iOS绘图框架CoreGraphics分析

之前在涉及到绘图时,总是会有些迷茫,是时候了解一下绘图原理了。

框架介绍

iOS的绘图框架有多种,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,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。

  • UIKit:最常用的视图框架,封装度最高,都是OC对象
  • CoreGraphics:主要绘图系统,常用于绘制自定义视图,纯C的API,使用Quartz2D做引擎
  • CoreAnimation:提供强大的2D和3D动画效果
  • CoreImage:给图片提供各种滤镜处理,比如高斯模糊、锐化等
  • OpenGL-ES:主要用于游戏绘制,但它是一套编程规范,具体由设备制造商实现

绘图系统

iOS绘图框架CoreGraphics分析_第1张图片

绘图方式

绘图实际包含两种:绘制布局

绘图周期

  • 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
  • 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drawRect:方法进行绘制。如果调用一个视图的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drawRect:方法。

视图布局

调用UIView的layoutSubviews方法。如果调用一个视图的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layoutSubviews方法及其子视图的layoutSubviews方法。

在绘图时,我们应该尽量多使用布局,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。

绘图原理

iOS的绘图必须在一个上下文中绘制,所以在绘图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;如果是绘制其它视图,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。

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。

具体实现

常用的几种方式:

图片类型的上下文

图片上下文的绘制不需要在drawRect:方法中进行,在一个普通的OC方法中就可以绘制

使用UIKit实现

// 获取图片上下文

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

// 绘图

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

[[UIColor blueColor] setFill];

[p fill];

// 从图片上下文中获取绘制的图片

UIImage* im = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();

// 关闭图片上下文

UIGraphicsEndImageContext();

使用CoreGraphics实现

// 获取图片上下文

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

// 绘图

CGContextRef con = UIGraphicsGetCurrentContext();

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

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

CGContextFillPath(con);

// 从图片上下文中获取绘制的图片

UIImage* im = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();

// 关闭图片上下文

UIGraphicsEndImageContext();

drawRect:

在UIView子类的drawRect:方法中实现图形重新绘制,绘图步骤如下:

  • 获取上下文
  • 绘制图形
  • 渲染图形

UIKit方法

- (void) drawRect: (CGRect) rect {

UIBezierPath* p = [UIBezierPathbezierPathWithOvalInRect:CGRectMake(0,0,100,100)];

[[UIColor blueColor] setFill];

[p fill];

}

CoreGraphics

- (void) drawRect: (CGRect) rect {

CGContextRef con = UIGraphicsGetCurrentContext();

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

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

CGContextFillPath(con);

}

参考:

iOS绘图框架CoreGraphics分析

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