layer.contents = (__bridge id)image.CGImage;

view.contentMode = UIViewContentModeScaleAspectFit;

self.layerView.layer.contentsGravity = kCAGravityResizeAspect;

#### CALayer maskToBounds属性
现在我们的雪人总算是显示了正确的大小，不过你也许已经发现了另外一些事情：它超出了视图的边界。默认情况下，UIView仍然会绘制超过边界的内容或是子视图，在CALayer下也是这样的。

UIView有一个叫做clipsToBounds的属性可以用来决定是否显示超出边界的内容，CALayer对应的属性叫做masksToBounds，把它设置为YES，就会裁剪掉超过边界的部分。

#### CALayer contentsRect属性
CALayer的contentsRect属性允许我们在图层边框里显示寄宿图的一个子域。这涉及到图片是如何显示和拉伸的，所以要比contentsGravity灵活多了

和bounds，frame不同，contentsRect不是按点来计算的，它使用了单位坐标，单位坐标指定在0到1之间，是一个相对值（像素和点就是绝对值）。所以它们是相对与寄宿图的尺寸的。iOS使用了以下的坐标系统：

+ 点 —— 在iOS和Mac OS中最常见的坐标体系。点就像是虚拟的像素，也被称作逻辑像素。在标准设备上，一个点就是一个像素，但是在Retina设备上，一个点等于2*2个像素。iOS用点作为屏幕的坐标测算体系就是为了在Retina设备和普通设备上能有一致的视觉效果。

+ 像素 —— 物理像素坐标并不会用来屏幕布局，但是仍然与图片有相对关系。UIImage是一个屏幕分辨率解决方案，所以指定点来度量大小。但是一些底层的图片表示如CGImage就会使用像素，所以你要清楚在Retina设备和普通设备上，它们表现出来了不同的大小。

+ 单位 —— 对于与图片大小或是图层边界相关的显示，单位坐标是一个方便的度量方式， 当大小改变的时候，也不需要再次调整。单位坐标在OpenGL这种纹理坐标系统中用得很多，Core Animation中也用到了单位坐标。

默认的contentsRect是{0, 0, 1, 1}，这意味着整个寄宿图默认都是可见的，如果我们指定一个小一点的矩形，图片就会被裁剪.
事实上给contentsRect设置一个负数的原点或是大于{1, 1}的尺寸也是可以的。这种情况下，最外面的像素会被拉伸以填充剩下的区域。

contentsRect在app中最有趣的地方在于一个叫做image sprites（图片拼合）的用法。如果你有游戏编程的经验，那么你一定对图片拼合的概念很熟悉，图片能够在屏幕上独立地变更位置。抛开游戏编程不谈，这个技术常用来指代载入拼合的图片，跟移动图片一点关系也没有。

典型地，图片拼合后可以打包整合到一张大图上一次性载入。相比多次载入不同的图片，这样做能够带来很多方面的好处：内存使用，载入时间，渲染性能等等

2D游戏引擎入Cocos2D使用了拼合技术，它使用OpenGL来显示图片。不过我们可以使用拼合在一个普通的UIKit应用中，对！就是使用contentsRect

首先，我们需要一个拼合后的图表 —— 一个包含小一些的拼合图的大图片


#### CALayer contentsRect属性

`contentsCenter`其实是一个CGRect，它定义了一个固定的边框和一个在图层上可拉伸的区域。 改变`contentsCenter`的值并不会影响到寄宿图的显示，除非这个图层的大小改变了，你才看得到效果。默认情况下，`contentsCenter`是{0, 0, 1, 1}，这意味着如果大小（由`conttensGravity`决定）改变了,那么寄宿图将会均匀地拉伸开,这意味着我们可以随意重设尺寸，边框仍然会是连续的。它工作起来的效果和UIImage里的-resizableImageWithCapInsets: 方法效果非常类似，只是它可以运用到任何寄宿图

#### Custom Drawing

给contents赋CGImage的值不是唯一的设置寄宿图的方法。我们也可以直接用Core Graphics直接绘制寄宿图。能够通过继承UIView并实现-drawRect:方法来自定义绘制。

-drawRect: 方法没有默认的实现，因为对UIView来说，寄宿图并不是必须的，它不在意那到底是单调的颜色还是有一个图片的实例。如果UIView检测到-drawRect: 方法被调用了，它就会为视图分配一个寄宿图，这个寄宿图的像素尺寸等于视图大小乘以 contentsScale的值。

如果你不需要寄宿图，那就不要创建这个方法了，这会造成CPU资源和内存的浪费，这也是为什么苹果建议：如果没有自定义绘制的任务就不要在子类中写一个空的-drawRect:方法。

当视图在屏幕上出现的时候 -drawRect:方法就会被自动调用。-drawRect:方法里面的代码利用Core Graphics去绘制一个寄宿图，然后内容就会被缓存起来直到它需要被更新（通常是因为开发者调用了-setNeedsDisplay方法，尽管影响到表现效果的属性值被更改时，一些视图类型会被自动重绘，如bounds属性）。虽然-drawRect:方法是一个UIView方法，事实上都是底层的CALayer安排了重绘工作和保存了因此产生的图片。

CALayer有一个可选的delegate属性，实现了CALayerDelegate协议，当CALayer需要一个内容特定的信息时，就会从协议中请求。CALayerDelegate是一个非正式协议，其实就是说没有CALayerDelegate @protocol可以让你在类里面引用啦。你只需要调用你想调用的方法，CALayer会帮你做剩下的。（delegate属性被声明为id类型，所有的代理方法都是可选的）。

当需要被重绘时，CALayer会请求它的代理给它一个寄宿图来显示。它通过调用下面这个方法做到的:

趁着这个机会，如果代理想直接设置`contents`属性的话，它就可以这么做，不然没有别的方法可以调用了。如果代理不实现`-displayLayer:`方法，CALayer就会转而尝试调用下面这个方法：

在调用这个方法之前，CALayer创建了一个合适尺寸的空寄宿图（尺寸由bounds和contentsScale决定）和一个Core Graphics的绘制上下文环境，为绘制寄宿图做准备，它作为ctx参数传入。

###3、图层几何学

#### 布局
UIView有三个比较重要的布局属性：frame，bounds和center，CALayer对应地叫做frame，bounds和position。为了能清楚区分，图层用了“position”，视图用了“center”，但是他们都代表同样的值。frame代表了图层的外部坐标（也就是在父图层上占据的空间），bounds是内部坐标（{0, 0}通常是图层的左上角），center和position都代表了相对于父图层*anchorPoint*锚点所在的位置。

#### 锚点 anchorPoint
视图的center属性和图层的position属性都指定了anchorPoint相对于父图层的位置。图层的anchorPoint通过position来控制它的frame的位置，你可以认为anchorPoint是用来移动图层的把柄。

默认来说，anchorPoint位于图层的中点，所以图层的将会以这个点为中心放置。anchorPoint属性并没有被UIView接口暴露出来，这也是视图的position属性被叫做“center”的原因。但是图层的anchorPoint可以被移动，比如你可以把它置于图层frame的左上角，于是图层的内容将会向右下角的position方向移动

####坐标系
和视图一样，图层在图层树当中也是相对于父图层按层级关系放置，一个图层的`position`依赖于它父图层的`bounds`，如果父图层发生了移动，它的所有子图层也会跟着移动。

这样对于放置图层会更加方便，因为你可以通过移动根图层来将它的子图层作为一个整体来移动，但是有时候你需要知道一个图层的*绝对*位置，或者是相对于另一个图层的位置，而不是它当前父图层的位置。

`CALayer`给不同坐标系之间的图层转换提供了一些工具类方法：

    - (CGPoint)convertPoint:(CGPoint)point fromLayer:(CALayer *)layer;
    - (CGPoint)convertPoint:(CGPoint)point toLayer:(CALayer *)layer;
    - (CGRect)convertRect:(CGRect)rect fromLayer:(CALayer *)layer;
  - (CGRect)convertRect:(CGRect)rect toLayer:(CALayer *)layer;

这些方法可以把定义在一个图层坐标系下的点或者矩形转换成另一个图层坐标系下的点或者矩形

####Z坐标轴

和`UIView`严格的二维坐标系不同，`CALayer`存在于一个三维空间当中。除了我们已经讨论过的`position`和`anchorPoint`属性之外，`CALayer`还有另外两个属性，`zPosition`和`anchorPointZ`，二者都是在Z轴上描述图层位置的浮点类型。

注意这里并没有更*深*的属性来描述由宽和高做成的`bounds`了，图层是一个完全扁平的对象，你可以把它们想象成类似于一页二维的坚硬的纸片，用胶水粘成一个空洞，就像三维结构的折纸一样。

`zPosition`属性在大多数情况下其实并不常用。在第五章，我们将会涉及`CATransform3D`，你会知道如何在三维空间移动和旋转图层，除了做变换之外，`zPosition`最实用的功能就是改变图层的*显示顺序*了。

通常，图层是根据它们子图层的`sublayers`出现的顺序来类绘制的，这就是所谓的*画家的算法*--就像一个画家在墙上作画--后被绘制上的图层将会遮盖住之前的图层，但是通过增加图层的`zPosition`，就可以把图层向相机方向*前置*，于是它就在所有其他图层的*前面*了（或者至少是小于它的`zPosition`值的图层的前面）。

这里所谓的“相机”实际上是相对于用户是视角，这里和iPhone背后的内置相机没任何关系。

#### Hit Testing
CALayer并不关心任何响应链事件，所以不能直接处理触摸事件或者手势。但是它有一系列的方法帮你处理事件：-containsPoint:和-hitTest:。

-containsPoint:接受一个在本图层坐标系下的CGPoint，如果这个点在图层frame范围内就返回YES

###4、视觉效果

#### 圆角
CALayer有一个叫做`conrnerRadius`的属性控制着图层角的曲率。它是一个浮点数，默认为0（为0的时候就是直角），但是你可以把它设置成任意值。默认情况下，这个曲率值只影响背景颜色而不影响背景图片或是子图层。不过，如果把`masksToBounds`设置成YES的话，图层里面的所有东西都会被截取。

#### 图层边框
CALayer另外两个非常有用属性就是`borderWidth`和`borderColor`。二者共同定义了图层边的绘制样式。这条线（也被称作stroke）沿着图层的bounds绘制，同时也包含图层的角。

`borderWidth`是以点为单位的定义边框粗细的浮点数，默认为0.borderColor定义了边框的颜色，默认为黑色。

`borderColor`是CGColorRef类型，而不是UIColor，所以它不是Cocoa的内置对象。不过呢，你肯定也清楚图层引用了borderColor，虽然属性声明并不能证明这一点。CGColorRef在引用/释放时候的行为表现得与NSObject极其相似。但是Objective-C语法并不支持这一做法，所以CGColorRef属性即便是强引用也只能通过assign关键字来声明

#### 阴影
iOS的另一个常见特性呢，就是阴影。阴影往往可以达到图层深度暗示的效果。也能够用来强调正在显示的图层和优先级（比如说一个在其他视图之前的弹出框），不过有时候他们只是单纯的装饰目的。

给`shadowOpacity`属性一个大于默认值（也就是0）的值，阴影就可以显示在任意图层之下。`shadowOpacity`是一个必须在0.0（不可见）和1.0（完全不透明）之间的浮点数。如果设置为1.0，将会显示一个有轻微模糊的黑色阴影稍微在图层之上。若要改动阴影的表现，你可以使用CALayer的另外三个属性：`shadowColor`，`shadowOffset`和`shadowRadius`。

显而易见，`shadowColor`属性控制着阴影的颜色，和`borderColor`和`backgroundColor`一样，它的类型也是`CGColorRef`。阴影默认是黑色，大多数时候你需要的阴影也是黑色的（其他颜色的阴影看起来是不是有一点点奇怪。。）。

`shadowOffset`属性控制着阴影的方向和距离。它是一个`CGSize`的值，宽度控制这阴影横向的位移，高度控制着纵向的位移。`shadowOffset`的默认值是 {0, -3}，意即阴影相对于Y轴有3个点的向上位移。

为什么要默认向上的阴影呢？尽管Core Animation是从图层套装演变而来（可以认为是为iOS创建的私有动画框架），但是呢，它却是在Mac OS上面世的，前面有提到，二者的Y轴是颠倒的。这就导致了默认的3个点位移的阴影是向上的。在Mac上，`shadowOffset`的默认值是阴影向下的，这样你就能理解为什么iOS上的阴影方向是向上的了.

#### shadowPath属性

我们已经知道图层阴影并不总是方的，而是从图层内容的形状继承而来。这看上去不错，但是实时计算阴影也是一个非常消耗资源的，尤其是图层有多个子图层，每个图层还有一个有透明效果的寄宿图的时候。

如果你事先知道你的阴影形状会是什么样子的，你可以通过指定一个`shadowPath`来提高性能。`shadowPath`是一个`CGPathRef`类型（一个指向`CGPath`的指针）。`CGPath`是一个Core Graphics对象，用来指定任意的一个矢量图形。我们可以通过这个属性单独于图层形状之外指定阴影的形状。

创建简单的阴影形状

如果是一个矩形或者是圆，用`CGPath`会相当简单明了。但是如果是更加复杂一点的图形，`UIBezierPath`类会更合适，它是一个由UIKit提供的在CGPath基础上的Objective-C包装类。

#### 图层蒙板
通过`masksToBounds`属性，我们可以沿边界裁剪图形；通过`cornerRadius`属性，我们还可以设定一个圆角。但是有时候你希望展现的内容不是在一个矩形或圆角矩形。比如，你想展示一个有星形框架的图片，又或者想让一些古卷文字慢慢渐变成背景色，而不是一个突兀的边界。

使用一个32位有alpha通道的png图片通常是创建一个无矩形视图最方便的方法，你可以给它指定一个透明蒙板来实现。但是这个方法不能让你以编码的方式动态地生成蒙板，也不能让子图层或子视图裁剪成同样的形状。

CALayer有一个属性叫做`mask`可以解决这个问题。这个属性本身就是个CALayer类型，有和其他图层一样的绘制和布局属性。它类似于一个子图层，相对于父图层（即拥有该属性的图层）布局，但是它却不是一个普通的子图层。不同于那些绘制在父图层中的子图层，`mask`图层定义了父图层的部分可见区域。

`mask`图层的`Color`属性是无关紧要的，真正重要的是图层的轮廓。`mask`属性就像是一个饼干切割机，`mask`图层实心的部分会被保留下来，其他的则会被抛弃。

如果`mask`图层比父图层要小，只有在`mask`图层里面的内容才是它关心的，除此以外的一切都会被隐藏起来。

#### 组透明
UIView有一个叫做`alpha`的属性来确定视图的透明度。CALayer有一个等同的属性叫做`opacity`，这两个属性都是影响子层级的。也就是说，如果你给一个图层设置了`opacity`属性，那它的子图层都会受此影响。

###5、专用图层

#### CAShapeLayer
CAShapeLayer是一个通过矢量图形而不是bitmap来绘制的图层子类。你指定诸如颜色和线宽等属性，用CGPath来定义想要绘制的图形，最后CAShapeLayer就自动渲染出来了。当然，你也可以用Core Graphics直接向原始的CALyer的内容中绘制一个路径，相比直下，使用CAShapeLayer有以下一些优点：

+ 渲染快速。CAShapeLayer使用了硬件加速，绘制同一图形会比用Core Graphics快很多。
+ 高效使用内存。一个CAShapeLayer不需要像普通CALayer一样创建一个寄宿图形，所以无论有多大，都不会占用太多的内存。
+ 不会被图层边界剪裁掉。一个CAShapeLayer可以在边界之外绘制。你的图层路径不会像在使用Core Graphics的普通CALayer一样被剪裁掉（如我们在第二章所见）。
+ 不会出现像素化。当你给CAShapeLayer做3D变换时，它不像一个有寄宿图的普通图层一样变得像素化。

###6、隐式动画
Core Animation基于一个假设，说屏幕上的任何东西都可以（或者可能）做动画。动画并不需要你在Core Animation中手动打开，相反需要明确地关闭，否则他会一直存在。

当你改变CALayer的一个可做动画的属性，它并不能立刻在屏幕上体现出来。相反，它是从先前的值平滑过渡到新的值。这一切都是默认的行为，你不需要做额外的操作。

这看起来这太棒了，似乎不太真实,所谓的*隐式*动画。之所以叫隐式是因为我们并没有指定任何动画的类型。我们仅仅改变了一个属性，然后Core Animation来决定如何并且何时去做动画。Core Animaiton同样支持*显式*动画，下章详细说明。

但当你改变一个属性，Core Animation是如何判断动画类型和持续时间的呢？实际上动画执行的时间取决于当前*事务*的设置，动画类型取决于*图层行为*。

事务实际上是Core Animation用来包含一系列属性动画集合的机制，任何用指定事务去改变可以做动画的图层属性都不会立刻发生变化，而是当事务一旦*提交*的时候开始用一个动画过渡到新值。

事务是通过`CATransaction`类来做管理，这个类的设计有些奇怪，不像你从它的命名预期的那样去管理一个简单的事务，而是管理了一叠你不能访问的事务。`CATransaction`没有属性或者实例方法，并且也不能用`+alloc`和`-init`方法创建它。但是可以用`+begin`和`+commit`分别来入栈或者出栈。

任何可以做动画的图层属性都会被添加到栈顶的事务，你可以通过`+setAnimationDuration:`方法设置当前事务的动画时间，或者通过`+animationDuration`方法来获取值（默认0.25秒）。

Core Animation在每个*run loop*周期中自动开始一次新的事务（run loop是iOS负责收集用户输入，处理定时器或者网络事件并且重新绘制屏幕的东西），即使你不显式的用`[CATransaction begin]`开始一次事务，任何在一次run loop循环中属性的改变都会被集中起来，然后做一次0.25秒的动画。

明白这些之后，我们就可以轻松修改变色动画的时间了。我们当然可以用当前事务的`+setAnimationDuration:`方法来修改动画时间，但在这里我们首先起一个新的事务，于是修改时间就不会有别的副作用。因为修改当前事务的时间可能会导致同一时刻别的动画（如屏幕旋转），所以最好还是在调整动画之前压入一个新的事务。

试想一下，如果`UIView`的属性都有动画特性的话，那么无论在什么时候修改它，我们都应该能注意到的。所以，如果说UIKit建立在Core Animation（默认对所有东西都做动画）之上，那么隐式动画是如何被UIKit禁用掉呢？

我们知道Core Animation通常对`CALayer`的所有属性（可动画的属性）做动画，但是`UIView`把它关联的图层的这个特性关闭了。为了更好说明这一点，我们需要知道隐式动画是如何实现的。

我们把改变属性时`CALayer`自动应用的动画称作*行为*，当`CALayer`的属性被修改时候，它会调用`-actionForKey:`方法，传递属性的名称。剩下的操作都在`CALayer`的头文件中有详细的说明，实质上是如下几步：

* 图层首先检测它是否有委托，并且是否实现`CALayerDelegate`协议指定的`-actionForLayer:forKey`方法。如果有，直接调用并返回结果。
* 如果没有委托，或者委托没有实现`-actionForLayer:forKey`方法，图层接着检查包含属性名称对应行为映射的`actions`字典。
* 如果`actions字典`没有包含对应的属性，那么图层接着在它的`style`字典接着搜索属性名。
* 最后，如果在`style`里面也找不到对应的行为，那么图层将会直接调用定义了每个属性的标准行为的`-defaultActionForKey:`方法。

所以一轮完整的搜索结束之后，`-actionForKey:`要么返回空（这种情况下将不会有动画发生），要么是`CAAction`协议对应的对象，最后`CALayer`拿这个结果去对先前和当前的值做动画。

于是这就解释了UIKit是如何禁用隐式动画的：每个`UIView`对它关联的图层都扮演了一个委托，并且提供了`-actionForLayer:forKey`的实现方法。当不在一个动画块的实现中，`UIView`对所有图层行为返回`nil`，但是在动画block范围之内，它就返回了一个非空值。我们可以用一个demo做个简单的实验（清单7.5）

清单7.5 测试UIView的`actionForLayer:forKey:`实现

运行程序，控制台显示结果如下：

    $ LayerTest[21215:c07] Outside: <null>
    $ LayerTest[21215:c07] Inside: <CABasicAnimation: 0x757f090>

于是我们可以预言，当属性在动画块之外发生改变，`UIView`直接通过返回`nil`来禁用隐式动画。但如果在动画块范围之内，根据动画具体类型返回相应的属性，在这个例子就是`CABasicAnimation`（第八章“显式动画”将会提到）。

当然返回`nil`并不是禁用隐式动画唯一的办法，`CATransaction`有个方法叫做`+setDisableActions:`，可以用来对所有属性打开或者关闭隐式动画。如果在清单7.2的`[CATransaction begin]`之后添加下面的代码，同样也会阻止动画的发生：

    [CATransaction setDisableActions:YES];

总结一下，我们知道了如下几点

* `UIView`关联的图层禁用了隐式动画，对这种图层做动画的唯一办法就是使用`UIView`的动画函数（而不是依赖`CATransaction`），或者继承`UIView`，并覆盖`-actionForLayer:forKey:`方法，或者直接创建一个显式动画（具体细节见第八章）。
* 对于单独存在的图层，我们可以通过实现图层的`-actionForLayer:forKey:`委托方法，或者提供一个`actions`字典来控制隐式动画。

我们来对颜色渐变的例子使用一个不同的行为，通过给`colorLayer`设置一个自定义的`actions`字典。我们也可以使用委托来实现，但是`actions`字典可以写更少的代码。那么到底改如何创建一个合适的行为对象呢？

行为通常是一个被Core Animation*隐式*调用的*显式*动画对象。这里我们使用的是一个实现了`CATransaction`的实例，叫做*推进过渡*。

第八章中将会详细解释过渡，不过对于现在，知道`CATransition`响应`CAAction`协议，并且可以当做一个图层行为就足够了。结果很赞，不论在什么时候改变背景颜色，新的色块都是从左侧滑入，而不是默认的渐变效果。

清单7.6 实现自定义行为