1 、Quartz 2D绘图基础

Quartz 2D绘图

Quartz 2D绘图的核心API是CGContextRef，该API专门用于绘制各种图形。

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1.1  Quartz 2D绘图基础：CGContextRef

使用Quartz 2D绘图的关键步骤有两步：获取CGContextRef；调用CGContextRef的方法进行绘图。

不同场景下获取CGContextRef的方式各不相同，下面介绍iOS开发中最常见的场景下如何获取CGContextRef。

1. 自定义UIView时获取CGContextRef

开发自定义UIView的方法是，开发一个继承UIView的子类，并重写该UIView的drawRect:方法，当该UIView每次显示出来时，或该UIView的内容需要更新时，系统都会自动调用该UIView的drawRect:方法。在调用drawRect:方法之前，系统会自动配置绘图环境，因此，程序只要通过如下函数即可获取CGContextRef绘图API：
 

CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext(); 

获取CGContextRef之后，即可进行绘图。

需要指出的是，重写UIView的drawRect:方法绘图时，它的绘图API的坐标原点位于该控件的左上角，横向为X轴，X坐标越大，位置越向右；纵向为Y轴，Y坐标越大，位置越向下。

2. 创建位图时获取CGContextRef

如果需要在创建位图时获取CGContextRef，那么程序需要先调用UIGraphicsBeginImageContext()函数来创建内存中的图片。然后才能调用UIGraphicsGetCurrentContext()获取绘图的CGContextRef。例如如下代码。

// 创建内存中的图片  
UIGraphicsBeginImageContext(CGSizeMake(320, 480));  
// 获取向内存中图片执行绘图的CGContextRef  
CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext(); 

Quartz 2D绘图的核心API是CGContextRef，该API并不是一个对象。由于Quartz 2D本身并不是面向对象的，它是面向过程的API，Quartz 2D提供了大量函数来完成绘图。

Quartz 2D提供的绘图函数如表1.2所示。

表1.2  Quartz 2D的绘图相关函数

函数签名

简要说明

void CGContextClearRect(CGContextRef c, CGRect rect);

擦除指定矩形区域上绘制的图形

void CGContextDrawPath(CGContextRef c, CGPathDrawingMode mode);

使用指定模式绘制当前CGContextRef中所包

含的路径。第二个参数支持 kCGPathFill、

kCGPathEOFill、kCGPathStroke、kCGPathFillStroke、kCGPathEOFillStroke等枚举值

void CGContextEOFillPath(CGContextRef c);

使用奇偶规则来填充该路径包围的区域。奇

偶规则指：如果某个点被路径包围了奇数次，

系统绘制该点；如果被路径包围了偶数次，系统不绘制该点

void CGContextFillPath(CGContextRef c);

填充该路径包围的区域

void CGContextFillRect(CGContextRef c,CGRect rect);

填充rect代表的矩形

void CGContextFillRects(CGContextRef c,const CGRect rects[], size_t count);

填充多个矩形

void CGContextFillEllipseInRect(CGContextRef context, CGRect rect);

填充rect矩形的内切椭圆区域

void CGContextStrokePath(CGContextRef c);

使用当前 CGContextRef设置的线宽绘制路径

void CGContextStrokeRect(CGContextRef c, CGRect rect);

使用当前 CGContextRef设置的线宽绘制矩形框

void CGContextStrokeRectWithWidth(CGContextRef c,

CGRect rect, CGFloat width);

使用指定线宽绘制矩形框

void CGContextReplacePathWithStrokedPath(CGContextRef c);

使用绘制当前路径时覆盖的区域作为当前CGContextRef

中的新路径。举例来说，假如当前CGContextRef包含一

个圆形路径且线宽为10，调用该方法后，当前CGContextRef

将包含一个环宽为10的环形路径

void CGContextStrokeEllipseInRect(CGContextRef context,CGRect rect);

使用当前 CGContextRef设置的线宽绘制rect矩形的内切椭圆

void CGContextStrokeLineSegments(CGContextRef c,

const CGPoint points[], size_t count);

使用当前 CGContextRef设置的线宽绘制多条线段。该

方法需要传入2N个CGPoint组成的数组，其中1、2个点

组成第一条线段，3、4个点组成第2条线段，以此类推

表12.2中的大部分方法都涉及使用路径，路径由另一个API：CGPathRef来代表。CGPathRef代表任意多条直线或曲线连接而成的任意图形，当CGContextRef根据CGPathRef绘制时，它可以绘制出任意的形状。

关于如何利用CGContextRef来构建路径和添加路径，本节后面会有详细介绍，此处先用最简单的方法来绘制直线、矩形、椭圆等几何形状。

在绘图之前，还需要对绘图的颜色、线条粗细等属性进行设置，Quartz 2D提供了如表12.3所示的函数来设置绘图信息。

表12.3  设置绘图属性的相关函数
 

方法签名

简要说明

void CGContextSaveGState(CGContextRef c);

保存CGContextRef当前的绘图状态，方便以后恢复该状态

void CGContextRestoreGState(CGContextRef c);

把CGContextRef的状态恢复到最近一次保存时的状态

CGInterpolationQuality CGContextGetInterpolation

Quality(CGContextRef c);

获取当前CGContextRef在放大图片时的插值质量

void CGContextSetInterpolationQuality(CGContextRef c,

CGInterpolationQuality quality);

设置当前CGContextRef在放大图片时的插值质量

void CGContextSetLineCap(CGContextRef c, CGLineCap cap);

设置线段端点的绘制形状。该属性支持如下三个值。

kCGLineCapButt：该属性值指定不绘制端点，

线条结尾处直接结束。这是默认值。

kCGLineCapRound：该属性值指定绘制圆形端点，

线条结尾处绘制一个直径为线条宽度的半圆。

kCGLineCapSquare：该属性值指定绘制方形端点。

线条结尾处绘制半个边长为线条宽度的正方形。需要

说明的是，这种形状的端点与“butt”形状的端点十分相似，

只是采用这种形式的端点的线条略长一点而已

void CGContextSetLineDash(CGContextRef c,

CGFloat phase, const CGFloat lengths[],size_t count);

设置绘制边框时所用的点线模式，Quartz 2D支

持非常强大的点线模式。后面会有详细介绍

void CGContextSetLineJoin(CGContextRef c, CGLineJoin join);

设置线条连接点的风格，该属性支持如下三个值：

kCGLineJoinMeter：这是默认的属性值。

该方格的连接点形状如所示。

kCGLineJoinRound：该方格的连接点形状如 所示。

kCGLineJoinBevel：该方格的连接点形状如 所示

void CGContextSetLineWidth(CGContextRef c, CGFloat width);

设置绘制直线、边框时的线条宽度

void CGContextSetMiterLimit(CGContextRef c, CGFloat limit);

当把连接点风格设为meter风格时，该方法用于控制锐角箭头的长度

void CGContextSetPatternPhase(CGContextRef c, CGSize phase);

设置该CGContextRef采用位图填充的相位

void CGContextSetFillPattern(CGContextRef c,

CGPatternRef pattern,const CGFloat components[]);

设置该CGContextRef使用位图填充

void CGContextSetShouldAntialias(CGContextRef c, bool shouldAntialias);

设置该CGContextRef是否应该抗锯齿（即光滑图形曲线边缘）

void CGContextSetStrokePattern(CGContextRef c, 

CGPatternRef pattern, const CGFloat components[]);

设置该CGContextRef使用位图绘制线条、边框

续表
 

方法签名

简要说明

void CGContextSetBlendMode(CGContextRef context,CGBlendMode mode);

设置CGContextRef的叠加模式。Quartz 2D

支持多种叠加模式，后面专门有关于叠加模式的介绍

void CGContextSetAllowsAntialiasing(CGContextRef context, bool allowsAntialiasing);

设置该CGContextRef是否允许抗锯齿

void CGContextSetAllowsFontSmoothing(CGContextRef context, bool allowsFontSmoothing);

设置该CGContextRef是否允许光滑字体

void CGContextSetShouldSmoothFonts(CGContextRef c,bool shouldSmoothFonts);

设置该CGContextRef是否允许光滑字体

void CGContextSetAlpha (CGContextRef c, CGFloat alpha);

设置全局透明度

void CGContextSetCMYKFillColor(CGContextRef c,

CGFloat cyan, CGFloat magenta, CGFloat yellow,CGFloat black, CGFloat alpha);

使用CMYK颜色模式来设置该CGContextRef的填充颜色

void CGContextSetCMYKStrokeColor(CGContextRef c,

 CGFloat cyan, CGFloat magenta, CGFloat yellow,CGFloat black, CGFloat alpha);

使用CMYK颜色模式来设置该CGContextRef的线条颜色

void CGContextSetFillColorWithColor(CGContextRef c, CGColorRef color);

使用指定颜色来设置该CGContextRef的填充颜色

void CGContextSetStrokeColorWithColor(CGContextRef c, CGColorRef color);

使用指定颜色来设置该CGContextRef的线条颜色

void CGContextSetGrayFillColor(CGContextRef c, CGFloat gray, CGFloat alpha);

使用灰色来设置该CGContextRef的填充颜色

void CGContextSetGrayStrokeColor(CGContextRef c, CGFloat gray, CGFloat alpha);

使用灰色来设置该CGContextRef的线条颜色

void CGContextSetRGBFillColor(CGContextRef c, CGFloat gray, CGFloat alpha);

使用RGB颜色模式来设置该CGContextRef的填充颜色

void CGContextSetRGBStokeColor(CGContextRef c, CGFloat gray, CGFloat alpha);

使用RGB颜色模式来设置该CGContextRef的线条颜色

void CGContextSetShadow(CGContextRef context,

CGSize offset, CGFloat blur);

设置阴影在X、Y方向上的偏移，以及模糊度（blur

值越大，阴影越模糊）。该函数没有设置阴影颜色，

默认使用1/3透明的黑色（即RGBA{0, 0, 0, 1.0/3.0}）作为阴影颜色

void CGContextSetShadowWithColor(CGContextRef context, 

CGSize offset, CGFloat blur, CGColorRef color);

设置阴影在X、Y方向上的偏移，以及模糊度和阴影的颜色