UI进阶13 Quartz2D

Quartz2D

什么是Quartz2D

• Quartz 2D是一个二维绘图引擎，同时支持iOS和Mac系统

• Quartz 2D能完成的工作

  • 绘制图形 : 线条\三角形\矩形\圆\弧等
  • 绘制文字
  • 绘制\生成图片(图像)
  • 读取\生成PDF
  • 截图\裁剪图片
  • 自定义UI控件
  • … …

Quartz2D实例

• Quartz 2D能做很多强大的事情,例如
  • 裁剪图片
  • 涂鸦\画板
  • 手势解锁
  • 报表：折线图\饼状图\柱状图

Quartz2D在iOS开发中的价值

• 为了便于搭建美观的UI界面，iOS提供了UIKit框架，里面有各种各样的UI控件

  • UILabel：显示文字
  • UIImageView：显示图片
  • UIButton：同时显示图片和文字（能点击）
  • … …

• 利用UIKit框架提供的控件，拼拼凑凑，能搭建和现实一些简单、常见的UI界面

• 但是，有些UI界面极其复杂、而且比较个性化，用普通的UI控件无法实现，这时可以利用Quartz2D技术将控件内部的结构画出来，自定义控件的样子

• 其实，iOS中大部分控件的内容都是通过Quartz2D画出来的

• 因此，Quartz2D在iOS开发中很重要的一个价值是：自定义view（自定义UI控件）

图形上下文

• 图形上下文（Graphics Context）：是一个CGContextRef类型的数据

• 图形上下文的作用

  • 保存绘图信息、绘图状态
  • 决定绘制的输出目标（绘制到什么地方去？）
    （输出目标可以是PDF文件、Bitmap或者显示器的窗口上）

• 相同的一套绘图序列，指定不同的Graphics Context，就可将相同的图像绘制到不同的目标上

• Quartz2D提供了以下几种类型的Graphics Context：

  • Bitmap Graphics Context
  • PDF Graphics Context
  • Window Graphics Context
  • Layer Graphics Context
  • Printer Graphics Context

自定义view

• 如何利用Quartz2D自定义view？（自定义UI控件）

• 如何利用Quartz2D绘制东西到view上？

  • 首先，得有图形上下文，因为它能保存绘图信息，并且决定着绘制到什么地方去
  • 其次，那个图形上下文必须跟view相关联，才能将内容绘制到view上面

• 自定义view的步骤

  • 新建一个类，继承自UIView
  • 实现- (void)drawRect:(CGRect)rect方法，然后在这个方法中
    • 取得跟当前view相关联的图形上下文
    • 绘制相应的图形内容
    • 利用图形上下文将绘制的所有内容渲染显示到view上面

drawRect:

• 为什么要实现drawRect:方法才能绘图到view上？
  • 因为在drawRect:方法中才能取得跟view相关联的图形上下文
• drawRect:方法在什么时候被调用？
  • 当view第一次显示到屏幕上时（被加到UIWindow上显示出来）
  • 调用view的setNeedsDisplay或者setNeedsDisplayInRect:时

Quartz2D须知

• Quartz2D的API是纯C语言的
• Quartz2D的API来自于Core Graphics框架
• 数据类型和函数基本都以CG作为前缀
  • CGContextRef
  • CGPathRef
  • CGContextStrokePath(ctx);
  • ……

drawRect:中取得的上下文

• 在drawRect:方法中取得上下文后，就可以绘制东西到view上
• View内部有个layer（图层）属性，drawRect:方法中取得的是一个Layer Graphics Context，因此，绘制的东西其实是绘制到view的layer上去了
• View之所以能显示东西，完全是因为它内部的layer

Quartz2D绘图的代码步骤

//1.获得图形上下文
CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext();
//2.拼接路径（下面代码是搞一条线段）
CGContextMoveToPoint(ctx, 10, 10);
CGContextAddLineToPoint(ctx, 100, 100);
//3.绘制路径
CGContextStrokePath(ctx); // CGContextFillPath(ctx);

常用拼接路径函数

//新建一个起点
void CGContextMoveToPoint(CGContextRef c, CGFloat x, CGFloat y)

//添加新的线段到某个点
void CGContextAddLineToPoint(CGContextRef c, CGFloat x, CGFloat y)

//添加一个矩形
void CGContextAddRect(CGContextRef c, CGRect rect)

//添加一个椭圆
void CGContextAddEllipseInRect(CGContextRef context, CGRect rect)

//添加一个圆弧
void CGContextAddArc(CGContextRef c, CGFloat x, CGFloat y,
  CGFloat radius, CGFloat startAngle, CGFloat endAngle, int clockwise)

//Mode参数决定绘制的模式
void CGContextDrawPath(CGContextRef c, CGPathDrawingMode mode)

//绘制空心路径
void CGContextStrokePath(CGContextRef c)

//绘制实心路径
void CGContextFillPath(CGContextRef c)

//提示：一般以CGContextDraw、CGContextStroke、CGContextFill开头的函数，都是用来绘制路径的

图形上下文栈的操作

//将当前的上下文copy一份,保存到栈顶(那个栈叫做”图形上下文栈”)
void CGContextSaveGState(CGContextRef c)

//将栈顶的上下文出栈,替换掉当前的上下文
void CGContextRestoreGState(CGContextRef c)

矩阵操作

• 利用矩阵操作，能让绘制到上下文中的所有路径一起发生变化

//缩放
void CGContextScaleCTM(CGContextRef c, CGFloat sx, CGFloat sy)

//旋转
void CGContextRotateCTM(CGContextRef c, CGFloat angle)

//平移
void CGContextTranslateCTM(CGContextRef c, CGFloat tx, CGFloat ty)

Quartz2D的内存管理

• 使用含有“Create”或“Copy”的函数创建的对象，使用完后必须释放，否则将导致内存泄露

• 使用不含有“Create”或“Copy”的函数获取的对象，则不需要释放

• 如果retain了一个对象，不再使用时，需要将其release掉

• 可以使用Quartz 2D的函数来指定retain和release一个对象。例如，如果创建了一个CGColorSpace对象，则使用函数CGColorSpaceRetain和CGColorSpaceRelease来retain和release对象。

• 也可以使用Core Foundation的CFRetain和CFRelease。注意不能传递NULL值给这些函数

图片水印

• 水印：在图片上加的防止他人盗图的半透明logo、文字、图标

• 水印的作用

  • 告诉你这个图片从哪来的
  • 主要是一些网站为了版权问题、广告而添加的

• 有时候，在手机客户端app中也需要用到水印技术

• 比如，用户拍完照片后，可以在照片上打个水印，标识这个图片是属于哪个用户的

• 实现方式：利用Quartz2D，将水印（文字、LOGO）画到图片的右下角

• 核心代码

//开启一个基于位图的图形上下文
void     UIGraphicsBeginImageContextWithOptions(CGSize size, BOOL opaque, CGFloat scale)
//从上下文中取得图片（UIImage）
UIImage* UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();
//结束基于位图的图形上下文
void     UIGraphicsEndImageContext();

图片裁剪

• 很多app的头像，都是圆形的
• 这时需要把一张普通的图片刻意裁剪成圆形
• 核心代码

void CGContextClip(CGContextRef c)
//将当前上下所绘制的路径裁剪出来（超出这个裁剪区域的都不能显示）

屏幕截图

• 有时候需要截取屏幕上的某一块内容
• 核心代码

   - (void)renderInContext:(CGContextRef)ctx;
调用某个view的layer的renderInContext:方法即可