[iOS] Core Animation 이란? (2)

안녕하세요🐶

이전 글에 이어서 Core Animation Basic 문서를 정리해 보았습니다!

 

바로 시작해볼게요!!

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Core Animation 은 뷰와 다른 시각적 요소들을 움직이는데 필요한 범용 목적의 시스템을 제공합니다.

 

Core Animation 은 뷰를 대체하려는 목적으로 사용하는 것이 아닙니다.

오히려 뷰들과 결합되어있는 기술입니다.

 

그리고 이 기술의 목적은 콘텐츠를 움직이는데 있어서 더 나은 성능과 지원을 제공하는 것입니다.

 

Core Animation 을 통해 뷰의 콘텐츠를 비트맵 형태로 캐싱함으로서, 그래픽 장치에 의해 바로 수정될 수 있도록 하여 위와 같은 목적을 달성합니다.( 비트맵 형태로 캐싱한다는 표현이 자주 등장함... 그 주체는 레이어임)

 

몇가지 경우에서, Core Animation 의 캐싱 동작 때문에 콘텐츠를 어떻게 표현하고 관리해야할지 고려해야하는 상황이 생깁니다.

 

그러나 대부분의 경우에는 이 프레임워크가 존재하는지조차도 모르고 사용하게 될 것입니다.

 

이런 캐싱동작 이외에도, Core Animation 을 통해 직접 콘텐츠를 생성할 수 있으며, 생성한 콘텐츠를 뷰와 통합하여 같이 움직이게 만들수도 있습니다

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레이어가 그리기와 애니메이션의 기본요소를 제공한다

레이어 오브젝트는 3차원 공간에서 다루어지는 2차원 평면입니다.

 

그리고 Core Animation 으로 다루는 작업들의 핵심 객체입니다.

 

뷰와 비슷하게 레이어는 평면의 좌표, 콘텐츠, 시각적 요소들에 대한 정보를 관리합니다.

 

 

뷰와 다른 점은, 레이어는 그들의 외형을 정의하지 않습니다.

 

레이어는 비트맵에 대한 상태 정보를 관리한다고 보는편이 맞습니다.

 

비트맵 스스로는 뷰가 그려낸 결과물이거나, 직접 정의한 고정된 이미지가 될 수 있습니다.

 

이러한 이유 때문에 앱에서 사용하는 메인 레이어는 모델 오브젝트로 간주됩니다.

 

왜냐면 레이어의 주요 책임이 데이터를 관리하는 것이기 때문입니다.

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레이어 기반 드로잉 모델

대부분의 레이어는 실제로 그리기 동작을 수행하지 않습니다.

 

대신에, 레이어는 앱이 제공한? 산출해낸? 콘텐츠를 캡처하여 비트맵 형태로 캐싱합니다.

 

이 캐싱된 결과물을 'backing store' 라고 부르기도 합니다.

 

레이어의 속성을 변경한다는 의미는 레이어 오브젝트와 연관된 상태 정보를 변경한다는 것입니다.

 

이 변경이 애니메이션을 일으키면, Core Animation 은 레이어가 저장해 놓은 비트맵과 상태 정보를 그래픽 장치에 전달합니다.

 

그래픽 장치는 변경된 새로운 정보를 가지고 비트맵을 새롭게 그리는 작업을 합니다.

 

 

이 작업이 정적인 비트맵을 조작한다는 점이, 레이어 기반 그리기가 기존의 뷰 기반 그리기 작업과 분명하게 구별되는 점입니다.

 

뷰기반 그리기에서는, 뷰 변경을 시도할 때 대부분 drawRect: 메서드를 호출합니다.

이 메서드는 새로운 파라미터를 가지고 콘텐츠를 다시 그려냅니다.

 

그런데 이런 방법은 비용이 많이 듭니다. 메인쓰레드에서 CPU를 사용하기 때문입니다.

 

Core Animation 를 사용하면 이런 부담을 피할 수 있습니다.

 

Core Animation 은 뷰기반 그리기와 유사하거나 동일한 효과를 내기 위해서 캐싱된 비트맵을 하드웨어에 전달해서 작업하기 때문입니다.

 

Core Animation 이 캐싱된 콘텐츠를 자주 사용하기는 하지만, 앱은 반드시 초기 콘텐츠를 제공하고 그것을 주기적으로 업데이트 해주어야 합니다.

 

레이어 오브젝트에게 콘텐츠를 제공하는 다양한 방법이 있습니다. 이 문서를 참고하시면 됩니다.

이런 식으로 접근하여 전달한다

하드웨어를 통해 비트맵을 조작하는 것은 소프트웨어를 통해 조작하는 것보다 훨씬 더 빠르게 애니메이션을 생성해낼수 있습니다.

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레이어 기반 애니메이션

레이어 오브젝트가 가지고 있는 데이터와 상태 정보는

화면에 표시되는 레이어의 콘텐츠의 시각적인 표현과는 분리되어 있습니다.

 

이 분리를 통해 Core Animation가 오래된 상태 값에서 새로운 상태값으로의 변경을 애니메이션화 할 수 있게 되는 것입니다.

 

예를 들어, 레이어의 위치 속성을 변경하면 Core Animation이 레이어를 기존 위치에서 새로 정의된 위치 값으로 이동시킵니다.

 

이와 같이 다른 속성들을 변경하면 적절한 애니메이션을 일으킬 수 있습니다.

 

아래 그림은 레이어에서 작업할 수 있는 몇가지 타입의 애니메이션을 보여주고 있습니다.

 

이외에도 여러 속성들이 가능한데요, 이 문서 를 확인하면 Animatable 한 속성 리스트를 확인할 수 있습니다.

 

 

애니메이션 과정 중에, Core Animation 은 프레임과 프레임간의 그리기를 하드웨어에서 작업합니다.

 

우리가 할 것은 애니메이션의 시작점과 종료지점을 정하는 것 뿐이고, 나머지는 Core Animation 이 알아서 해줍니다.

 

필요에 의해 시간 정보와 다양한 파라미터를 통해 커스텀도 가능합니다. 이 문서를 참고해주세요!

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Layer Objects Define Their Own Geometry

레이어도 뷰처럼 frame 과 bounds 로 위치와 크기가 표현됩니다

 

 

 

그리고 anchorPoint 에 따라 Rotation 의 결과값이 달라집니다.

 

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레이어 트리

Core Animation 에서는 세 종류의 레이어 오브젝트 집합이 있음을 인지하고 갑시다~~~~~~~~~

 

그리고 이 집합은 트리형태로 구성되어 있습니다.

 

각각의 집합은 화면에 콘텐츠를 띄우는데 있어서 서로 다른 역할을 수행합니다.

 

1. Model Layer Tree (혹은 Layer Tree) : 우리가 가장 많이 상호작용하는 집합입니다. 애니메이션을 위한 속성 값들을 저장하는 모델 오브젝트입니다. 우리가 레이어의 속성을 수정하면, 이 집합의 오브젝트를 사용하는 것입니다.

 

2. Presentation Tree: 이 트리는 현재 진행중인 애니메이션의 값들을 가지고 있습니다. Model Layer Tree 는 최종 값을 가지고 있다면, Presentation Tree 는 현재 화면에 나타나고 있는 현재 값을 반영하고 있습니다. 주의할 점은, 이 트리의 오브젝트의 속성값들을 절대 변경하면 안된다는 것입니다. 필요할 경우 읽기만 가능합니다.
❗️❗️ Presentaion Tree 는 애니메이션이 동작중일 때만 접근해야하는 오브젝트들입니다.

 

3. Render Tree: 이 트리는 실제 애니메이션 동작을 수행하는 트리이고, Framework 단에서 동작하여 private 으로 접근할 수 없습니다!

 

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뷰와 레이어의 상관관계

레이어는 뷰의 대체재가 아닙니다.

 

즉,레이어 단독으로 시각적 인터페이스를 생성할 수 는 없습니다.

 

레이어는 뷰의 기반을 제공합니다.

구체적으로 말하자면, 레이어는 뷰의 콘텐츠 그리기와 애니메이션을 높은 프레임으로 유지하면서 쉽고 효율적으로 가능하게 해줍니다.

 

그러나, 레이어가 하지 않는 작업들도 있습니다.

 

레이어는 이런 것들을 하지 않습니다.

• 이벤트를 핸들링하지 않습니다.
• 콘텐츠를 그리지 않습니다.
• Responder chain 에 포함되어 있지 않습니다.
• 그 외 하지 않는 작업들이 존재합니다.

 

이런 이유 때문에, 모든 앱은 위와 같은 작업들을 위해서 여전히 뷰가 여전히 한 개 이상 필요합니다.

 

iOS 에서는 모든 뷰가 각각의 레이어 오브젝트에게 지원을 받습니다. (layer-backed)

 

CALayer 문서에서 언급되는데, 뷰를 생성하면 한 개의 root layer 가 생성되어 뷰와 연결됩니다.

❗️❗️ layer-backed 뷰에서, (iOS 는 모든 뷰가 layer-backed 뷰) 가능하다면 그것의 레이어 대신 뷰를 수정하는 것을 추천합니다.

 

iOS 에서 뷰는 레이어 오브젝트를 감싸고 있는 가벼운 래퍼입니다.

그래서 뷰 대신 레이어를 수정해도 대체로 잘 동작합니다.

 

하지만 어떤 경우에는 바람직 하는 결과가 나올 수 도 있습니다.

 

이런 함정에 해당하는 어떤 경우가 무엇인지는 문서 전체에 걸쳐 설명하겠다고 나와있으나, 지금으로선 다 읽어보지는 않을 것이기 때문에 어떤 경우가 있다!! 정도로만 알고 넘어가곘습니다.

 

물론 뷰와 직접 연결된 레이어말고도, 뷰와 연관되어있지 않은 레이어 오브젝트를 직접 생성할 수도 있습니다.

 

 

 

이 정도에서 문서는 마무리 됩니다. 아직 Layer 를 직접 건드려본적이 없기 때문에, 핵심 개념정도만 알고 갈수 있는 정도로 정리해보았습니다.

 

 

 

끝!

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