iOS 开发简单的手绘应用

开发一款简单的 iOS 手绘应用，

收集点，绘制形状，给形状着色，呈现给用户，好像就完了

框架是 Quartz2D

1， 收集点

首先需要有一个界面 UIView, 用这个界面监听用户的手势，收集点

• 用户按下手指

location(in, 从触摸事件中，获得在画板中的坐标

var lastPoint = CGPoint.zero


override func touchesBegan(_ touches: Set, with event: UIEvent?) {
    guard let touch = touches.first else {
      return
    }
    // ...
    lastPoint = touch.location(in: view)
  }

• 用户移动手指

 override func touchesMoved(_ touches: Set, with event: UIEvent?) {
         //  ...
 }

• 用户抬起手指

override func touchesEnded(_ touches: Set, with event: UIEvent?) {
         // ...
 }
 

2, 绘制形状，给形状着色

开辟一块绘图上下文 UIGraphicsGetCurrentContext，

使用采集的点连线

用户手绘的不是一段连续的曲线，是很多个线段拼接起来的

func drawLine(from fromPoint: CGPoint, to toPoint: CGPoint) {
   UIGraphicsBeginImageContext(view.frame.size)
   guard let context = UIGraphicsGetCurrentContext() else {
     return
   }
   // ...
   // 绘制
   context.move(to: fromPoint)
   context.addLine(to: toPoint)
   
   context.setLineCap(.round)
   context.setBlendMode(.normal)
   context.setLineWidth(brushWidth)
   context.setStrokeColor(color.cgColor)
   
   context.strokePath()
   // ...
   
   UIGraphicsEndImageContext()
 }

3, 呈现给用户

第一步使用的 UIView 是 UIImageView，

• 绘制就是画一小段，取出画好的图片，赋给 UIImageView，我们就看到了
• 连续的绘制，是

画一小段，取出画好的图片，赋给 UIImageView，并用变量保存下最新的图片

接着画，先把刚才的图片变量绘制一遍，再画一小段，取出画好的图片，赋给 UIImageView，并用变量保存下最新的图片

func drawLine(from fromPoint: CGPoint, to toPoint: CGPoint) {
  UIGraphicsBeginImageContext(view.frame.size)
  guard let context = UIGraphicsGetCurrentContext() else {
    return
  }
  tempImageView.image?.draw(in: view.bounds)
  
  // 绘制 ...
  
  tempImageView.image = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext()
  
  UIGraphicsEndImageContext()
}

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4, 画笔设置

修改画笔颜色和粗细

func drawLine(from fromPoint: CGPoint, to toPoint: CGPoint) {
  UIGraphicsBeginImageContext(view.frame.size)
  guard let context = UIGraphicsGetCurrentContext() else {
    return
  }
  
  // ...
  
  context.setBlendMode(.normal)
  
  // 调颜色
  context.setLineWidth(brushWidth)
  // 调粗细
   context.setStrokeColor(color.cgColor)
  // ...
}

画笔变橡皮擦

• 方法一，把画笔的颜色，调成画板的颜色，就成了橡皮擦
• 方法 2 ，

把画笔的颜色，调成透明，

把绘图上下文的混色模式改掉

就成了橡皮擦

       switch type {
       case .pencil, .none:
           context.setBlendMode(.color)
       case .eraser:
           context.setLineWidth(15)
           context.setStrokeColor(UIColor.clear.cgColor)
           context.setBlendMode(.clear)
       }

5，后续

更多功能：

加入文本输入功能，

需要一个文本框控件 UITextField、 UITextView

文本框控件一般可以拖动，

文本框放在画布上，拖出画布了，有些问题。

这时候要做一个边界检测

性能优化:

一般性能优化，就是打印函数的执行时间

当画布的大小为 1366 X 7700 （ iPad Pro + UIScrollView ) 的时候，画布很大，

全部绘制一遍，并取出图片，性能消耗很大

    tempImageView.image?.draw(in: view.bounds)
    // ...
    
    tempImageView.image = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext()

绘制一次，需要约 0.07 秒，

 let t = Date()
 self.drawingImage()
 if #available(iOS 13.0, *) {
     let span = t.distance(to: Date())
     print(span)
 }

我们期望 60 的 FPS, 每一帧计算时间 0.016， 所以频繁调用该方法，卡得厉害

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之前的方法是一个点，一个点的绘制

移动一下，绘制一次

 override func touchesMoved(_ touches: Set, with event: UIEvent?) {
    guard let touch = touches.first else {
      return
    }
    swiped = true
    let currentPoint = touch.location(in: view)
    drawLine(from: lastPoint, to: currentPoint)
    lastPoint = currentPoint
    }

画一段线， func touchesMoved() ，一般可以触发 30 ～ 60 次，收集的点比较多，线条柔和

此时频繁调用该消耗性能方法，

只能触发 6 次，画一段只能采集 6 个点，正常手速，就画出来一个多边形

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可以这样优化，点的收集与绘制分离

使用一个 Timer ，每隔 0.15 秒，绘制一次

原本收集点，是一个 CGPoint， 现在收集点，是一个 [CGPoint]

• 原本画一次之前的 image， 连一根线，更新图片变量并呈现

n 个点, 来 n 次全画板绘制

• 现在画一次之前的 image， 连接多根线，更新图片变量并呈现

n 个点, 来 1 次全画板绘制

消耗性能的方法，少调用，就对了

    tempImageView.image?.draw(in: view.bounds)
    // ...
    
    tempImageView.image = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext()

前 4 点的代码，见 github

后续需要整理，tbd