如果你曾经在苹果设备的屏幕上推动过一个像素，那么你已经直接或间接地使用了核心动画。和大多数苹果核心框架一样，它也是我们日常使用的许多工具的基础技术之一-无论我们的目标是哪个平台。
虽然关于最常用的核心动画api有很多很棒的教程和资源-例如使用CALayer为UIView执行更多的低级渲染，或者使用像CAKeyframeAnimation这样的动画api -也有一些真正有用的功能，但并不广为人知。
在这篇新的(非连续的)系列文章——“核心动画宝石”中，我们将深入了解其中的一些特性和api，以及如何用它们来解决与动画和渲染相关的问题。本周，让我们从第一个💎- CAReplicatorLayer开始。
Specialization
核心动画的 layer classes 的架构非常以专门化的思想为中心。你有根类- CALayer -它基本上是一个通用的画布，任何东西都可以在上面绘制，然后，您有一系列的子类，它们都专门化于特定类型的呈现。
CAReplicatorLayer专门以一种高效(硬件加速)的方式绘制原始层的多个副本(因此它是一个“复制器”)。在绘制平铺背景、图案或其他需要重复多次的东西时，它非常有用。我甚至用它来实现我即将推出的开源Swift游戏引擎的纹理平铺功能。
Can your UIColor do this?
实现重复图像背景的一种常见方式是使用UIColor，它有一个以patternImage为参数的初始化器。它可以让你把重复的图像序列当作一种颜色，并把它用作背景，像这样:
view.backgroundColor = UIColor(patternImage: image)
虽然在某些情况下，这种绘制重复图像的方式正是您想要的，但在其他情况下，您可能想要做一些更复杂的事情-这就是使用CAReplicatorLayer的原因。
假设我们想绘制一个由重复图像组成的图案，但我们也想用蓝色的阴影来着色它，使图案形成一个渐变，从原始图像的颜色直到它完全着色，就像这样:
这可以很容易地完成，不需要任何定制的核心图形绘图代码，使用replicator layer。让我们深入了解一下实现是什么样子的。
Setting things up
我们将首先设置我们的replicator layer 作为UIView层的子层，为了在屏幕上渲染它(本文中的示例代码将针对iOS/tvOS，但它在macOS上的工作方式几乎完全相同）。
let replicatorLayer = CAReplicatorLayer()
replicatorLayer.frame.size = view.frame.size
replicatorLayer.masksToBounds = true
view.layer.addSublayer(replicatorLayer)
我们使用上面的maskstobound来避免过度绘制，以防模式图像的大小与视图的大小不完全一致。
我们还必须给replicator layer 一个子层来进行复制。为此，我们设置了一个简单的图层，将图像渲染为其内容:
let imageLayer = CALayer()
imageLayer.contents = image.cgImage
imageLayer.frame.size = image.size
replicatorLayer.addSublayer(imageLayer)
如果我们现在运行上面的代码(例如在操场上)，我们将看到正在渲染的图像，但只有它的一个副本。这是因为我们还需要告诉复制器层我们希望它渲染多少副本(或实例)。让我们来设置它，以便我们渲染足够的副本来填充我们的视图宽度:
let instanceCount = view.frame.width / image.size.width
replicatorLayer.instanceCount = Int(ceil(instanceCount))
我们现在将有多个副本渲染，但我们仍然不能看到多于一个-因为他们，每个默认，所有渲染堆叠在彼此之上。了解决这个问题，我们需要解决这个难题的最后一个部分——也是CAReplicatorLayer最强大的特性之一——实例偏移和转换。
Using instance offsets & transforms
replicator layer所呈现的每个实例都可以通过几种不同的方式进行转换。这使您能够创建相当复杂的模式，并以有趣的方式使它们动画化。
为了实现我们正在寻找的梯度模式，我们将对每个实例应用CATransform3D变换——将它们向右移动 - 减少每个实例的色调的红色和绿色组件，如下所示:
// Shift each instance by the width of the image
replicatorLayer.instanceTransform = CATransform3DMakeTranslation(
image.size.width, 0, 0
)
// Reduce the red & green color component of each instance,
// effectively making each copy more and more blue
let colorOffset = -1 / Float(replicatorLayer.instanceCount)
replicatorLayer.instanceRedOffset = colorOffset
replicatorLayer.instanceGreenOffset = colorOffset
这样，我们就有了一个水平重复的梯度图案!🎉但是让我们更进一步，好吗? 😉
Replicatorception
因为CAReplicatorLayer是CALayer的子类，所以可以将它们嵌套在一起。这使您能够在多个维度中创建更复杂的模式。例如，我们想扩展我们原来的图案，也使用另一种色调梯度垂直重复，像这样:
我们所要做的只是简单地将原始的复制器层包装到另一个层中，这将垂直地偏移每个实例并减少每个实例的蓝色组件:
let verticalReplicatorLayer = CAReplicatorLayer()
verticalReplicatorLayer.frame.size = view.frame.size
verticalReplicatorLayer.masksToBounds = true
verticalReplicatorLayer.instanceBlueOffset = colorOffset
view.layer.addSublayer(verticalReplicatorLayer)
let verticalInstanceCount = view.frame.height / image.size.height
verticalReplicatorLayer.instanceCount = Int(ceil(verticalInstanceCount))
verticalReplicatorLayer.instanceTransform = CATransform3DMakeTranslation(
0, image.size.height, 0
)
verticalReplicatorLayer.addSublayer(replicatorLayer)
现在我们有了一个逐渐着色的宝石网格-让我们用它来享受一些乐趣😀我们毕竟在使用核心动画，所以添加一些动画似乎是正确的事情。
只需要几行代码，我们就可以实现一些非常有趣的效果。首先，让我们设置我们的复制器(水平的和垂直的)，添加一个轻微的延迟，所有动画应用到他们复制的层:
let delay = TimeInterval(0.1)
replicatorLayer.instanceDelay = delay
verticalReplicatorLayer.instanceDelay = delay
然后，让我们添加一个CABasicAnimation，使图像层反复缩放:
let animation = CABasicAnimation(keyPath: "transform.scale")
animation.duration = 2
animation.fromValue = 1
animation.toValue = 0.1
animation.autoreverses = true
animation.repeatCount = .infinity
imageLayer.add(animation, forKey: "hypnoscale")
由于应用到图像层的动画也会被复制器层复制，并且由于我们对所有实例应用了轻微的延迟，我们得到了一个相当疯狂的结果:
Conclusion
对于某些类型的渲染和动画来说，CAReplicatorLayer是一个非常棒且易于使用的工具。例如，你可以使用它来实现平铺背景、自定义加载动画或其他通常需要某种形式的重复模式的东西。
就像我们将在本系列文章中看到的大多数宝石一样，复制层几乎不是你每次渲染图像或图案时都会用到的东西-但如果你需要做一些更复杂但性能更好的事情，这绝对是一个很好的选择。