iOS------绘图

iOS的绘图框架有很多种,我们平常最常用的就是UIKit,其底层是依赖CoreGraphics实现的,而且绝大多数的图形界面也都是由UIKit完成的,并且UIImage、NSString、UIBezierPath、UIColor等都知道如何绘制自己,也提供了一些方法来满足我们常用的绘图需求。除了UIKit,还有CoreGraphics、Core Animation,Core Image,OpenGL ES等多种框架,来满足不同的绘图要求。各个框架的大概介绍如:

1.->UIKit:最常用的视图框架,封装度高,都是OC对象

2.->CoreGraphics:主要绘制系统,常用于绘制自定义视图,纯C的API,使用Quartz2D做引擎

3.->Core Animation:提供强大的2D和3D动画效果

4.->Core Image:给图片提供各种滤镜处理,比如高斯模糊、锐化等

5.->OpenGL ES:主要用于游戏绘制,但他是一套编程规范,具体由设备制造商实现

绘图方式:

绘图包括两部分:视图绘制和视图布局。他们实现的功能是不同的,因为都是在绘制周期中进行绘制的

绘图周期:1.iOS在运行循环中会整合所有的绘图请求,并一次将它们绘制出来  2.不能在子线程中绘制,也不能进行复杂的操作,否则会造成主线程卡顿

视图绘制:调用UIView的- (void)drawRect:(CGRect)rect方法进行绘制。如果调用一个视图的-(void)setNeedsDisplay方法,那么该视图就被标记为重新绘制,并且会在下一次绘制周期中重新绘制,自动调用- (void)drawRect:(CGRect)rect方法

视图布局:调用UIView的-(void)layoutSubviews方法。如果调用一个视图的-(void)setNeedsLayout方法,那么该视图就被标记为需要重新布局,UIKit会自动调用-(void)layoutSubviews方法及其子视图的-(void)layoutSubviews

重点:在绘图时,我们应该尽量多的使用布局,少使用绘制,是因为布局使用的是GPU,而绘制使用的是CPU。GPU对于图形处理有优势,而CPU要处理的事情较多,且不擅长处理图形,所以尽量使用GPU来处理图形。

绘图状态切换

iOS的绘图有多种对应的状态切换,比如:比如:pop/push、save/restore、context/imageContext和CGPathRef/UIBezierPath等,下面分别进行介绍:

1.->pop/push

设置绘图的上下文环境(context)

push:UIGraphicsPushContext(context)把context压入栈中,并把context设置为当前绘图上下文

pop:UIGraphicsPopContext将栈顶的上下文弹出,恢复先前的上下文,但是绘图状态不变

下面的绘图是黑色

- (void)drawRect:(CGRect)rect{

[[UIColor redColor]setFill];

UIGraphicsPushContext(UIGraphicsGetCurrentContext());

[[UIColor blackColor]setFill];

UIGraphicsPopContext();

UIRectFill(CGRectMake(90, 340, 100, 100));

}

2.save / restore

设置绘图的状态(state)

save:CGContextSaveGState 压栈当前的绘图状态,仅仅是绘图状态,不是绘图上下文

restore:恢复刚才保存的绘图状态

下面绘制的视图是红色

- (void)drawRect:(CGRect)rect{

[[UIColor redColor]setFill];

CGContextSaveGState(UIGraphicsGetCurrentContext());

[[UIColor blackColor]setFill];

CGContextRestoreGState(UIGraphicsGetCurrentContext());

UIRectFill(CGRectMake(90, 200, 100, 100));

}

3.context/imageContext

iOS的绘图必须在一个上下文中绘制,所以在绘制之前要获取一个上下文。如果是绘制图片,就需要获取一个图片的上下文;如果是绘制其他视图,就需要一个非图片上下文。对于上下文的理解,可以认为就是一张画布,然后在上面进行绘图操作。

context:图形上下文,可以通过UIGraphicsGetCurrentContext()获取当前视图的上下文

imageContext:图片上下文,可以通过UIGraphicsBeginImageContextWithOptions:获取一个图片上下文,然后绘制完成后,调用UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext获取绘制的图片,最后要记得关闭图片上下文UIGraphicsEndImageContext。

4.CGPathRef / UIBezierPath

图形的绘制需要绘制一个路径,然后再把路径渲染出来,而CGPathRef就是CoreGraphics框架中的路径绘制类,UIBezierPath是封装CGPathRef的面向OC的类,使用更加方便,但是一些高级特性还是不及CGPathRef。

具体绘图方法

由于iOS常用的绘图框架有UIKit和CoreGraphics两个,所以绘图的方法也有多种。

1.图片类型的上下文:是不需要在- (void)drawRect:(CGRect)rect方法中进行,在一个普通的OC方法中就可以绘制

2.使用UIKit实现

//获取图片上下文

UIGraphicsBeginImageContextWithOptions(CGSizeMake(100, 100), NO, 0);

//绘图

UIBezierPath* bezierPath = [UIBezierPath bezierPathWithOvalInRect:CGRectMake(0, 0, 100, 100)];

[[UIColor blueColor]setFill];

[bezierPath fill];

//从图片上下文中获取绘制的图片

UIImage* image = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();

//关闭图片上下文

UIGraphicsEndImageContext();

UIImageView* imageView = [[UIImageView alloc]init];

imageView.frame = CGRectMake(0, 64, image.size.width, image.size.height);

[self.view addSubview:imageView];

imageView.image = image;

使用CoreGraphics实现:

//获取图片上下文

UIGraphicsBeginImageContextWithOptions(CGSizeMake(100, 100), NO, 0);

//绘图

CGContextRef contextRef = UIGraphicsGetCurrentContext();

CGContextAddEllipseInRect(contextRef, CGRectMake(0, 0, 100, 100));

CGContextSetFillColorWithColor(contextRef, [UIColor blueColor].CGColor);

CGContextFillPath(contextRef);

//从图片上下文中获取绘制的图片

UIImage* image = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();

//关闭图片上下文

UIGraphicsEndImageContext();

UIImageView* imageView = [[UIImageView alloc]init];

[self.view addSubview:imageView];

imageView.frame = CGRectMake(0, 0, image.size.width, image.size.height);

imageView.image = image;

2.- (void)drawRect:(CGRect)rect

在UIView子类的- (void)drawRect:(CGRect)rect方法中实现图形重新绘制,具体绘制步骤如下:

2.1->获取上下文

2.2->绘制图形

2.3->渲染图形

UIKit方法

- (void)drawRect:(CGRect)rect{

UIBezierPath* bezierPath = [UIBezierPath bezierPathWithOvalInRect:CGRectMake(0, 0, 100, 100)];

[[UIColor blueColor]setFill];

[bezierPath fill];

}

CoreGraphics

- (void)drawRect:(CGRect)rect{

CGContextRef contextRef = UIGraphicsGetCurrentContext();

CGContextAddEllipseInRect(contextRef, CGRectMake(0, 0, 100, 100));

CGContextSetFillColorWithColor(contextRef, [UIColor blueColor].CGColor);

CGContextFillPath(contextRef);

}

3.drawLayer:inContext:

在UIView子类的-(void)drawLayer:(CALayer *)layer inContext:(CGContextRef)ctx方法中也可以实现绘图任务,他是一个图层的代理方法,当调用该方法的时候,需要给图层的delegate设置代理对象。但是代理对象不能是UIView对象,因为UIView对象内部已经是它内部根层的代理对象,如果再将他设置为另一个层的代理对象就会出问题了

一个view被添加到其它view上时,图层的变化如下:

3.1->先隐式地把此view的layer的CALayerDelegate设置成此view

3.2->调用此view的self.layer的drawInContext方法

3.3->由于drawLayer方法的注释:If defined, called by the default implementation of -drawInContext:说明了drawInContext里if([self.delegate responseToSelector:@selector(drawLayer:inContext:)])就执行drawLayer:inContext:方法,这里我们因为实现了drawLayer:inContext:所以会执行

3.4->[super drawLayer:layer inContext:ctx]会让系统自动调用此view的drawRect:方法,至此self.layer画出来了

3.5->在self.layer上再加一个子layer,当调用[layer setNeedsDisplay];时会自动调用此layer的drawInContext方法

3.6->如果drawRect不重写,就不会调用其layer的drawInContext方法,也就不会调用drawLayer:inContext方法

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