iOS之Quartz2D

作者: charlotte2018 | 来源:发表于2017-03-04 21:08 被阅读10次

什么是Quartz2D

Quartz2D是⼀个二维绘图引擎,同时支持iOS和Mac系统
Quartz2D的API是纯C语⾔言的Quartz2D的API来自于Core Graphics框架
Quartz2D的数据类型和函数基本都以CG作为前缀，例如下面2个类型：
1.CGContextRef
2.CGPathRef

Quartz2D的path

Points

void CGContextMoveToPoint (
CGContextRef c,
CGFloat x,
CGFloat y
);
指定一个点成为current point
Quartz会跟踪current point一般执行完一个相关函数后，current point都会相应的改变.

Lines

相关的几个函数
void CGContextAddLineToPoint (
CGContextRef c,
CGFloat x,
CGFloat y
);
创建一条直线，从current point到 (x,y)
然后current point会变成(x,y)
void CGContextAddLines (
CGContextRef c,
const CGPoint points[],
size_t count
);
创建多条直线，比如points有两个点，那么会画两条直线从current point到 (x1,y1),
然后是(x1,y1)到(x2,y2)
然后current point会变成points中的最后一个点

Arcs

两种方法创建弧度

第一种
void CGContextAddArc (
CGContextRef c,
CGFloat x, //圆心的x坐标
CGFloat y, //圆心的x坐标
CGFloat radius, //圆的半径
CGFloat startAngle, //开始弧度
CGFloat endAngle, //结束弧度
int clockwise //0表示顺时针，1表示逆时针
);
假如想创建一个完整的圆圈，那么开始弧度就是0 结束弧度是 2pi，因为圆周长是 2pir.
最后，函数执行完后，current point就被重置为(x,y).
还有一点要注意的是，假如当前path已经存在一个subpath，那么这个函数执行的另外一个效果是
会有一条直线，从current point到弧的起点

第二种
void CGContextAddArcToPoint (
CGContextRef c,
CGFloat x1, //端点1的x坐标
CGFloat y1, //端点1的y坐标
CGFloat x2, //端点2的x坐标
CGFloat y2, //端点2的y坐标
CGFloat radius //半径
);
原理：首先画两条线，这两条线分别是 current point to (x1,y1) 和(x1,y1) to (x2,y2).
这样就是出现一个以(x1,y1)为顶点的两条射线，
然后定义半径长度，这个半径是垂直于两条射线的，这样就能决定一个圆了，更好的理解看下图，不过个人认为下图所标的 tangent point 1的位置是错误的。
最后，函数执行完后，current point就被重置为(x2,y2).
还有一点要注意的是，假如当前path已经存在一个subpath，那么这个函数执行的另外一个效果是
会有一条直线，从current point到(x1,y1)

1512365049866613352.gif

Curves

画曲线，一般是一条直线，然后定义几个控制点，使直线变弯曲。

三次曲线函数
void CGContextAddCurveToPoint (
CGContextRef c,
CGFloat cp1x, //控制点1 x坐标
CGFloat cp1y, //控制点1 y坐标
CGFloat cp2x, //控制点2 x坐标
CGFloat cp2y, //控制点2 y坐标
CGFloat x, //直线的终点 x坐标
CGFloat y //直线的终点 y坐标
);
假如第二个控制点（cp2x，cp2y）比（cp1x,cp1y）更接近current point，那么会形成一个封闭的曲线

3251035981009400471.gif

二次曲线函数
void CGContextAddQuadCurveToPoint (
CGContextRef c,
CGFloat cpx, //控制点 x坐标
CGFloat cpy, //控制点 y坐标
CGFloat x, //直线的终点 x坐标
CGFloat y //直线的终点 y坐标
);
执行完函数貌似current point不会变化，没有具体测试过

2313724308561861661.gif

Ellipses椭圆

void CGContextAddEllipseInRect (
CGContextRef context,
CGRect rect //一矩形
);
如果矩形是一个正方形，那么画出来就是一个圆

Rectangles矩形

void CGContextAddRect (
CGContextRef c,
CGRect rect
);

Quartz2D画图练习

画线

QQ20170304-213008@2x.png

- (void)drawRect:(CGRect)rect
{

    // 1.获得图形上下文
    CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext();
    
    // 2.拼接图形(路径)
    // 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);
    
    /**  第1根线段  **/
    // 设置颜色
    CGContextSetRGBStrokeColor(ctx, 1, 0, 0, 1);
    // 设置一个起点
    CGContextMoveToPoint(ctx, 10, 10);
    // 添加一条线段到(100, 100)
    CGContextAddLineToPoint(ctx, 100, 100);
    
    // 渲染一次
    CGContextStrokePath(ctx);
    
    
    /**  第2根线段  **/
    // 设置颜色
    CGContextSetRGBStrokeColor(ctx, 0, 0, 1, 1);
    // 设置一个起点
    CGContextMoveToPoint(ctx, 200, 190);
    // 添加一条线段到(150, 40)
    CGContextAddLineToPoint(ctx, 150, 40);
    CGContextAddLineToPoint(ctx, 120, 60);
    
    
    // 3.渲染显示到view上面
    CGContextStrokePath(ctx);
}

矩形

屏幕快照 2017-03-04 下午9.40.15.png

// 1.获得上下文
    CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext();
    
    // 2.画矩形
    CGContextAddRect(ctx, CGRectMake(10, 10, 150, 50));
    
    // 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 greenColor] set];
    
//    CGContextSetRGBFillColor(ctx, 0, 0, 1, 1);
    
    // 3.绘制图形
    CGContextFillPath(ctx);

三角形

屏幕快照 2017-03-04 下午9.43.36.png

 // 1.获得上下文
    CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext();
    
    // 2.画三角形
    CGContextMoveToPoint(ctx, 0, 0);
    CGContextAddLineToPoint(ctx, 100, 100);
    CGContextAddLineToPoint(ctx, 150, 80);
    // 关闭路径(连接起点和最后一个点)
    CGContextClosePath(ctx);
    
    //
    CGContextSetRGBStrokeColor(ctx, 0, 1, 0, 1);
    
    // 3.绘制图形
    CGContextStrokePath(ctx);

画圆

QQ20170304-214725@2x.png

// 1.获得上下文
    CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext();
    
    // 2.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];
    
    // 3.显示所绘制的东西
    CGContextFillPath(ctx);

圆弧

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// 1.获得上下文
    CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext();
    
    // 2.画圆弧
    // x\y : 圆心
    // radius : 半径
    // startAngle : 开始角度
    // endAngle : 结束角度
    // clockwise : 圆弧的伸展方向(0:顺时针, 1:逆时针)
    CGContextAddArc(ctx, 100, 10, 50, M_PI_2, M_PI, 0);
    
    [[UIColor redColor] set];
    
    // 3.显示所绘制的东西
    CGContextFillPath(ctx);

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   // 1.获得上下文
    CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext();
    
    // 2.画圆
    CGContextAddEllipseInRect(ctx, CGRectMake(50, 10, 100, 100));
    
    CGContextSetLineWidth(ctx, 10);
    
    [[UIColor greenColor] set];
    
    // 3.显示所绘制的东西
    CGContextStrokePath(ctx);

画文字和图片

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// 1.取得图片
   UIImage *image = [UIImage imageNamed:@"me"];
   
   // 2.画
//    [image drawAtPoint:CGPointMake(50, 50)];
//    [image drawInRect:CGRectMake(0, 0, 150, 150)];
   [image drawAsPatternInRect:CGRectMake(0, 0, 200, 200)];
   
   // 3.画文字
   NSString *str = @"为xxx所画";
   [str drawInRect:CGRectMake(0, 0, 100, 30) withAttributes:nil];

画文字

// 1.获得上下文
   CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext();
   // 2.画矩形
   CGRect cubeRect = CGRectMake(50, 50, 100, 100);
   CGContextAddRect(ctx, cubeRect);
   // 3.显示所绘制的东西
   CGContextFillPath(ctx);
   // 4.画文字
   NSString *str = @"你好";
   //    [str drawAtPoint:CGPointZero withAttributes:nil];
   
   NSMutableDictionary *attrs = [NSMutableDictionary dictionary];
   // NSForegroundColorAttributeName : 文字颜色
   // NSFontAttributeName : 字体
   attrs[NSForegroundColorAttributeName] = [UIColor redColor];
   attrs[NSFontAttributeName] = [UIFont systemFontOfSize:50];
   [str drawInRect:cubeRect withAttributes:attrs];

图形上下文栈

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 // 1.获得上下文
    CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext();
    
    // 将ctx拷贝一份放到栈中
    CGContextSaveGState(ctx);
    
    // 设置绘图状态
    CGContextSetLineWidth(ctx, 10);
    [[UIColor redColor] set];
    CGContextSetLineCap(ctx, kCGLineCapRound);
    
    // 第1根线
    CGContextMoveToPoint(ctx, 50, 50);
    CGContextAddLineToPoint(ctx, 120, 190);
    
    CGContextStrokePath(ctx);
    
    // 将栈顶的上下文出栈,替换当前的上下文
    CGContextRestoreGState(ctx);
    
    
    // 第2根线
    CGContextMoveToPoint(ctx, 10, 70);
    CGContextAddLineToPoint(ctx, 220, 290);
    
    CGContextStrokePath(ctx);
//    CGContextDrawPath(ctx, kCGPathStroke);

矩阵操作

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 CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext();
    
    
    CGContextSaveGState(ctx);
    
    CGContextRotateCTM(ctx, M_PI_4 * 0.3);
    CGContextScaleCTM(ctx, 0.5, 0.5);
    CGContextTranslateCTM(ctx, 0, 150);
    
    CGContextAddRect(ctx, CGRectMake(10, 10, 50, 50));
    
    CGContextStrokePath(ctx);
    
    CGContextRestoreGState(ctx);
    
    CGContextAddEllipseInRect(ctx, CGRectMake(100, 100, 100, 100));
    CGContextMoveToPoint(ctx, 100, 100);
    CGContextAddLineToPoint(ctx, 200, 250);
    
    CGContextStrokePath(ctx);

裁剪

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 CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext();
    
    CGContextSaveGState(ctx);
    
    // 0.画圆
    CGContextAddEllipseInRect(ctx, CGRectMake(100, 100, 100, 100));
    [[UIColor redColor] set];
    // 裁剪
    CGContextClip(ctx);
    CGContextFillPath(ctx);
    
    // 1.显示图片
    UIImage *image = [UIImage imageNamed:@"1"];
    [image drawAtPoint:CGPointMake(100, 100)];
    
    CGContextRestoreGState(ctx);
    
    CGContextAddRect(ctx, CGRectMake(0, 0, 50, 50));
    [[UIColor yellowColor] set];
    CGContextFillPath(ctx);

提示：- (void)drawRect:(CGRect)rect默认只会在view第一次显示的时候调用(只能由系统自动调用, 不能手动调用)，如果要重新绘制调用 setNeedsDisplay方法。
定时器快速调用setNeedsDisplay，如果是一秒调用一次可以用NSTimer，如果0.1秒调用一次，要用CADisplayLink。每秒刷新60次。

 CADisplayLink *link = [CADisplayLink displayLinkWithTarget:self selector:@selector(setNeedsDisplay)];
    [link addToRunLoop:[NSRunLoop mainRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode];

CGMutablePathRef 的使用。

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CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext();
    
    // 1.先创建一个路径
    CGMutablePathRef linePath = CGPathCreateMutable();
    
    // 2.拼接路径
    CGPathMoveToPoint(linePath, NULL, 0, 0);
    CGPathAddLineToPoint(linePath, NULL, 100, 100);
    
    // 3.添加路径到上下文
    CGContextAddPath(ctx, linePath);
    
    CGMutablePathRef circlePath = CGPathCreateMutable();
    CGPathAddArc(circlePath, NULL, 150, 150, 50, 0, M_PI * 2, 0);
    CGContextAddPath(ctx, circlePath);
    
    // 4.渲染
    CGContextStrokePath(ctx);
    
    
    CGPathRelease(linePath);
    CGPathRelease(circlePath);

水印

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+ (instancetype)waterImageWithBg:(NSString *)bg logo:(NSString *)logo
{
    UIImage *bgImage = [UIImage imageNamed:bg];
    // 上小文 : 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
    // 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)
    UIGraphicsBeginImageContextWithOptions(bgImage.size, NO, 0.0);
    
    // 2.画背景
    [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();
    
    return newImage;
}

图片裁剪

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+ (instancetype)circleImageWithName:(NSString *)name borderWidth:(CGFloat)borderWidth borderColor:(UIColor *)borderColor
{
    // 1.加载原图
    UIImage *oldImage = [UIImage imageNamed:name];
    
    // 2.开启上下文
    CGFloat imageW = oldImage.size.width + 2 * borderWidth;
    CGFloat imageH = oldImage.size.height + 2 * borderWidth;
    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)
    [borderColor 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 - borderWidth;
    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(borderWidth, borderWidth, oldImage.size.width, oldImage.size.height)];
    
    // 7.取图
    UIImage *newImage = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();
    
    // 8.结束上下文
    UIGraphicsEndImageContext();
    
    return newImage;
}

屏幕截图

+ (instancetype)captureWithView:(UIView *)view
{
    // 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.结束上下文
    UIGraphicsEndImageContext();
    
    return newImage;
}

条纹背景

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 // 1.创建一行背景图片
    CGFloat rowW = self.view.frame.size.width;
//    CGFloat rowH = 40;
    CGFloat rowH = 30;
    UIGraphicsBeginImageContextWithOptions(CGSizeMake(rowW, rowH), NO, 0.0);
    
    CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext();
    // 画矩形框
    [[UIColor redColor] set];
    CGContextAddRect(ctx, CGRectMake(0, 0, rowW, rowH));
    CGContextFillPath(ctx);
    
    // 2.画线
    [[UIColor greenColor] set];
    CGFloat lineWidth = 2;
    CGContextSetLineWidth(ctx, lineWidth);
    CGFloat dividerX = 0;
    CGFloat dividerY = rowH - lineWidth;
    CGContextMoveToPoint(ctx, dividerX, dividerY);
    CGContextAddLineToPoint(ctx, rowW - dividerX, dividerY);
    CGContextStrokePath(ctx);
    
    // 3.取图
    UIImage *newImage = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();
    
    // 4.结束上下文
    UIGraphicsEndImageContext();
    
    // 5.设置为背景
    self.textView.backgroundColor = [UIColor colorWithPatternImage:newImage];

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