定sub1ayer1中的time，也要分三步。

1. 確定window layer中的time1
2. 根據time1及view layer的begintime、offset等屬性計算出view layer中的time2
3. 根據time2及sublayer1的begintime、offset等屬性計算出sublayer中的time3

和確定layer的位置相比，確定時間有一些復雜，主要提現在下面兩點

1. 層級時間系統的構成復雜。
   layer tree的每一級都是CALayer，而只要遵守CAMediaTiming協議，就可以作為層級時間系統的一部分。比如CALayer、CAAnimation(及其子類CAAnimationGroup)都可以作為層級時間系統的一部分。
2. 不同層級之間時間轉換規則復雜
   計算當前layer的位置時，只需要知道父layer的位置，以及當前layer的position屬性。計算當前層級時間時，不僅需要知道上一個層級的時間，還需要知道當前層級的begintime、offset、speed等屬性。轉換的規則也比較復雜，要經歷兩次轉換。從parent time到active local time，再到basic local time。

三、active local time

這次轉換是為了處理當前層級的object在父層級的的時間線上的位置，以及當前層級和父層級之間時間流逝速度的關系。
和這次轉換相關的屬性有beginTime、speed以及timeOffset

1. begin time
   子層級相對于父層級的起始時間。也就是父層級的時間經過多久，子層級才開始計算時間。
   比如子層級A被加入層級時間系統時，它父層級B的時間是5s，子層級A的begintime是6s，那么當它父層級的時間變為6s時，子層級才開始計算時間。
2. speed
   子層級相對于父層級的時間流逝速度。如果speed是2，那么當父層級的時間增加了10s時，子層級的時間增加了20s(10s的2倍)。
3. timeOffset
   為本地時間增加一個偏移。 如果timeOffset是5s，那么本地時間的起始就是5s。

從parent time到active local time有一個公式，可以用來參考。

t = (tp - begin) * speed + offset

四、basic local time

這次轉換是為了處理當前層級的重放(repeat)、以及重放之前是否要倒放(play backward)等操作。
比如當前層級是一個動畫（CAAnimation遵守CAMediaTiming協議），duration是1s，經過第一次轉換之后的active local time是5.5s。如果動畫的repeatCount是10，那么經過第二次轉化以后，basic local time會是0.5s，因此當前是動畫展示一半的狀態。

1. repeatCount及repeatDuration
   當前的層級要重復的次數或重復的時間，兩者不可同時指定。
   以動畫為例，如果指定repeatCount,那么指定了動畫要重復幾次。如果指定了repeatDuration，那么指定了動畫重復的時間。
2. autoreverses
   在重復之前是否要倒放。

五、文首的例子

根據這些知識，可以解釋文章開始時設置參數的效果。
當動畫被加到layer上時，動畫對應的time space被加到層級時間系統中，是layer對應的time space的子層級。

1. 動畫的速度是原來的兩倍
   設置動畫的speed是2，這樣子動畫中的時間流逝速度時layer中時間流逝速度的2倍。當layer中時間經過0.5s時，動畫中時間已經流逝了1s，動畫已經完成了。（動畫的duration是1s）
2. 點擊開始動畫的按鈕，到開始動畫，有一個延遲
   我們首先得到了當前layer的時間addtime，然后把動畫的begintime設置為addtime+0.3。這樣子當動畫被加到layer之后0.3s，layer中的時間是addtime+0.3，此時動畫中的時間才開始計算，之前動畫沒有開始。
3. 動畫起始時，滑塊的位置為中央，而不是在左邊
   我們設置了動畫的offset為0.5s。當動畫開始時，動畫對應的time space的時間是0.5s，對應動畫duration的一半，即滑塊位置在屏幕中央。

六、更多應用

了解了CAMediaTiming協議后，可以實現很多動畫的效果。

1. 讓某一個layer上的動畫停止
   設置layer的speed為0即可。
2. 實現門打開然后關閉的效果
   實現一個門打開的動畫，然后把動畫的autoreverses屬性設置為YES即可。
3. layer上的若干動畫依次延遲啟動
   分別設置這些動畫的beginTime為不同的值即可
4. 手動控制動畫的進度
   設置動畫的speed為0，然后改變動畫的offset即可。

蘋果已經把工具給我們了，可以做出什么樣的產品就看大家的想象力了。

參考

控制動畫時間
控制動畫時間（上文的中文版）
Time Warp in Animation