IOS-Quartz2D API简单入门

IOS-Quartz2D API简单入门

简介

• 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
  • …
• 在IOS开发中，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

• Quartz2D在iOS开发中的价值

  • iOS中大部分控件的内容都是通过Quartz2D画出来的
  • 因此，我们可以使用Quartz2D来自定义UI控件

• Quartz2D中的一些核心概念

  • 图形上下文(CGContextRef)
  • 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
    • 可以说类似android中的Canvas
  • 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中的图形上下文如下图所示：

• 图形上下文栈
  
  • 顾名思义这个栈是用来保存图形上下文的
  • 当我们在代码中使用 xxxxGetCurrentContext，基本上得到的都是栈顶的图形上下文
  • 这个栈对于我们的价值就是，我们可以使用它来保存我们某一时刻的图形上下文状态(各种属性)， 即直接将上下文压入栈中
  • 这样到我们再需要特定上下文时，我们就可从栈中获取我们已经保存的图形上下文

自定义View与 Quartz2D

原理

• 对于Quartz2d我们已经知道：要想使用Quartz2D来绘制东西必须要有图形上下文。
• 图形上下文决定着绘制的内容输出到什么地方
• 当我们自定义View时使用的图形上下文是：Layer Graphics
  
  • UIView中有一个layer属性，这个layer就是用来保存已经使用Quartz2d来绘制东西的上下文
  • UIView的 -(void)drawRect:(CGRect)rec 方法中含有我们需要的上下文layer
  • IOS中的UI控件之所以能够显示UI界面，本质是因为有layer这个属性

使用Quartz2D自定义View的步骤

1. 新建一个类，继承自UIView
2. 实现-(void)drawRect:(CGRect)rect方法，然后在这个方法中
3. 取得跟当前view相关联的图形上下文
4. 绘制相应的图形内容

5. 利用图形上下文将绘制的所有内容渲染显示到view(layer)上面

   • 细节问题

     • -(void)drawRect:(CGRect)rec 方法
       
       • 这个方法类似与android中的onDraw方法，即你不可以手动调用这个方法
       • 方法内含有我们(Quartz2d)需要的上下文layer
       • 它会在以下时机被调用
         
         • 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
         • 注意：setNeedsDisplay和setNeedsDisplayInRect:方法调用后，屏幕并不是立即刷新，
           而是会在下一次刷新屏幕的时候把绘制的内容显示出来。

   • 自定义View的一般性代码

     一般我们会在 -(void)drawRect:(CGRect)rect,做如下事情

    - (void)drawRect:(CGRect)rect{//1.获得图形上下文CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext();  //获得 LayerGraphics上下文//2.在这个图形上下文中绘制我们所需的图形//TODO//3.渲染显示到view上面CGContextStrokePath(ctx);}

Quartz2D API入门

• 使用Quartz2D主要就是来绘制一些我们想要的图形来满足我们自定义View的需要
• 使用API时我们还需知道在Quartz2D中的坐标系零点是左下角，但是Core Graphics框架对于大部分API已经帮我们封装成了IOS的环境

• 与图形上下文相关的操作
  

  
  

    //1.1 在-(void)drawRect:(CGRect)rect方法中，有一个基于layer的上下文，因此我们可以直接这样做CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext(); //获得LayerGraphics上下文//1.2 开启一个基于位图(bitmap)上下文， 即把所有的东西需要绘制到一张新的图片上去// param1: size : 新图片的尺寸// param2：opaque : YES : 不透明, NO : 透明// 这行代码过后.就相当于常见一张新的bitmap,也就是新的UIImage对象 UIGraphicsBeginImageContextWithOptions(image.size, NO, 0.0);//从上下文中取得制作完毕的UIImage对象UIImage *newImage = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();//结束上下文， 自己开启的上下文应记得关闭UIGraphicsEndImageContext();//1.3 其他的上下文操作类似//1.4 上下文与图形上下文栈// 将ctx拷贝一份放到栈中CGContextSaveGState(ctx); // 将栈顶的上下文出栈,替换ctx1上下文CGContextRestoreGState(ctx1);

• 与图形上下文相关的操作
  

  • 设置绘制图形时的环境

  
  

    CGContextSetLineWidth(ctx, 10);  // 设置上下文线段宽度(影响整个上下文的图形的线宽)CGContextSetLineCap(ctx, kCGLineCapRound); //设置线段头尾部的样式（直角，还是圆角？）CGContextSetLineJoin(ctx, kCGLineJoinRound);  //设置线段转折点的样式（急转弯还是圆弧？）//设置颜色CGContextSetRGBStrokeColor(ctx, 1, 0, 0, 1);  //可以理解为设置画笔的颜色 后面4个参数代表ARGB,取值范围为0-1// set : 同时设置为实心和空心颜色// setStroke : 设置空心颜色// setFill : 设置实心颜色[[UIColor whiteColor] set];

• 绘制图形相关API
  

  • 绘制图形的思想: 其实我们就是在拼接我们所要绘制图形的路径，最后把他们按照我们的意愿填充我们想要的色彩，(画画不就是这样嘛)
    
  • 在使用Quartz2d画图时我们可以想象我们手中有一个画笔

  
  

    //1. 利用点线来拼接图形CGContextMoveToPoint(ctx, 10, 10);  //抬笔， 即画画的第一个点CGContextAddLineToPoint(ctx, 100, 100);  //以当前画笔所处的点为起点，画线CGContextAddLineToPoint(ctx, 200, 200);//1.1 贝塞尔曲线CGContextAddQuadCurveToPoint(ctx, controlX, controlY, endX, endY);  //以当前点为起始点，画一条贝塞尔曲线//1.2 使用CGMutablePathRef 来画线CGMutablePathRef linePath = CGPathCreateMutable();CGPathMoveToPoint(linePath, NULL, 0, 0);CGPathAddLineToPoint(linePath, NULL, 100, 100); CGMutablePathRef circlePath = CGPathCreateMutable();CGPathAddArc(circlePath, NULL, 150, 150, 50, 0, M_PI * 2, 0);CGContextAddPath(ctx, linePath); //添加路径到上下文CGContextAddPath(ctx, circlePath);CGContextStrokePath(ctx);CGPathRelease(linePath);  //由于非OC对象，因此需要手动释放内存CGPathRelease(circlePath);//2. 画图形// 2.1 画圆弧// param2,3：x\y : 圆心// param4: radius : 半径// param5:startAngle : 开始角度// param6:endAngle : 结束角度// param7:clockwise : 圆弧的伸展方向(0:顺时针, 1:逆时针)CGContextAddArc(ctx, 100, 100, 50, M_PI_2, M_PI, 0);/2.2 画椭圆CGContextAddEllipseInRect(ctx, CGRectMake(50, 10, 100, 100));  //可以利用这个API来画圆//2.3 画矩形CGContextAddRect(ctx, CGRectMake(10, 10, 150, 100));//3， 画图片[image drawAtPoint:CGPointMake(100, 100)]; //使用OC的API//3. 结束图形的绘制CGContextClosePath(ctx); //合并路径，即以当前所画的线，按照最简单的方式把线给闭合CGContextStrokePath(ctx); //空心填充绘制的图形，即只描绘图形中的线CGContextFillPath(ctx);   //实心填充绘制的图形

• 
  
• 矩阵操作与图片裁剪
  

• 矩阵操作是对整个上下文整体进行操作
  
  • 相关代码应放在画图前执行
    
• 我们可以把一张图片裁剪为我们想要的样子
  
  • 如果使用Bitmap Graphics Context， 我们还可以获得我们裁剪后的图片
    
  • 原理
    
    • 先画出一个我们目标图片的形状
      
    • 把上下文裁剪成这个形状
      
    • 把源图片放到上下文上
      
      • 可以利用Bitmap Graphics Context把图片给导出来（生成UIImageView对象）
      
      

    //矩阵操作CGContextRotateCTM(ctx, M_PI_4 * 0.3);  //旋转CGContextScaleCTM(ctx, 0.5, 0.5);      //缩放CGContextTranslateCTM(ctx, 0, 150);    //位移//图片裁剪 //TODO1： 画出目标图片的形状//第二步： 裁剪上下文CGContextClip(ctx); CGContextFillPath(ctx);//第三步：把源图片放到上下文上[image drawAtPoint:CGPointMake(100, 100)];//在Bitmap Graphics Context中取图UIImage *newImage = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();//写出文件NSData *data = UIImagePNGRepresentation(newImage);NSString *path = [[NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSDocumentDirectory, NSUserDomainMask, YES) lastObject] stringByAppendingPathComponent:@"new.png"];[data writeToFile:path atomically:YES];