Quartz 2D介绍及基本图形绘制

时间：2023-02-06 22:05:03

转自：http://www.cnblogs.com/kenshincui/p/3959951.html#basicDraw

Quartz 2D简介：

在iOS中常用的绘图框架就是Quartz 2D，Quartz 2D是Core Graphics框架的一部分，是一个强大的二维图像绘制引擎。Quartz 2D在UIKit中也有很好的封装和集成，我们日常开发时所用到的UIKit中的组件都是由Core Graphics进行绘制的。不仅如此，当我们引入UIKit框架时系统会自动引入Core Graphics框架，并且为了方便开发者使用在UIKit内部还对一些常用的绘图API进行了封装。

在iOS中绘图一般分为以下几个步骤：

1.获取绘图上下文

2.创建并设置路径

3.将路径添加到上下文

4.设置上下文状态

5.绘制路径

6.释放路径

图形上下文CGContextRef代表图形输出设备（也就是绘制的位置），包含了绘制图形的一些设备信息，Quartz 2D中的所有对象最终都必须绘制到图形上下文。这样一来，我们在绘制图形时就不必关心具体的设备信息，统一了代码编写方式（在Quartz 2D中的绘图上下文可以是位图Bitmap、PDF、窗口Window、层Layer、打印对象Printer）。

基本图形绘制：

在UIKit中默认已经为我们准备好了一个图形上下文对象，在UI控件的drawRect:方法（这个方法在loadView、viewDidLoad方法后执行）中我们可以通过UIKit封装函数UIGraphicsGetCurrentContext()方法获得这个图形上下文(注意在其他UI控件方法中无法取得这个对象)，然后我们只要按照绘图步骤一步步执行即可。下面自定义一个KCView继承自UIView，重写drawRect:方法绘制两条直线说明上面绘图的步骤：

注意只能在drawRect:方法中调用UIGraphicsGetCurrentContext()方法才能获得图形上下文。

KCView.m

//
// KCView.m
// Quartz2D
//
// Created by Kenshin Cui on 14-3-17.
// Copyright (c) 2014年 Kenshin Cui. All rights reserved.
//
/**
 基本绘图
 */

#import "KCView.h"

@implementation KCView

#pragma mark 绘图
//绘图只能在此方法中调用，否则无法得到当前图形上下文，如下是比较繁琐的方法
-(void)drawRect:(CGRect)rect{
//1.取得图形上下文对象
CGContextRef context = UIGraphicsGetCurrentContext();

//2.创建路径对象
CGMutablePathRef path = CGPathCreateMutable();
 CGPathMoveToPoint(path, nil, 20, 50);//移动到指定位置（设置路径起点）
CGPathAddLineToPoint(path, nil, 20, 100);//绘制直线（从起始位置开始）
CGPathAddLineToPoint(path, nil, 300, 100);//绘制另外一条直线（从上一直线终点开始绘制）


 //3.添加路径到图形上下文
CGContextAddPath(context, path);

//4.设置图形上下文状态属性
CGContextSetRGBStrokeColor(context, 1.0, 0, 0, 1);//设置笔触颜色
CGContextSetRGBFillColor(context, 0, 1.0, 0, 1);//设置填充色
CGContextSetLineWidth(context, 2.0);//设置线条宽度
CGContextSetLineCap(context, kCGLineCapRound);//设置顶点样式,（20,50）和（300,100）是顶点
CGContextSetLineJoin(context, kCGLineJoinRound);//设置连接点样式，(20,100)是连接点
 /*设置线段样式
 phase:虚线开始的位置
 lengths:虚线长度间隔（例如下面的定义说明第一条线段长度8，然后间隔3重新绘制8点的长度线段，当然这个数组可以定义更多元素）
 count:虚线数组元素个数
 */
CGFloat lengths[2] = { 18, 9 };
 CGContextSetLineDash(context, 0, lengths, 2);
/*设置阴影
 context:图形上下文
 offset:偏移量
 blur:模糊度
 color:阴影颜色
 */
CGColorRef color = [UIColor grayColor].CGColor;//颜色转化，由于Quartz 2D跨平台，所以其中不能使用UIKit中的对象，但是UIkit提供了转化方法
CGContextSetShadowWithColor(context, CGSizeMake(2, 2), 0.8, color);

//5.绘制图像到指定图形上下文
 /*CGPathDrawingMode是填充方式,枚举类型
 kCGPathFill:只有填充（非零缠绕数填充），不绘制边框
 kCGPathEOFill:奇偶规则填充（多条路径交叉时，奇数交叉填充，偶交叉不填充）
 kCGPathStroke:只有边框
 kCGPathFillStroke：既有边框又有填充
 kCGPathEOFillStroke：奇偶填充并绘制边框
 */
CGContextDrawPath(context, kCGPathFillStroke);//最后一个参数是填充类型

 //6.释放对象
CGPathRelease(path);
}
@end

在视图控制器创建KCView并添加到根视图中：

- (void)viewDidLoad {
 [super viewDidLoad];

 KCView *view=[[KCView alloc]initWithFrame:[UIScreen mainScreen].bounds];
 view.backgroundColor=[UIColor whiteColor];
 [self.view addSubview:view];
}

运行效果如下：

Quartz 2D介绍及基本图形绘制

简化绘图方式

上面的绘图方式未免显得有些麻烦，其实Core Graphics 内部对创建对象添加到上下文这两步操作进行了封装，可以一步完成。另外前面也说过UIKit内部其实封装了一些以“UI”开头的方法帮助大家进行图形绘制。就拿前面的例子来说我们改进一些绘制方法：

-(void)drawLine2{
//1.获得图形上下文
CGContextRef context=UIGraphicsGetCurrentContext();

//2.绘制路径（相当于前面创建路径并添加路径到图形上下文两步操作）
CGContextMoveToPoint(context, 20, 50);
 CGContextAddLineToPoint(context, 20, 100);
 CGContextAddLineToPoint(context, 300, 100);
//封闭路径:a.创建一条起点和终点的线,不推荐
 //CGPathAddLineToPoint(path, nil, 20, 50);
 //封闭路径:b.直接调用路径封闭方法
CGContextClosePath(context);

//3.设置图形上下文属性
[[UIColor redColor]setStroke];//设置红色边框
[[UIColor greenColor]setFill];//设置绿色填充
 //[[UIColor blueColor]set];//同时设置填充和边框色

 //4.绘制路径
CGContextDrawPath(context, kCGPathFillStroke);
}

上面的操作相比前面的方法应该说已经简化了不少，除了路径之外其他矩形、椭圆等都有对应的创建方法。另外上面我们也演示了封闭路径的方法，大家可以运行看一下效果。

其他图形绘制

相信大家了解了上面的绘制步骤其他图形绘制并不麻烦，下面以一个例子简单演示一下其他图形的绘制，包括文字和图像的绘制。

绘制矩形

在下面的方法中还可以看到UIKit对绘图方法的封装，使用起来更加简单。

#pragma mark 绘制矩形
-(void)drawRectWithContext:(CGContextRef)context{
//添加矩形对象
CGRect rect=CGRectMake(20, 50, 280.0, 50.0);
 CGContextAddRect(context,rect);
//设置属性
[[UIColor blueColor]set];
//绘制
CGContextDrawPath(context, kCGPathFillStroke);
}

#pragma mark 绘制矩形（利用UIKit的封装方法）
-(void)drawRectByUIKitWithContext:(CGContextRef)context{
 CGRect rect= CGRectMake(20, 150, 280.0, 50.0);
 CGRect rect2=CGRectMake(20, 250, 280.0, 50.0);
//设置属性
[[UIColor yellowColor]set];
//绘制矩形,相当于创建对象、添加对象到上下文、绘制三个步骤
UIRectFill(rect);//绘制矩形（只有填充）

[[UIColor redColor]setStroke];
UIRectFrame(rect2);//绘制矩形(只有边框)
}
@end

运行效果：

Quartz 2D介绍及基本图形绘制

绘制椭圆

#pragma mark 绘制椭圆
-(void)drawEllipse:(CGContextRef)context{
//添加对象,绘制椭圆（圆形）的过程也是先创建一个矩形
CGRect rect=CGRectMake(50, 50, 220.0, 200.0);
CGContextAddEllipseInRect(context, rect);
//设置属性
[[UIColor purpleColor]set];
//绘制
CGContextDrawPath(context, kCGPathFillStroke);
}
@end 

运行效果：

Quartz 2D介绍及基本图形绘制

绘制弧形

-(void)drawArc:(CGContextRef)context{
/*添加弧形对象
 x:中心点x坐标
 y:中心点y坐标
 radius:半径
startAngle:起始弧度，其实位置同在时钟3时的位置
 endAngle:终止弧度
closewise:是否逆时针绘制，0则顺时针绘制
 */
CGContextAddArc(context, 160, 160, 100.0, 0.0, M_PI_2, 1);//M_PI表示π

//设置属性
[[UIColor yellowColor]set];

//绘制
CGContextDrawPath(context, kCGPathFillStroke);
}

运行效果：

Quartz 2D介绍及基本图形绘制

绘制贝塞尔曲线

要绘制规则图形在iOS中相当简单，但是不规则图形怎么绘制呢？此时就要利用路径。前面我们绘制了直线，它和曲线绘制都属于路径绘制。和直线绘制相比曲线绘制就要复杂一些，但是路径作为高级动画的基础又是我们必须掌握的，因此这里我们就一起来熟悉一下曲线绘制。在Quartz 2D中曲线绘制分为两种：二次贝塞尔曲线和三次贝塞尔曲线。二次曲线只有一个控制点，而三次曲线有两个控制点，如下图所示：

Quartz 2D介绍及基本图形绘制

当然，在iOS中两种曲线分别对应两种方法：

CGContextAddQuadCurveToPoint(CGContextRef c, CGFloat cpx, CGFloat cpy, CGFloat x, CGFloat y);

CGContextAddCurveToPoint(context, CGFloat cp1x, CGFloat cp1y, CGFloat cp2x, CGFloat cp2y, CGFloat x, CGFloat y);
下面就演示一下这两种曲线的绘制方法

#pragma mark 绘制贝塞尔曲线
-(void)drawCurve:(CGContextRef)context{

//绘制曲线
CGContextMoveToPoint(context, 20, 100);//移动到起始位置
    /*绘制二次贝塞尔曲线
     c:图形上下文
     cpx:控制点x坐标
     cpy:控制点y坐标
 x:结束点x坐标
     y:结束点y坐标
    */
CGContextAddQuadCurveToPoint(context, 160, 0, 300, 100);

    CGContextMoveToPoint(context, 20, 500);
/*绘制三次贝塞尔曲线
     c:图形上下文
     cp1x:第一个控制点x坐标
     cp1y:第一个控制点y坐标
     cp2x:第二个控制点x坐标
     cp2y:第二个控制点y坐标
x:结束点x坐标
     y:结束点y坐标
    */
CGContextAddCurveToPoint(context, 80, 300, 240, 500, 300, 300);

//设置图形上下文属性
[[UIColor yellowColor]setFill];
    [[UIColor redColor]setStroke];


//绘制路径
CGContextDrawPath(context, kCGPathFillStroke);

}

运行效果：

Quartz 2D介绍及基本图形绘制

 

备注:贝塞尔曲线是由法国数学家“贝塞尔”发现的，他发现：任何一条曲线都能够由和它相切的直线的两个端点来描述，这种曲线表示方式后来被广泛应用到计算机中，称为“贝塞尔曲线”。


文字绘制

除了绘制图形还可以绘制文本内容。

-(void)drawText:(CGContextRef)context{
//绘制到指定的区域内容
NSString *str=@"Star Walk is the most beautiful stargazing app you’ve ever seen on a mobile device. It will become your go-to interactive astro guide to the night sky, following your every movement in real-time and allowing you to explore over 200, 000 celestial bodies with extensive information about stars and constellations that you find.";
    CGRect rect= CGRectMake(20, 50, 280, 300);
    UIFont *font=[UIFont systemFontOfSize:18];//设置字体
UIColor *color=[UIColor redColor];//字体颜色
NSMutableParagraphStyle *style=[[NSMutableParagraphStyle alloc]init];//段落样式
NSTextAlignment align=NSTextAlignmentLeft;//对齐方式
style.alignment=align;
    [str drawInRect:rect withAttributes:@{NSFontAttributeName:font,NSForegroundColorAttributeName:color,NSParagraphStyleAttributeName:style}];
}

运行效果：

Quartz 2D介绍及基本图形绘制 

图像绘制

Quartz 2D还可以将图像绘制到图形上下文。

-(void)drawImage:(CGContextRef)context{
    UIImage *image=[UIImage imageNamed:@"image2.jpg"];
//从某一点开始绘制
[image drawAtPoint:CGPointMake(10, 50)];
//绘制到指定的矩形中，注意如果大小不合适会会进行拉伸
//    [image drawInRect:CGRectMake(10, 50, 300, 450)];
    //平铺绘制
//    [image drawAsPatternInRect:CGRectMake(0, 0, 320, 568)];
}

运行效果：

Quartz 2D介绍及基本图形绘制 


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