本文对CoreAnimation的机制进行讲解。
Core Animation简介
Core Animation是iOS系统上用于处理图形渲染和动画的基础工具。对于动画的每一帧的绘画工作，Core Animation已经帮你完成了，只需要配置一下参数(开始点和结束点)，Core Animation会自动处理物理图形硬件的渲染加速工作，从而达到更高的帧率和更平滑的动画效果而不会占用CPU以及减慢App的速度。
Core Animation处于UIKit/AppKit的下层，与Cocoa和Cocoa Touch的View工作流紧密相关，同时Core Animation也暴露了一些接口，可用于控制App的动画。
Core Animation基础
Core Animation为动画的Views和其他可视的控件提供了一个通用的处理系统。Core Animation通过缓存Views中的内容到位图中，从而使其可以直接被图形硬件操作。在一些场景下，这种缓存策略可能需要你去重新思考App内容的管理和展示方式，但是通常，你不需要考虑这些。
你可以使用Core Animation去动画式地改变App的Views和可视的控件，例如位置，大小和透明度，尽可能不要把Core Animation当成动画片工具，不要一秒钟60次地替换一个View的内容。
Layers简介
Layers提供了绘图和动画的基础。
Layers是在一个3D空间中组织的3D平面，是Core Animation的核心。像Views一样，Layers管理平面的几何、内容和可视化属性等信息，但并没有定义自己的外观。一个Layer管理一个位图的状态信息，位图本身可以是一个View本身或者一张图片的绘画结果。因此，App中使用的主要Layers最好是模型化的对象，因为主要是它们在管理数据。
（1）基于Layers的绘图模型
大多数的Layers并不做任何可视化的绘图操作，而是，捕获App提供的内容，并缓存到位图中。当你改变了Layer的属性时，其实是在改变Layer对象的状态，当这些改变触发动画时，Core Animation将Layer的位图和状态信息传递给底层的硬件，在硬件操作位图比在软件中操作要快得多。
由于操作一张静态的位图，基于Layers的绘图区别于传统的基于Views的绘图，基于Views的绘图一般调用drawRect:方法去重新绘图，这种方法将在主线程中占用CPU，代价昂贵。基于Layers的绘图可以用尽可能小的代价达到同样的效果。
（2）基于Layers的动画
Layer对象的数据和状态信息是与Layer在屏幕上呈现的内容解耦的，这给了Core Animation一种方式去处理从旧状态值到新状态值中间的变化。
Layer定义自身的几何信息
Layers其中一个工作就是管理其内容的可视化几何信息，包括边界，位置，旋转等。Layer跟View一样有frame和bounds矩阵，同时还有其他自身的属性，例如anchor point(锚点)。
（1）Layers使用两种坐标系
Layers使用两种坐标系，基于点的坐标系和单元坐标系。当Layer的属性值与屏幕的坐标或者其他Layer相关时，例如位置，使用基于点的坐标系。当与屏幕的坐标无关时，例如锚点，使用单元坐标系。
基于点的坐标系经常被用于表明Layer的大小和位置信息，对应bounds和postion属性，frame属性由这两个属性构成，但很少用。值得注意的是，其朝向与系统相关，iOS的起始点是左上角。
单元坐标系用于呈现那些随着Layer Size变化而变化的属性，每个坐标值的范围在0到1之间，例如锚点。
为了保证精确地定位，所有坐标系的值都是float型。
（2）Anchor Points(锚点)对几何操作的影响
Layer与几何相关的操作都与锚点相关，最明显的是postion和transform两个属性。position属性是位于Layer的中心的，其定义随着锚点的值改变而改变，如下图:
transform是绕着锚点旋转的，如下图:
（3）Layers可以进行三维运算
每个Layer有两个transform矩阵，可以用于操作layer以及其内容, 分别是:tranfrom属性可以对layer及subLayers起作用，sublayerTransfrom属性只对subLayers起作用。矩阵运算公式如下图：
常见的转换矩阵如下图：
Layer树反映动画状态的不同方面
一个使用Cora Animation的App包含三种集合的Layers对象。
（1）Modal Layer Tree(Layer Tree)是最常用的与app交互的集合，其储存了任何动画属性的目标值。
（2）Presentation Tree包含了正在运行的动画的当前值，例如进度等。
（3）Render Tree，渲染呈现动画，Core Animation私有，不可调用。
每一种Layer集合都是按照类似View的层级结构组织的，事实上，如果一个App对其所有View启用Layer,则起始的Layer的层级结构与View是完全对应的。但是，App可以添加其他的Layer对象到层级中，哪怕与View无关，如下图，subLayer1和subLayer2都是独立的Layer。
Modal Layer Tree中的每一个Layer对象，同时有一个对应的Layer对象在Presentaion和Render Tree中。
注意：一般情况下都不需要访问Presentation Tree，如果必须要访问时，必须当动画在运行时才行。
Layers与Views的关系
Layers并不是Views的替代品，不能创建一个完全由Layers对象构成的可视界面，Layers让Views内容的绘图和动画更便利和高效。然而，Layers不能处理Events，绘制内容，参与响应链，以及其他Views做的事情。
在iOS系统上，每个View都是layer-backed，系统自动创建一个Layer对象，并于View同步。OSX系统上可以创建Layer-hosting的View,在这种情况下，在View变化时，AppKit不对Layer进行操作。
另外，可以创建与View无关的Layer对象，并将其嵌入到任何Layer对象下作为SubLayer。例如，可以将一张图片加载到一个单独的Layer对象中，然后在不同的场景中使用，这样可以避免将同一张图片在内容中创建多个副本。