[iOSUI進階-0]Quiartz2D

2019-11-14 19:42:09

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A.簡介

1. 需要掌握的

drawRect:方法的使用
常見圖形的繪制：線條、多邊形、圓
繪圖狀態的設置：文字顏色、線寬等
圖形上下文狀態的保存與恢復
圖形上下文棧

1.基本圖形繪制
* 線段（線寬、線段樣式）
* 矩形（空心、實心、顏色）
* 三角形、梯形等形狀
* 橢圓/圓
* 圓弧
* 文字繪制
* 圖片繪制（pattern）
* 圖形上下文棧

2.練習（畫人）

3.模仿UIImageView

4.自定義checkbox

5.圖片裁剪

6.圖片水印

7.條紋背景

8.截圖

2.概念

Quartz 2D是一個二維繪圖引擎，同時支持iOS和Mac系統

Quartz 2D能完成的工作

繪制圖形 : 線條/三角形/矩形/圓/弧等
繪制文字
繪制/生成圖片(圖像)
讀取/生成PDF
截圖/裁剪圖片
自定義UI控件
… …

Quartz 2D能做很多強大的事情,例如

裁剪圖片
涂鴉/畫板
手勢解鎖

B.Quartz2D在iOS開發中的價值

為了便于搭建美觀的UI界面，iOS提供了UIKit框架，里面有各種各樣的UI控件
UILabel：顯示文字
UIImageView：顯示圖片
UIButton：同時顯示圖片和文字（能點擊）
… …

利用UIKit框架提供的控件，拼拼湊湊，能搭建和現實一些簡單、常見的UI界面

但是，有些UI界面極其復雜、而且比較個性化，用普通的UI控件無法實現，這時可以利用Quartz2D技術將控件內部的結構畫出來，自定義控件的樣子

其實，iOS中大部分控件的內容都是通過Quartz2D畫出來的

因此，Quartz2D在iOS開發中很重要的一個價值是：自定義view（自定義UI控件）

C.圖形上下文
圖形上下文（Graphics Context）：是一個CGContextRef類型的數據

圖形上下文的作用
保存繪圖信息、繪圖狀態
決定繪制的輸出目標（繪制到什么地方去？）
（輸出目標可以是PDF文件、Bitmap或者顯示器的窗口上）

相同的一套繪圖序列，指定不同的Graphics Context，就可將相同的圖像繪制到不同的目標上

D.Quartz2D提供了以下幾種類型的Graphics Context：
Bitmap Graphics Context
PDF Graphics Context
Window Graphics Context
Layer Graphics Context
PRinter Graphics Context

E.使用

1.自定義view

如何利用Quartz2D自定義view？（自定義UI控件）

如何利用Quartz2D繪制東西到view上？
首先，得有圖形上下文，因為它能保存繪圖信息，并且決定著繪制到什么地方去
其次，那個圖形上下文必須跟view相關聯，才能將內容繪制到view上面

自定義view的步驟
新建一個類，繼承自UIView
實現- (void)drawRect:(CGRect)rect方法，然后在這個方法中
取得跟當前view相關聯的圖形上下文
繪制相應的圖形內容
利用圖形上下文將繪制的所有內容渲染顯示到view上面

2. drawRect:
為什么要實現drawRect:方法才能繪圖到view上？
因為在drawRect:方法中才能取得跟view相關聯的圖形上下文

drawRect:方法在什么時候被調用？
當view第一次顯示到屏幕上時（被加到UIWindow上顯示出來）

調用view的setNeedsDisplay或者setNeedsDisplayInRect:時

3.Quartz2D須知

Quartz2D的API是純C語言的

Quartz2D的API來自于Core Graphics框架

數據類型和函數基本都以CG作為前綴
CGContextRef
CGPathRef
CGContextStrokePath(ctx);

……

4.drawRect:中取得的上下文
在drawRect:方法中取得上下文后，就可以繪制東西到view上

View內部有個layer（圖層）屬性，drawRect:方法中取得的是一個Layer Graphics Context，因此，繪制的東西其實是繪制到view的layer上去了

View之所以能顯示東西，完全是因為它內部的layer

5.Quartz2D繪圖的代碼步驟
獲得圖形上下文
CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext();

拼接路徑（下面代碼是搞一條線段）
CGContextMoveToPoint(ctx, 10, 10);
CGContextAddLineToPoint(ctx, 100, 100);

繪制路徑
CGContextStrokePath(ctx); // CGContextFillPath(ctx);

6.常用拼接路徑函數
新建一個起點
void CGContextMoveToPoint(CGContextRef c, CGFloat x, CGFloat y)

添加新的線段到某個點
void CGContextAddLineToPoint(CGContextRef c, CGFloat x, CGFloat y)

添加一個矩形
void CGContextAddRect(CGContextRef c, CGRect rect)

添加一個橢圓
void CGContextAddEllipseInRect(CGContextRef context, CGRect rect)

添加一個圓弧
void CGContextAddArc(CGContextRef c, CGFloat x, CGFloat y,
CGFloat radius, CGFloat startAngle, CGFloat endAngle, int clockwise)

7.常用繪制路徑函數

Mode參數決定繪制的模式
void CGContextDrawPath(CGContextRef c, CGPathDrawingMode mode)

繪制空心路徑
void CGContextStrokePath(CGContextRef c)

繪制實心路徑
void CGContextFillPath(CGContextRef c)

提示：一般以CGContextDraw、CGContextStroke、CGContextFill開頭的函數，都是用來繪制路徑的

F.小練習

1.畫線段

（1）新建single view application，拖入一個view，創建一個class并設置

（2）在自定義的view class 中實現drawRect：方法

 1 //重寫drawRect: 2 - (void)drawRect:(CGRect)rect { 3     // 1.獲得圖形上下文 4     CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext(); 5     6     // 2.拼接圖形 7     // 2.1設置一個起點 8     CGContextMoveToPoint(ctx, 10, 10); 9    10     // 2.2添加一條線段，是從(10,10)到(100,100)11     CGContextAddLineToPoint(ctx, 100, 100);12    13     // 2.3從上次的位置開始再添加一條線段，是從(100,100)到(150,40)14     CGContextAddLineToPoint(ctx, 150, 40);15    16     // 2.4最后畫一條直線連接會原處，形成一個三角形17 //    CGContextAddLineToPoint(ctx, 10, 10);18     CGContextClosePath(ctx); // 回到起點19    20     // 3.渲染顯示到view上面21     CGContextStrokePath(ctx);22 }

2.畫矩形

 1 - (void)drawRect:(CGRect)rect { 2     // 1.獲得上下文 3     CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext(); 4     5     // 2.畫四邊形 6     CGContextAddRect(ctx, CGRectMake(10, 10, 80, 100)); 7     8     // 繪制空心圖形 9 //    CGContextStrokePath(ctx);10    11     // 繪制實心圖形12     CGContextFillPath(ctx);13 }

3.畫圓

 1 - (void) drawRound { 2     // 1.獲得上下文 3     CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext(); 4     5     // 2.1畫圓 6     CGContextAddEllipseInRect(ctx, CGRectMake(0, 0, 100, 100)); 7     8     // 2.2橢圓 9     CGContextAddEllipseInRect(ctx, CGRectMake(0, 0, 150, 100));10    11     // 渲染12     CGContextStrokePath(ctx);13 }

4.畫圓弧

 1 - (void) drawArc { 2     // 1.獲得上下文 3     CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext(); 4     5     // 2.圓弧 6     // X軸正方向為0角度，最后一個參數1代表逆時針方向 7     CGContextAddArc(ctx, 100, 100, 50, 0, -M_PI, 1); 8     9     // 渲染10     CGContextStrokePath(ctx);11 }

1     // 2.圓弧2     // X軸正方向為0角度，最后一個參數1代表逆時針方向3     CGContextAddArc(ctx, 100, 100, 50, 0, -M_PI, 0);

5.畫文字

 1 - (void) drawText { 2     // 1.獲得上下文 3     CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext(); 4     5     // 2.畫上文字 6     /** 7      * 如果使用已經過期的方法 CGContextShowText，由于CG畫板是以左下角為零點，所以字會上下顛倒過來 8      */ 9     NSString *text = @"hello, 你好啊";10 //    [text drawAtPoint:CGPointZero withAttributes:nil];11    12     CGRect r = CGRectMake(50, 50, 100, 100);13     CGContextAddRect(ctx, r);14     CGContextFillPath(ctx);15    16     NSMutableDictionary *dict = [NSMutableDictionary dictionary];17     dict[NSForegroundColorAttributeName] = [UIColor redColor]; // 前景色，就是字體顏色18     dict[NSFontAttributeName] = [UIFont systemFontOfSize:20]; // 字體19     [text drawInRect:r withAttributes:dict];20    21     // 渲染22     CGContextStrokePath(ctx);23 }

6.畫圖片

（1）使用已經封裝好，不用手動轉換坐標的方法

 1 - (void) drawImg { 2     // 1.獲得上下文 3     CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext(); 4     5     // 取得圖片 6     UIImage *img = [UIImage imageNamed:@"M4"]; 7     8     // 畫上圖片 9 //    [img drawAtPoint:CGPointZero]; // 原圖大小，可能顯示不全10     [img drawInRect:CGRectMake(0, 0, 100, 200)]; // 填充方式默認是拉伸11    12     // 渲染13     CGContextStrokePath(ctx);14 }

（2）填充方式

a.drawAtPoint 默認是原圖

[img drawAtPoint:CGPointZero]; // 原圖大小，可能顯示不全

b.drawInRect 是拉伸

[img drawInRect:CGRectMake(0, 0, 100, 200)]; // 填充方式默認是拉伸

c.drawaspetternInRect

 1 - (void) drawImg { 2     // 1.獲得上下文 3     CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext(); 4    5     // 取得圖片 6     UIImage *img = [UIImage imageNamed:@"M4Mini"]; // 小圖 7   8     // 畫上圖片 9     [img drawAsPatternInRect:CGRectMake(0, 0, 200, 200)]; // 重復，可以用來做花紋10   11     // 渲染12     CGContextStrokePath(ctx);13 }

（3）文字水印

 1 - (void) drawImg { 2     // 1.獲得上下文 3     CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext(); 4     5     // 取得圖片 6     UIImage *img = [UIImage imageNamed:@"M4"]; // 大圖 7 //    UIImage *img = [UIImage imageNamed:@"M4Mini"]; // 小圖 8     9     // 畫上圖片10 //    [img drawAtPoint:CGPointZero]; // 原圖大小，可能顯示不全11     [img drawInRect:CGRectMake(0, 0, 100, 200)]; // 填充方式默認是拉伸12 //    [img drawAsPatternInRect:CGRectMake(0, 0, 200, 200)]; // 重復，可以用來做花紋13    14     // 文字15     NSString *text = @"這是一個美女";16     [text drawInRect:CGRectMake(0, 0, 100, 30) withAttributes:nil];17    18     // 渲染19     CGContextStrokePath(ctx);20 }

G.畫一個小黃人

利用基本的圖形描繪一個簡單地小黃人頭像

使用弧線、直線、橢圓

H.圖形上下文棧

為了在更改上下文設置后能夠完全、方便地恢復原來的設置

 1 - (void) contextStackDemo { 2     // 1.獲得上下文 3     CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext(); 4     5     // 2.存儲上下文 6     CGContextSaveGState(ctx); 7     8     // 3.設置上下文 9     CGContextSetLineCap(ctx, kCGLineCapRound);10     CGContextSetLineWidth(ctx, 10);11     [[UIColor redColor] set];12    13     // 4.畫第一條直線14     CGContextMoveToPoint(ctx, 10, 10);15     CGContextAddLineToPoint(ctx, 100, 100);16    17     // 渲染18     CGContextStrokePath(ctx);19    20     // 5.恢復上下文21     CGContextRestoreGState(ctx);22    23     // 6.第二條直線24     CGContextMoveToPoint(ctx, 100, 10);25     CGContextAddLineToPoint(ctx, 10, 100);26    27     // 渲染28     CGContextStrokePath(ctx);29 }

I.矩陣操作裁剪

1.矩陣旋轉、縮放、移動操作

 1 - (void) testCTM { 2     CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext(); 3     4     CGContextSaveGState(ctx); 5     6     CGContextRotateCTM(ctx, M_PI_4 * 0.3); // 旋轉 7     CGContextScaleCTM(ctx, 0.5, 0.5); // 縮放 8     CGContextTranslateCTM(ctx, 100, 0); // 移動 9    10     CGContextAddRect(ctx, CGRectMake(10, 10, 100, 100));11     CGContextAddEllipseInRect(ctx, CGRectMake(100, 100, 60, 60));12    13     CGContextMoveToPoint(ctx, 200, 100);14     CGContextAddLineToPoint(ctx, 50, 200);15    16     CGContextStrokePath(ctx);17   18 }

2.裁剪

 1 - (void) testClip { 2     CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext(); 3     4     // 畫一個圓 5     CGContextAddEllipseInRect(ctx, CGRectMake(0, 0, 150, 150)); 6     7     // 裁剪 8     CGContextClip(ctx); 9    10     // 加上圖片11     UIImage *img = [UIImage imageNamed:@"a9ec8a13632762d0092abc3ca2ec08fa513dc619"];12     [img drawInRect:CGRectMake(0, 0, 150, 150)];13   14     CGContextStrokePath(ctx);    15 }

J.重繪（刷幀）

setNeedDisplay

1.通過一個滑塊控件來控制一個圓的動態大小

（1）在storyboard中描繪一個view和一個slider

（2）拖入slider的值變化事件和view到控制器，并使用自定義類為view的class

（3）在自定義UIView類中實現drawRect，在適當的地方調用setNeddDisplay重繪

MyView:

 1 - (void)setRadius:(CGFloat)radius { 2     _radius = radius; 3     4     // 調用重繪/刷幀方法 5     [self setNeedsDisplay]; 6 } 7  8 // 初始化控件的時候, drawRect只會調用一次 9 - (void)drawRect:(CGRect)rect {10     CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext();11    12     CGContextAddArc(ctx, 125, 125, self.radius, M_PI * 2, 0, 1);13     CGContextFillPath(ctx); // 實心圓14 }

ViewController:

 1 @interface ViewController () 2 - (IBAction)onSlideChange:(UISlider *)sender; 3 @property (weak, nonatomic) IBOutlet MyView *circleView; 4  5 @end 6  7 @implementation ViewController 8  9 - (void)viewDidLoad {10     [super viewDidLoad];11     // Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.12 }13 14 - (void)didReceiveMemoryWarning {15     [super didReceiveMemoryWarning];16     // Dispose of any resources that can be recreated.17 }18 19 - (IBAction)onSlideChange:(UISlider *)sender {20     self.circleView.radius = sender.value * 100;21 }22 @end

可以用滑條控制圓的大小

2.下雪動畫

使用定時器 Timer

使用CADisplayLink

 1 - (void)awakeFromNib { 2     // 添加定時器 3 //    [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:0.1 target:self selector:@selector(setNeedsDisplay) userInfo:nil repeats:YES]; 4     5     // 刷新更快的工具 6     CADisplayLink *link = [CADisplayLink displayLinkWithTarget:self selector:@selector(setNeedsDisplay)]; // 創建 7     8     // 添加到消息循環，啟動 9     [link addToRunLoop:[NSRunLoop mainRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode];10 }11 12 - (void)drawRect:(CGRect)rect {13     self.snowY += 1;14     if (self.snowY >= self.frame.size.height) {15         self.snowY = -100;16     }17     UIImage *image = [UIImage imageNamed:@"M2Mini"];18     [image drawAtPoint:CGPointMake(100, self.snowY)];19 }