iOS 绘图-Quartz2D

Core Graphics Framework是一套基于C的API框架，使用了Quartz作为绘图引擎。它提供了低级别、轻量级、高保真度的2D渲染。
Core Graphics API所有的操作都在上下文中进行。所以在绘图之前需要获取该上下文并传入执行渲染的函数内。

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一、 Quartz2D

Quartz2D的API是纯C语言的，它是一个二维绘图引擎。在iOS开发中很重要的一个价值是：自定义view（自定义UI控件）。

使用Quartz2D自定义View

（1）获取图形上下文。图形上下文相当于画布，是绘画的地方,会保存绘图信息、绘图状态。

图形上下文：
//获取当前图形上下文
1. CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext();
//创建一个图片类型的上下文
2. UIGraphicsBeginImageContextWithOptions

（2）图形上下文必须与需要自定义的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
   b .绘制相应的图形内容（内容就是路径path）
   path的表现形式有多种：
   1. CGContextMoveToPoint(需在图形上下文中操作)
   2. UIBezierPath
   3. CGMutablePathRef
3. 利用图形上下文将绘制的所有内容渲染显示到view上面

Quartz2D的管理原则：

（1）使用含有“Create”或“Copy”的函数创建的对象（即retain了一个对象），使用完后必须释放（release），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

核心方法drawRect:

1. 为什么要实现drawRect:方法才能绘图到view上？
   因为在drawRect:方法中才能取得跟view相关联的图形上下文
2. drawRect:方法在什么时候被调用？
   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.
3. 注意4点:
   • 手动调用drawRect:方法，不会自动创建跟View相关联的上下文。应该 调用setNeedsDisplay方法,系统底层会自动调用drawRect，告诉系统重新绘制View.这样，系统底层会自动创建跟View相关联的上下文

• setNeedsDisplay底层会调用drawRect,并不是立马调用的.只是设了一个调用的标志.调用时刻是等下一次屏幕刷新时才去调用drawRect。屏幕每一秒刷新60秒次,所以1秒调用drawRect方法大概60次,速度非常快

• 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

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二、 绘画

Quartz2D重要函数（C函数）

//起点
CGContextMoveToPoint(CGContextRef c, CGFloat x, CGFloat y)
//添加线段到某个点
CGContextAddLineToPoint(CGContextRef c, CGFloat x, CGFloat y)
//矩形
CGContextAddRect(CGContextRef c, CGRect rect)
//椭圆
CGContextAddEllipseInRect(CGContextRef context, CGRect rect)
//圆弧 (x,y)圆心  radius：半径  startAngle：起始角度  endAngle：终止角度 clockwise：时针方向（顺时针／逆时针）
CGContextAddArc(CGContextRef c, CGFloat x, CGFloat y,CGFloat radius, CGFloat startAngle, CGFloat endAngle, int clockwise)
//绘制空心路径
CGContextStrokePath(CGContextRef c)
//绘制实心路径
CGContextFillPath(CGContextRef c)
//设置线段宽度
CGContextSetLineWidth(CGContextRef c, CGFloat width)
//设置线段头尾部的样式
CGContextSetLineCap(CGContextRef c, CGLineCap cap)
//设置线段转折点的样式
CGContextSetLineJoin(CGContextRef c, CGLineJoin join)
//设置颜色
1.不常用
CGContextSetRGBStrokeColor(CGContextRef c, CGFloat red, CGFloat green, CGFloat blue, CGFloat alpha)
CGContextSetRGBFillColor(CGContextRef c, CGFloat red,CGFloat green, CGFloat blue, CGFloat alpha)
2.常用
[[UIColor brownColor] set]

画图

- (void)drawRect:(CGRect)rect {
    
    CGFloat rectW = rect.size.width;
    CGFloat rectH = rect.size.height;
    //取得跟当前view相关联的图形上下文
    CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext();
    //绘制相应的图形内容
    CGContextMoveToPoint(ctx, rectW*.5, 0);
    CGContextAddLineToPoint(ctx, 0, rectH*.5);
    CGContextAddLineToPoint(ctx, rectW*.3, rectH*.5);
    CGContextAddLineToPoint(ctx, rectW*.3, rectH);
    CGContextAddLineToPoint(ctx, rectW*.7, rectH);
    CGContextAddLineToPoint(ctx, rectW*.7, rectH*.5);
    CGContextAddLineToPoint(ctx, rectW, rectH*.5);
    CGContextAddLineToPoint(ctx, rectW*.5, 0);
    CGContextClosePath(ctx);
    
    CGContextSetLineWidth(ctx, 6);
    CGContextSetLineJoin(ctx, kCGLineJoinRound);
    [[UIColor blueColor] set];
  //利用图形上下文将绘制的所有内容渲染显示到view上面
    CGContextStrokePath(ctx);
}

效果

arrowhead.png

加水印

- (void)addWaterMarkRect:(CGRect)rect {
    
    UIImageView *imageView = [[UIImageView alloc]init];
    imageView.frame = self.bounds;
    [self addSubview:imageView];
    
    //1.加载图片
    UIImage *image = [UIImage imageNamed:@"rest"];
    //2.创建位图上下文(size:开启多大的上下文,就会生成多大的图片)
    UIGraphicsBeginImageContext(rect.size);
    //3.把图片绘制到上下文当中(drawAtPoint:可以多次绘制，不是重置)
    [image drawAtPoint:CGPointZero];
    //4.绘制水印
    NSString *str = @"ONCE";
    NSMutableDictionary *mutableDic = [NSMutableDictionary dictionary];
    mutableDic[NSFontAttributeName] = [UIFont boldSystemFontOfSize:20];
    mutableDic[NSForegroundColorAttributeName] = [UIColor orangeColor];
    NSShadow *shadow = [[NSShadow alloc]init];
    shadow.shadowOffset = CGSizeMake(2, 2);
    shadow.shadowColor = [UIColor orangeColor];
    shadow.shadowBlurRadius = 2;
    mutableDic[NSShadowAttributeName] = shadow;
    [str drawAtPoint:self.bounds.origin withAttributes:mutableDic];
    [str drawAtPoint:CGPointMake(rect.size.width-70, rect.size.height-30) withAttributes:mutableDic];
    //5.从上下文当中生成一张图片
    UIImage *newImage = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();
    //6.关闭位图上下文
    UIGraphicsEndImageContext();

    imageView.image = newImage;

}

效果

addWaterMark.png

注：在上面的绘制水印部分，不一定对文字操作，也可以直接操作UILabel等视图来实现想要的效果

截屏

- (void)Screenshots
{
    //生成图片
    //1.开启一个位图上下文
    UIGraphicsBeginImageContext(self.view.bounds.size);
    //2.把View的内容绘制到上下文当中
    CGContextRef ctx =  UIGraphicsGetCurrentContext();
    //UIView内容想要绘制到上下文当中, 必须使用渲染的方式
    [self.view.layer renderInContext:ctx];
    //3.从上下文当中生成一张图片
    UIImage *newImage = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();
    //4.关闭上下文
    UIGraphicsEndImageContext();
    //把图片转成二进制流
    //NSData *data = UIImageJPEGRepresentation(newImage, 1);
    NSData *data = UIImagePNGRepresentation(newImage);
    
    [data writeToFile:@"/Users/ONCE/Downloads/ONCE.jpg" atomically:YES];
}

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参考资料：
iOS Quartz2D详解