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Quartz Core 图层编程

一、添加 Quartz Core 框架

要使用 Quartz Core 框架，你需要将其添加到你的工程中 。 然后  #import <Quartz Core/QuartzCore.h> 

二、认识图层

对 ps 有所了解的人都知道图层的概念，在这里也一样。在PS中一张图片至少得有一个图层，一个或多个图层的叠加构成了一张位图。我们这里一个或多个图层的叠加的构成了UIView（或其派生类）对象。看过我关于 UIView 文章的人可能会有疑问：UIView 和图层没啥区别啊？NO，还是有区别的，图层是有弹性的，你可以操纵图层，使 UIView 有各种效果，比如三维效果，形变等等。

要访问一个图层，需要读取 UIview 的 layer 属性。

[java] view plaincopyprint?

1. CALayer* layer = self.view.layer;  

所有派生自UIView 的对象，都会继承这一属性，这意味着你可以对导航栏、表格、文本框以及其他许多类型的视图类，进行变换、缩放、旋转、甚至加入动画。

有人又有疑问了，上面的代码我们只读取了一个 layer 假如一个UIView 有多个图层呢? 不错 UIView 确实只有一个layer 属性，但是layer 是可以叠加的，layer 可以叠加在 layer 上面，所以这个layer 就相当于是一块底板，我们可以在这块地板上叠加一些透明胶片（子图层），叠加在一起之后就构成了一个组合图像。

三、图层的层次结构

图层有很多通用的方法和属性，来操作子图层和执行绘制操作。这些方法允许你将许多单个图层叠加在一起，来绘制一个组合的屏幕图像。

一个图层可以有许多个子图层。在最终绘制屏幕时，子图层可以被排列后固定在一起。这可以参考赛车游戏中的图层。游戏可能有几个图层组成：一个绘制背景、一个绘制角色、一个绘制地图显示器。你可能会为每个图层准备一个专门的UIView类，并另外用一个UIView类来整合游戏画面：

[java] view plaincopyprint?

1. UIView* gameView = [[UIView alloc]initWithFrame:[[UIScreen mainScreen]applicationFrame] ];  

2.     UIView* backgroundView = [[UIView alloc]initWithFrame:[[UIScreen mainScreen]applicationFrame]];  

3.     UIView* roleView= [[UIView alloc]initWithFrame:CGRectMake(0.0, 0.0, 100.0, 200.0)];  

4.     UIView* mapView = [[UIView alloc]initWithFrame:CGRectMake(200.0, 0.0, 100.0, 100.0)];  

5.     //通过CALayer 类的addSublayer 方法，你可以将3个UIView 类的图层全都与 gameView 对象链接在一起：  

6.     CALayer* gameLayer = gameView.layer;  

7.     [gameLayer addSublayer:backgroundView.layer];  

8.     [gameLayer addSublayer:roleView.layer];  

9.     [gameLayer addSublayer:mapView.layer];  

当gameView 对象显示在屏幕上的时候，3个子图层被合并在一起绘制出来。每个类单独绘制他自己的图层，但当游戏图层被显示出来的时候，3个图层就全都融合在一起了。

gameView不是唯一能够添加子图层的图层。子图层也可以添加自己的子图层，并且可以构建一个完整的图层层次结构。例如你的游戏可能会在 mapView图层中再构加入一个图层，用来显示map的一部分内容，比如剩余里程数。

[java] view plaincopyprint?

1. UILabel* lastDistance = [[UILabel alloc]initWithFrame:CGRectMake(0.0, 0.0, 20.0, 20.0)];  

2.     [mapView.layer addSublayer:lastDistance.layer];  

此外，通过设置图层的position属性，你还可以不用改变图层的大小就对其位置进行调整。这个属性接受一个CGPoint 结构体，来定位图层在屏幕上的偏移位置。与frame 属性不同，position 属性指定的是图层的重点，而不是左上角：

[java] view plaincopyprint?

1. CGPoint lastDistancePosition = CGPointMake(100.0, 100.0);  

2.   lastDistance.layer.position = lastDistancePosition;  

四、布局与显示

除了添加子图层之外，CALayer 类还提供了很多不同的方法，可以来插入、调整和移除子图层。

当你用 addSublayer 来添加一个子图层时，他会被添加到图层层次结构的顶层，所以他会显示在现有所有子图层的最前面。用一组名为 insertSublayer 的替代方法，你可以将新视图插入现有的图层之间。

用atIndex 参数，可以将一个图层插入到指定的下标位置：

[java] view plaincopyprint?

1. [gamelayer insertSublayer:mapView.layer atIndex:1];  

要将一个图层插入到另一个图层的上面或者下面，可以加上 avove 或 below 参数：

[java] view plaincopyprint?

1. [ gamelayer insertSublayer:mapView.layer below:backgroundView.layer];  

2. [ gamelayer insertSublayer:mapView.layer above:roleView.layer];  

调用子图层的 removeFromSuperlayer 方法，可以将图层从他的父图层中删除：

[java] view plaincopyprint?

1. [ mapView.layer removeFromSuperlayer];  

要用另外一个图层代替现有的一个子图层，可以用replaceSublayer 方法：

[java] view plaincopyprint?

1. [ gamelayer replaceSublayer:backgroundView.layer with:newBackgroundView.layer ];  

要将子图层保留在图层栈中，但是又想让他在显示的时候不可见，可以设置图层的 hidden 属性。你可以用下面的代码来切换map 显示，而不必真的把图层去掉：

[java] view plaincopyprint?

1. - (void) Togglemap{  

2.        mapView.layer.hidden = (mapView.layer.hidden == NO)?YES:NO;  

3. }  

五、绘制

在更新一个图层时，变化不是立刻被绘制在屏幕上的。这样你就可以偷偷地对图层做很多写操作而不会被展示给用户，直到所有的操作全部结束为止。当图层准备好可以进行重画时，就调用图层的 setNeedsDisplay  方法：

[java] view plaincopyprint?

1. [ gamelayer setNeedsDisplsy ];  

有些时候，可能仅仅不要重画整个图层的部分内容。重新绘制整个屏幕会令程序性能低下。用 setNeedsDisplayInRect 方法，可以只重画需要更新的部分屏幕，这个方法需要一个表示更新区域的CGRect 结构体作为参数：

[java] view plaincopyprint?

1. CGRect mapViewFrame  =CGRectMake(150.0,150,75.0,75.0);  

2. [ gameLayer setNeedsDisplayInRect:mapViewFrame  ];   

如果你在使用 Core Graphics 框架进行绘制，可以直接在一个 Core Graphics 上下文中绘制。使用 renderInContext 方法可以做到这一点：

[java] view plaincopyprint?

1. CGContextRef myCGContext = UIGraphicsGetCurrentContext();  

2. [ gamelayer renderInContext:myCGContext ];  

六、变换

要为图层加上一个三维变换或者仿射变换，可以分别设置图层的 transform 或 affineTransform 属性。

[java] view plaincopyprint?

1. roleview.layer.transform = CATransform3DMakeScale( -1.0,-1.0,1.0);  

2. CGAffineTransform transform = CGAffineTransformMakeRotation(45.0);  

3. backgroundView.layer.affineTransform =transform ;  

七、图层动画

Quartz Core 的能力远远不止一个简单的画板式图层。他可以将一个二维物体变换为一个令人瞠目结舌的三维纹理，用于创建NB的转场动画。

我之前写过一篇介绍转场动画的文章，那是一种在不同 UIView 对象之间进行过度的手段。你可以直接将转场动画用于图层或子图层。动画可以作为 CAtransition 对象创建出来。

图层转场增强了现有的 CATransition 类，为其提供了一种方法，能用Quartz Core 的动画引擎来添加动画。这令开发者可以利用Quartz Core提供的三维功能，而不必对代码做大的改动。当图层被动画使，一个 CATransition 或CAAnimation 对象会被附加在图层上。然后图层会调用Quartz Core，分支出一个新线程，负责动画的全部图形处理工作。开发者秩序加入期望的动画，就可以提升一个现有图层的功能。用下面的例子代码，可以创建一个转场：

[java] view plaincopyprint?

1. CATransition* animation = [[CATransition alloc]init];  

2.     animation.duration =1.0;  

3.     animation.timingFunction = [CAMediaTimingFunction functionWithName:kCAMediaTimingFunctionEaseIn];  

4.     animation.type = kCATransitionPush;  

5.     animation.subtype = kCATransitionFromRight;  

警告：到目前为止，恶心的的苹果允许用户创建的转场类型仍然极其有限。Quartz Core 框架内部还支持相当多的其他转场效果，例如自然翻页和缩放转场等，但是受到限制，只能有苹果自己的应用程序使用。（恶心吧）

通过创建一个CABasicAnimation 对象，你就可以创建出一个动画。下面的例子创建了一个动画，将图层旋转了整整360度：

[java] view plaincopyprint?

1. CABasicAnimation *animation = [CABasicAnimation  animationWithKeyPath:@"transform"];  

2.     animation.toValue = [NSValue valueWithCATransform3D:CATransform3DMakeRotation(3.1415, 0, 0, 1.0)];  

3.     animation.duration =3.0;  

4.     animation.cumulative =YES;  

5.     animation.repeatCount=2;  

创建好之后，你可以直接将动画或者转场应用到一个图层上：

[java] view plaincopyprint?

1. [mapView.layer addAnimation:animation forKey:@"animation"];  

八、图层变换

Quartz Core 的渲染能力可以像三维一样对二维图像进行任意操纵。一个图像可以在x-y-z 三维轴上进行任意角度旋转、缩放和扭曲。CATransform3D 函数族是苹果的Cover Flow 技术 以及 iPhone 上使用的其他美观特效的幕后力量。iPhone 支持包括缩放、旋转、仿射、平移等。

变换实在单独的图层上执行的，因此多个变换可以在一个图层表面上同时进行。Quartz Core 框架用 CATransform3D 对象来执行变换。这个对象作用于视图的图层，根据期望的三维设置对图层进行弯折或者其他操作。应用程序可以仍然将对象看作是二维的，但是当对象呈现给用户时，会遵从已经作用于图层之上的任何变换。下面的例子创建了一个变换，目的是对一个图层进行旋转：

[java] view plaincopyprint?

1. CATransform3D myTransform;  

2. myTransform = CATransform3DMakeRotation(angle,x,y,z);  

CATransform3DMakeRotation 函数创建了一个变换，对一个图形进行旋转，旋转角度angle 单位为弧度，轴为 x-y-z 。x-y-z 的值定义了轴上在各个方向上的度量(介于-1和+1之间)。在一个轴上赋予值，就会指示变换绕该轴进行旋转。可以把这些值看作是插在图像上的草棍。如果草棍是沿着 x 轴插进去的，那么图像将绕着草棍垂直旋转。你可以使用不同角度值作为轴，产生出更复杂的转动。不过对于大多数用途来说，用-1 和 +1 这两个值就够了。

要将一个图层绕水平轴转动（垂直转动）45度，可以使用下面的代码：

[java] view plaincopyprint?

1. myTransform = CATransform3DMakeRotation(0.78,1.0,0.0,0.0);//0.78 是角度45度换成弧度得到的  

要在水平方向上转动同样的角度，可以换成 y 轴指定一个值：

[java] view plaincopyprint?

1. myTransform = CATransform3DMakeRotation(0.78,0.0,1.0,0.0);  

你可以自己编写一个角度转弧度的函数：

[java] view plaincopyprint?

1. double radians(float degrees){  

2.    return (degrees*3.14159265)/180.0;  

3. }  

当你创建的时候就调用这个函数：

[java] view plaincopyprint?

1. myTransform = CATransform3DMakeRotation( radians(45.0),0.0,1.0,0.0);  

 变换创建完毕之后，就要作用于你要操纵的图层了。CALayer 对象提供了一个 transform属性，可以用来将变换附加到图层之上。图层将会执行任何赋予这个属性的变换：

[java] view plaincopyprint?

1. roleView.layer.transform = myTransform;  

 当这个对象被显示出来时，会按照应用在他上面的变换进行显示。在你的代码里，还是会将这个对象作为一个二维物体来引用，但是他会根据变换来进行渲染。

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