iOS-CoreGraphics图形库

2019-11-08 本文已影响0人 Imkata

一. CoreGraphics介绍

点和像素的对比
① 系统拥有坐标系，如320*480硬件有retain屏幕和非retain屏，如640*960、320*480。
② Core Graphics 使用的是系统的坐标系来绘制图片，在分辨率为640*960手机上绘制图片时，实际上Core Graphics 的坐标是320*480，这个时候每个坐标系上的点，实际上拥有两个像素。
CoreGraphics
CoreGraphics是苹果的⼀个二维绘图框架，CoreGraphics的API是纯C语⾔的，同时支持iOS和Mac系统。
CoreGraphics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
通过绘制自定义View
CoreGraphics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、UIImageView、UIButton等。利⽤UIKit框架提供的控件能现实一些常见的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CoreGraphics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CoreGraphics画出来的，因此CoreGraphics在iOS开发中很重要的⼀个价值就是：通过绘制自定义View。

二. Graphics Context

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UIView的layer层、PDF文件、Bitmap或者显示器的窗口）。

图形上下文作用.png

CoreGraphics提供了以下几种类型的Graphics Context：

位图图形上下文：Bitmap Graphics Context
PDF图形上下文：PDF Graphics Context
window图形上下文：Window Graphics Context
layer层图形上下文：Layer Graphics Context
打印图形上下文：Printer Graphics Context

目标.png

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，我们在UIView的drawRect:方法中通过UIGraphicsGetCurrentContext()获取的就是Layer Graphics Context所以会绘制在UIView的layer层上。

三. 通过绘制自定义View

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。

1. 一般步骤

新建⼀个类，继承于UIView
实现 -(void)drawRect:(CGRect)rect ⽅法，然后在这个方法中
① 取得跟当前view相关联的图形上下文
② 绘制相应的图形内容
③ 利用图形上下文将绘制的所有内容渲染显示到view上面

2. 常用函数介绍

//获取上下文 上下文的输出目标就是self.layer
CGContextRef context = UIGraphicsGetCurrentContext();
    
// 设置线颜色
CGContextSetRGBStrokeColor(context, 1.0, 0.0, 0.0, 1);
    
// 设置线宽
CGContextSetLineWidth(context, 13);
    
// 设置线条终点形状
CGContextSetLineCap(context, kCGLineCapButt);
    
// 设置连接点的样式    连点是圆角
CGContextSetLineJoin(context, kCGLineJoinRound);
    
//设置起点
CGContextMoveToPoint(context, 100, 100);

// 画一条线到一个点
CGContextAddLineToPoint(context, 130, 200);

// 画矩形 参数:(x,y,width,height)
CGContextAddRect(context, CGRectMake(10, 10, 100, 100));
    
// 画弧形
/**
    *x,y 圆心
    *radius 半径
    *startAngle 画弧的起始位置
    *endAngel 画弧的结束位置
    * clockwise 0 顺针 1 逆时针
    */
CGContextAddArc(context, 100, 100, 60, - M_PI_4, - 3 * M_PI_4, 1);

// 画圆形
/**
    *x,y 圆心
    *width 水平宽
    *height 垂直高
    */
CGContextAddEllipseInRect(context, CGRectMake(10, 10, 100, 200));

// 画图片
UIImage *image = [UIImage imageNamed:@"papa.png"];
// [image drawAtPoint:CGPointZero];
// [image drawInRect:CGRectMake(10, 10, 50, 50)];
// 平铺
[image drawAsPatternInRect:CGRectMake(0, 0, 180, 180)];

// 画文字
NSString  *str = @"哈哈哈哈哈哈啊哈哈哈";
NSMutableDictionary *dict = [NSMutableDictionary dictionary];
//字体大小
dict[NSFontAttributeName] = [UIFont systemFontOfSize:30];
//设置颜色
dict[NSForegroundColorAttributeName] = [UIColor redColor];
//设置描边
dict[NSStrokeColorAttributeName] = [UIColor greenColor];
dict[NSStrokeWidthAttributeName] = @2;
//设置阴影
NSShadow *shaw = [[NSShadow alloc] init];
shaw.shadowColor = [UIColor blueColor];
//设置阴影的偏移量
shaw.shadowOffset = CGSizeMake(1, 1);
shaw.shadowBlurRadius = 2;
dict[NSShadowAttributeName] = shaw;
//画文字
[str drawAtPoint:CGPointZero withAttributes:dict];
//[str drawInRect:rect withAttributes:dict];
//用drawInRect:rect会自动换行，用drawAtPoint不会自动换行

//设置关闭路径
CGContextClosePath(context);

//来描线,即形状 空心
CGContextStrokePath(context);

//来填充 实心
CGContextFillPath(context);

关于使用上面的函数绘制几何图形、图片、文字、进度条、饼形图、复杂的小黄人、自定义气球上升的View以及模仿实现系统UIImageView的实现代码在：CoreGraphics图形库

关于图形上下文栈和矩阵操作请参考文章：图形上下文栈、矩阵操作

四. CGMutablePathRef路径的使用

在画线的时候，方法的内部默认创建一个path，它把路径都放到了path里面去。

创建路径
调用CGPathCreateMutable()方法相当于创建了一个路径，这个路径用来保存绘图信息，它是CGMutablePathRef类型的。
把绘图信息添加到路径里边
① 以前的方法是点的位置添加到ctx（图形上下文信息）中，ctx 默认会在内部创建一个path用来保存绘图信息。
② 在图形上下文中有一块存储空间专门用来存储绘图信息，其实这块空间就是CGMutablePathRef。
把路径添加到上下文中

代码示例：

以前我们绘制一条直线的代码：

- (void)drawRect:(CGRect)rect {
    //1.获取图形上下文
    CGContextRef ctx=UIGraphicsGetCurrentContext();
    //2.绘图（画线）
    //设置起点
    CGContextMoveToPoint(ctx, 20, 20);
    //设置终点
    CGContextAddLineToPoint(ctx, 200, 300);
    //渲染
    CGContextStrokePath(ctx);
}

上面的代码和下面的代码是等价的。

- (void)drawRect:(CGRect)rect {
    //1.获取图形上下文
    CGContextRef ctx=UIGraphicsGetCurrentContext();

    //2.绘图
    //2.1创建一条直线绘图的路径
    //注意：但凡通过Quartz2D中带有creat/copy/retain方法创建出来的值都必须要释放
    CGMutablePathRef path=CGPathCreateMutable();
    //2.2把绘图信息添加到路径里
    CGPathMoveToPoint(path, NULL, 20, 20);
    CGPathAddLineToPoint(path, NULL, 200, 300);
    //2.3把路径添加到上下文中
    //把绘制直线的绘图信息保存到图形上下文中
    CGContextAddPath(ctx, path);

    //3.渲染
    CGContextStrokePath(ctx);

    //4.释放前面创建的两条路径
    //第一种方法
    CGPathRelease(path);
    //第二种方法
    // CFRelease(path);
}

如果要在上下文中绘制多个图形，这种情况下建议使用path，这样更清晰，比如我们想画一个直线和一个圆，代码如下：

- (void)drawRect:(CGRect)rect
    {
    //1.获取图形上下文
    CGContextRef ctx=UIGraphicsGetCurrentContext();

    //2.绘图
    //2.a 画一条直线
    //2.a.1创建一条绘图的路径
    //注意：但凡通过Quartz2D中带有creat/copy/retain方法创建出来的值都必须要释放
    CGMutablePathRef path=CGPathCreateMutable();

    //2.a.2把绘图信息添加到路径里
    CGPathMoveToPoint(path, NULL, 20, 20);
    CGPathAddLineToPoint(path, NULL, 200, 300);

    //2.a.3把路径添加到上下文中
    //把绘制直线的绘图信息保存到图形上下文中
    CGContextAddPath(ctx, path);

    //2.b画一个圆
    //2.b.1创建一条画圆的绘图路径(注意这里是可变的，不是CGPathRef)
    CGMutablePathRef path1=CGPathCreateMutable();

    //2.b.2把圆的绘图信息添加到路径里
    CGPathAddEllipseInRect(path1, NULL, CGRectMake(50, 50, 100, 100));

    //2.b.3把圆的路径添加到图形上下文中
    CGContextAddPath(ctx, path1);

    //3.渲染
    CGContextStrokePath(ctx);

    //4.释放前面创建的两条路径
    //第一种方法
    CGPathRelease(path);
    CGPathRelease(path1);
    //第二种方法
    //CFRelease(path);
}

效果图：

直线和圆.png

如果是画线，那么就创建一条路径（path）用来保存画线的绘图信息，如果又要重新画一个圆，那么就可以创建一条新的路径来专门保存画圆的绘图信息。

注意：

开发过程中，ARC环境，C语言的资源是不会自动释放，但凡通过quarzt2d中带有creat / copy / retain方法创建出来的值都必须手动的释放。

有两种方法可以释放前面创建的路径：

CGPathRelease(path);
CFRelease(path); //CFRelease属于更底层的CoreFoundation框架