iOS开发之Quartz2D

时间:2024-01-18 23:26:44

1、         Quartz2D概述及作用

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,比如:

CGContextRef

CGPathRef

CGContextStrokePath(ctx);

……

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;

… …

2Quartz2DiOS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,比如:

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,Quartz2DiOS开发中很重要的一个价值是:自定义view(自定义UI控件)。

3、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

(1)Bitmap Graphics Context

(2)PDF Graphics Context

(3)Window Graphics Context

(4)Layer Graphics Context

(5)Printer Graphics Context

4、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:

(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

(a)取得跟当前view相关联的图形上下文

例如:CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext();

(a) 绘制相应的图形内容

例如:画1/4圆

CGContextMoveToPoint(ctx, 100, 100);

CGContextAddLineToPoint(ctx, 100, 150);

CGContextAddArc(ctx, 100, 100, 50, -M_PI_2, M_PI, 1);

CGContextClosePath(ctx);

[[UIColor redColor] set];

(b)利用图形上下文将绘制的所有内容渲染显示到view上面

例如:CGContextFillPath(ctx);

5drawRect

为什么要实现drawRect:方法才能绘图到view上?

因为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?

(1)当view第一次显示到屏幕上时(被加到UIWindow上显示出来)。

(2)调用view的setNeedsDisplay或者setNeedsDisplayInRect:时。

setNeedsDisplay常被调用来刷新View界面。

绘图顺序:

iOS开发之Quartz2D

3、         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。

4、         Quartz2D绘图的代码步骤

第一步:获得图形上下文:

CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext();

第二步:拼接路径(下面代码是搞一条线段):

CGContextMoveToPoint(ctx, 10, 10);

CGContextAddLineToPoint(ctx, 100, 100);

第三步:绘制路径:

CGContextStrokePath(ctx); // CGContextFillPath(ctx);

7、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)

8、常用绘制路径函数

  • 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

其他常用函数:

设置线段宽度:

CGContextSetLineWidth(ctx, 10);

设置线段头尾部的样式:

CGContextSetLineCap(ctx, kCGLineCapRound);

设置线段转折点的样式:

CGContextSetLineJoin(ctx, kCGLineJoinRound);

设置颜色:

CGContextSetRGBStrokeColor(ctx, 1, 0, 0, 1);

9、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(清空之前对于上下文设置):

void CGContextRestoreGState(CGContextRef c)

10、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)

11Quartz2D的内存管理

关于内存管理,有以下原则:

(1)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。

(2)使用不含有“Create”或“Copy”的函数获取的对象,则不需要释放

(3)如果retain了一个对象,不再使用时,需要将其release掉。

(4)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。

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

11、    图片水印

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();

例如:

UIImage *bgImage = [UIImage imageNamed:@"scene"];

// 上下文 : 基于位图(bitmap) ,  所有的东西需要绘制到一张新的图片上去

// 1.创建一个基于位图的上下文(开启一个基于位图的上下文)

// size : 新图片的尺寸

// 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(bgImage.size, NO, 0.0);

// 2.画背景

//特别注意的是使用OC自带的画图方法不用传上下文,系统会自动检测并传入上下文

[bgImage drawInRect:CGRectMake(0, 0, bgImage.size.width, bgImage.size.height)];

// 3.画右下角的水印

UIImage *waterImage = [UIImage imageNamed:@"logo"];

CGFloat scale = 0.2;

CGFloat margin = 5;

CGFloat waterW = waterImage.size.width * scale;

CGFloat waterH = waterImage.size.height * scale;

CGFloat waterX = bgImage.size.width - waterW - margin;

CGFloat waterY = bgImage.size.height - waterH - margin;

[waterImage drawInRect:CGRectMake(waterX, waterY, waterW, waterH)];

// 4.从上下文中取得制作完毕的UIImage对象

UIImage *newImage =

UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();

// 5.结束上下文

UIGraphicsEndImageContext();

// 6.显示到UIImageView

self.iconView.image = newImage;

// 7.将image对象压缩为PNG格式的二进制数据

NSData *data = UIImagePNGRepresentation(newImage);

//UIImageJPEGRepresentation(<#UIImage *image#>, <#CGFloat compressionQuality#>)

// 8.写入文件

NSString *path =

[[NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSDocumentDirectory, NSUserDomainMask, YES) lastObject]

stringByAppendingPathComponent: @"new.png"];

[data writeToFile:path atomically:YES];

13、图片裁剪

有时候我们需要把一张普通的图片刻意裁剪成圆形,比如把用户头像做成圆形的,如下图:

iOS开发之Quartz2D

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)

示例代码1(效果如上图):

CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext();

// 画圆

CGContextAddEllipseInRect(ctx, CGRectMake(100, 100, 50, 50));

// 裁剪

CGContextClip(ctx);

CGContextFillPath(ctx);

// 显示图片

UIImage *image = [UIImage imageNamed:@"me"];

[image drawAtPoint:CGPointMake(100, 100)];

示例代码2(产生图像圆截图,效果和上面图片效果一样但在图像周围加个圆边框,并保存到本地):

// 1.加载原图

UIImage *oldImage = [UIImage imageNamed:@"me"];

// 2.开启上下文

CGFloat borderW = 2; // 圆环的宽度

CGFloat imageW = oldImage.size.width + 2 * borderW;

CGFloat imageH = oldImage.size.height + 2 * borderW;

CGSize imageSize = CGSizeMake(imageW, imageH);

UIGraphicsBeginImageContextWithOptions(imageSize, NO, 0.0);

// 3.取得当前的上下文

CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext();

// 4.画边框(大圆)

[[UIColor whiteColor] set];

CGFloat bigRadius = imageW * 0.5; // 大圆半径

CGFloat centerX = bigRadius; // 圆心

CGFloat centerY = bigRadius;

CGContextAddArc(ctx, centerX, centerY, bigRadius, 0, M_PI * 2, 0);

CGContextFillPath(ctx); // 画圆

// 5.小圆

CGFloat smallRadius = bigRadius - borderW;

CGContextAddArc(ctx, centerX, centerY, smallRadius, 0, M_PI * 2, 0);

// 裁剪(后面画的东西才会受裁剪的影响)

CGContextClip(ctx);

// 6.画图

[oldImage drawInRect:CGRectMake(borderW, borderW, oldImage.size.width, oldImage.size.height)];

// 7.取图

UIImage *newImage =

UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();

// 8.结束上下文

UIGraphicsEndImageContext();

// 9.显示图片

self.iconView.image = newImage;

// 10.写出文件

NSData *data = UIImagePNGRepresentation(newImage);

NSString *path =

[[NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSDocumentDirectory,

NSUserDomainMask, YES) lastObject]

stringByAppendingPathComponent:@"new.png"];

[data writeToFile:path atomically:YES];

14、屏幕截图

有时候需要截取屏幕上的某一块内容,比如捕鱼达人游戏:

iOS开发之Quartz2D

核心代码:

- (void)renderInContext:(CGContextRef)ctx;

调用某个view的layer的renderInContext:方法即可

示例代码:

// 1.开启上下文

UIGraphicsBeginImageContextWithOptions(view.frame.size, NO, 0.0);

// 2.将控制器view的layer渲染到上下文

[view.layer renderInContext:UIGraphicsGetCurrentContext()];

// 3.取出图片

UIImage *newImage =

UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();

// 4.写文件

NSData *data = UIImagePNGRepresentation(newImage);

NSString *path =

[[NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSDocumentDirectory,

NSUserDomainMask, YES) lastObject]

stringByAppendingPathComponent:@"new.png"];

[data writeToFile:path atomically:YES];

// 5.结束上下文

UIGraphicsEndImageContext();

15OC中自带画图方法

// 1.获得当前的触摸点

UITouch *touch = [touches anyObject];

CGPoint startPos = [touch locationInView:touch.view];

// 2.创建一个新的路径

UIBezierPath *currenPath = [UIBezierPath bezierPath];//也可用alloc init方法创建

currenPath.lineCapStyle = kCGLineCapRound;

currenPath.lineJoinStyle = kCGLineJoinRound;

// 3.设置起点

[currenPath moveToPoint:startPos];

//4.连线

[currentPath addLineToPoint:endPos];

判断一个点是否在一个矩形框内:

CGRectContainsPoint(rect,point);//判断point这个点是否在rect这个矩形框内