iOS学习笔记--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：
1. 绘制图形 : 线条\三角形\矩形\圆\弧等
2. 绘制文字
3. 绘制\生成图片(图像)
4. 读取\生成PDF
5. 截图\裁剪图片
6. 自定义UI控件等

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，利用UIKit框架提供的控件，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：
1. 保存绘图信息、绘图状态
2. 决定绘制的输出目标（绘制到什么地方）（输出目标可以是PDF文件、Bitmap或者显示器的窗口上）
3. 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

**Bitmap Graphics Context
PDF Graphics Context
Window Graphics Context
Layer Graphics Context
Printer Graphics Context**

自定义view

利用Quartz2D绘制东西到view上:
1. 要有图形上下文，因为它能保存绘图信息，并且决定着绘制到什么地方去
2. 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作为前缀如：CGContextRef、CGPathRef、CGContextStrokePath(ctx)。

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

如，画一条线：

- (void)drawRect:(CGRect)rect
{//获取上下文CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext();//创建路径CGMutablePathRef path = CGPathCreateMutable();//绘制路径CGPathMoveToPoint(path, NULL, 50, 50);CGPathAddLineToPoint(path, NULL, 100,100);//添加路径至上下文CGContextAddPath(ctx, path);//渲染上下文CGContextStrokePath(ctx);
}

绘制曲线：

- (void)drawRect:(CGRect)rect {//绘制曲线 // 获取上下文CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext();// 描述路径// 设置起点CGContextMoveToPoint(ctx, 50, 50);// cpx:控制点的xCGContextAddQuadCurveToPoint(ctx, 150, 20, 250, 50);// 渲染上下文CGContextStrokePath(ctx);
}

常见属性使用：

- (void)drawRect:(CGRect)rect {// 获取上下文CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext();// 描述路径//起点CGContextMoveToPoint(ctx, 50, 50);CGContextAddLineToPoint(ctx, 100, 50);// 设置起点CGContextMoveToPoint(ctx, 80, 60);// 默认下一根线的起点就是上一根线终点CGContextAddLineToPoint(ctx, 100, 200);// 设置绘图状态,一定要在渲染之前// 颜色[[UIColor redColor] setStroke];// 线宽CGContextSetLineWidth(ctx, 5);// 设置连接样式CGContextSetLineJoin(ctx, kCGLineJoinBevel);// 设置顶角样式CGContextSetLineCap(ctx, kCGLineCapRound);// 渲染上下文CGContextStrokePath(ctx);
}

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)

感觉有点类似Android中的canvas.save()与canvas.restore();

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
1. 缩放
void CGContextScaleCTM(CGContextRef c, CGFloat sx, CGFloat sy)
2. 旋转
void CGContextRotateCTM(CGContextRef c, CGFloat angle)
3. 平移
void CGContextTranslateCTM(CGContextRef c, CGFloat tx, CGFloat ty)

感觉可以和Android中canvas.scale()、canvas.translate()、canvas.rotate()相比较，将当前上下文进行缩放旋转和平移操作。

实现案例：

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

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();

 // 加载图片UIImage *image = [UIImage imageNamed:@"阿狸"];// 0.获取上下文，之前的上下文都是在view的drawRect方法中获取（跟View相关联的上下文layer上下文）// 目前我们需要绘制图片到新的图片上，因此需要用到位图上下文// 怎么获取位图上下文,注意位图上下文的获取方式跟layer上下文不一样。位图上下文需要我们手动创建。// 开启一个位图上下文，注意位图上下文跟view无关联，所以不需要在drawRect.// size:位图上下文的尺寸（新图片的尺寸）// opaque: 不透明度 YES：不透明 NO:透明，通常我们一般都弄透明的上下文// scale:通常不需要缩放上下文，取值为0，表示不缩放UIGraphicsBeginImageContextWithOptions(image.size, NO, 0);// 1.绘制原生的图片[image drawAtPoint:CGPointZero];// 2.给原生的图片添加文字NSString *str = @"MrZk";// 创建字典属性NSMutableDictionary *dict = [NSMutableDictionary dictionary];dict[NSForegroundColorAttributeName] = [UIColor redColor];dict[NSFontAttributeName] = [UIFont systemFontOfSize:20];[str drawAtPoint:CGPointMake(200, 528) withAttributes:dict];// 3.生成一张图片给我们,从上下文中获取图片UIImage *imageWater = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();// 4.关闭上下文UIGraphicsEndImageContext();_imageView.image = imageWater;

2、图片裁剪

- (void)clipImage
{// 0.加载图片UIImage *image = [UIImage imageNamed:@"阿狸头像"];// 1.开启位图上下文，跟图片尺寸一样大UIGraphicsBeginImageContextWithOptions(image.size, NO, 0);// 2.设置圆形裁剪区域，正切与图片// 2.1创建圆形的路径UIBezierPath *path = [UIBezierPath bezierPathWithOvalInRect:CGRectMake(0, 0, image.size.width, image.size.height)];// 2.2把路径设置为裁剪区域[path addClip];// 3.绘制图片[image drawAtPoint:CGPointZero];// 4.从上下文中获取图片UIImage *clipImage = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();// 5.关闭上下文UIGraphicsEndImageContext();_imageView.image = clipImage;
}

3、屏幕截屏

// 开启位图上下文UIGraphicsBeginImageContextWithOptions(view.bounds.size, NO, 0);// 获取上下文CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext();// 把控件上的图层渲染到上下文,layer只能渲染[view.layer renderInContext:ctx];// 生成一张图片UIImage *image = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();// 关闭上下文UIGraphicsEndImageContext();

4、图片擦除

// 获取当前点CGPoint curP = [pan locationInView:self.view];// 获取擦除的矩形范围CGFloat wh = 100;CGFloat x = curP.x - wh * 0.5;CGFloat y = curP.y - wh * 0.5;CGRect rect = CGRectMake(x, y, wh, wh);// 开启上下文UIGraphicsBeginImageContextWithOptions(self.view.bounds.size, NO, 0);CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext();// 控件的layer渲染上去[_imageView.layer renderInContext:ctx];// 擦除图片CGContextClearRect(ctx, rect);// 生成一张图片UIImage *image = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();_imageView.image = image;// 关闭上下文UIGraphicsEndImageContext();