iOS开发 - Quartz2D绘图

Quartz 2D简介

是一个二维绘图引擎，同时支持iOS和Mac系统
Quartz 2D能完成的工作
绘制图形 : 线条\三角形\矩形\圆\弧等
绘制文字
绘制\生成图片(图像)
读取\生成PDF
截图\裁剪图片
自定义UI控件
… …

drawRect:方法的使用
常见图形的绘制：线条、多边形、圆
绘图状态的设置：文字颜色、线宽等
图形上下文状态的保存与恢复
图形上下文栈

为了便于搭建美观的UI界面，iOS提供了UIKit框架，里面有各种各样的UI控件
UILabel：显示文字
UIImageView：显示图片
UIButton：同时显示图片和文字（能点击）
… …

Quartz2D价值

利用UIKit框架提供的控件，拼拼凑凑，能搭建和现实一些简单、常见的UI界面

但是，有些UI界面极其复杂、而且比较个性化，用普通的UI控件无法实现，这时可以利用Quartz2D技术将控件内部的结构画出来，自定义控件的样子
其实，iOS中大部分控件的内容都是通过Quartz2D画出来的
因此，Quartz2D在iOS开发中很重要的一个价值是：自定义view（自定义UI控件

Quartz2D的API是纯C语言的
Quartz2D的API来自于Core Graphics框架
数据类型和函数基本都以CG作为前缀
CGContextRef
CGPathRef
CGContextStrokePath(ctx);
……

图形上下文（Graphics Context）

图形上下文（Graphics Context）：是一个CGContextRef类型的数据

图形上下文的作用
保存绘图信息、绘图状态
决定绘制的输出目标（绘制到什么地方去？）
（输出目标可以是PDF文件、Bitmap或者显示器的窗口上）

相同的一套绘图序列，指定不同的Graphics Context，就可将相同的图像绘制到不同的目标上

Quartz2D提供了以下几种类型的Graphics Context：
Bitmap Graphics Context
PDF Graphics Context
Window Graphics Context
Layer Graphics Context
Printer Graphics Context

Quartz2D自定义view

如何利用Quartz2D自定义view？（自定义UI控件）

如何利用Quartz2D绘制东西到view上？
首先，得有图形上下文，因为它能保存绘图信息，并且决定着绘制到什么地方去
其次，那个图形上下文必须跟view相关联，才能将内容绘制到view上面

自定义view的步骤
新建一个类，继承自UIView
实现- (void)drawRect:(CGRect)rect方法，然后在这个方法中
取得跟当前view相关联的图形上下文
绘制相应的图形内容
利用图形上下文将绘制的所有内容渲染显示到view上面
drawRect:
为什么要实现drawRect:方法才能绘图到view上？
因为在drawRect:方法中才能取得跟view相关联的图形上下文

drawRect:方法在什么时候被调用？
当view第一次显示到屏幕上时（被加到UIWindow上显示出来）
调用view的setNeedsDisplay或者setNeedsDisplayInRect:时

Quartz2D绘图的代码步骤

//获得图形上下文
CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext();

//拼接路径（下面代码是搞一条线段）
CGContextMoveToPoint(ctx, 10, 10);
CGContextAddLineToPoint(ctx, 100, 100);

//绘制路径
CGContextStrokePath(ctx); // CGContextFillPath(ctx);

Quartz2D常用拼接路径函数

//新建一个起点
void CGContextMoveToPoint(CGContextRef c, CGFloat x, CGFloat y)

//添加新的线段到某个点
void CGContextAddLineToPoint(CGContextRef c, CGFloat x, CGFloat y)

//添加一个矩形
void CGContextAddRect(CGContextRef c, CGRect rect)

//添加一个椭圆
void CGContextAddEllipseInRect(CGContextRef context, CGRect rect)

//添加一个圆弧
void CGContextAddArc(CGContextRef c, CGFloat x, CGFloat y,
  CGFloat radius, CGFloat startAngle, CGFloat endAngle, int clockwise)

//Mode参数决定绘制的模式
void CGContextDrawPath(CGContextRef c, CGPathDrawingMode mode)

//绘制空心路径
void CGContextStrokePath(CGContextRef c)

//绘制实心路径
void CGContextFillPath(CGContextRef c)

//提示：一般以CGContextDraw、CGContextStroke、CGContextFill开头的函数，都是用来绘制路径的

Quartz2D图形上下文栈的操作

//将当前的上下文copy一份,保存到栈顶(那个栈叫做”图形上下文栈”)
void CGContextSaveGState(CGContextRef c)

//将栈顶的上下文出栈,替换掉当前的上下文
void CGContextRestoreGState(CGContextRef c)

Quartz2D基本线条绘制实例

/**
 *  在view第一次显示到屏幕上的时候会调用一次
 */
- (void)drawRect:(CGRect)rect {

    //1.获得图形上下文
    CGContextRef ctx=UIGraphicsGetCurrentContext();

    //2.拼接图形路径
    //设置线段宽度
    CGContextSetLineWidth(ctx, 5);

    //设置线段头尾部的样式
    CGContextSetLineCap(ctx, kCGLineCapRound);

    //设置线段转折点的样式
    CGContextSetLineJoin(ctx, kCGLineJoinRound);

    //第一条线 (设置颜色)
    CGContextSetRGBStrokeColor(ctx, 1, 0, 0, 1);
    //设置一个起点
    CGContextMoveToPoint(ctx, 10, 10);
    //添加一条线段到（100，100）
    CGContextAddLineToPoint(ctx, 100, 100);
    //渲染
    CGContextStrokePath(ctx);

    //第二条线
    CGContextSetRGBStrokeColor(ctx, 0, 0, 1, 1);
    CGContextMoveToPoint(ctx, 30, 30);
    CGContextAddLineToPoint(ctx, 140, 40);
    CGContextAddLineToPoint(ctx, 180, 150);
    CGContextStrokePath(ctx);

    //第三条线
    CGContextSetRGBStrokeColor(ctx, 0, 1, 1, 1);
    CGContextMoveToPoint(ctx, 160, 260);
    CGContextAddLineToPoint(ctx, 100, 40);
    CGContextAddLineToPoint(ctx, 100, 200);
    CGContextAddLineToPoint(ctx, 50, 100);
    CGContextSetLineWidth(ctx, 10);
    CGContextStrokePath(ctx);

    //第四条线
    CGContextSetRGBStrokeColor(ctx, 0, 1, 0, 1);
    CGContextMoveToPoint(ctx, 90, 340);
    CGContextAddLineToPoint(ctx, 200, 340);
    CGContextSetLineWidth(ctx, 2);
    CGContextStrokePath(ctx);
}

@end

效果图

Quartz2D形状绘制实例

- (void)drawRect:(CGRect)rect {
    drawTriangle();
    drawQuadrilateral();
}

/**
 *  四边形
 */
void drawQuadrilateral()
{
    //1.获得图形上下文
    CGContextRef ctx=UIGraphicsGetCurrentContext();

    //2.画图形
    CGContextAddRect(ctx, CGRectMake(50, 150, 150, 200));
    [[UIColor orangeColor]set];

    //3.绘制图形
    //CGContextFillPath(ctx); //填充
    CGContextStrokePath(ctx); //非填充
};

/**
 *  三角形
 */
void drawTriangle()
{
    //1.获得图形上下文
    CGContextRef ctx=UIGraphicsGetCurrentContext();

    //2.画三角形
    CGContextMoveToPoint(ctx, 125,20);
    CGContextAddLineToPoint(ctx, 10, 120);
    CGContextAddLineToPoint(ctx, 250, 120);

    //关闭路径
    CGContextClosePath(ctx);
    CGContextSetLineWidth(ctx, 8);
    CGContextSetRGBStrokeColor(ctx, 0, 1, 0, 1);

    //3.绘制图形
    CGContextStrokePath(ctx);

}

效果图

- (void)drawRect:(CGRect)rect {
    drawCircle();
    drawArc();
}


/**
 *  画圆弧
 */
void drawArc()
{
    // 1.获得上下文
    CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext();

    // 2.画圆弧
    // x/y : 圆心
    // radius : 半径
    // startAngle : 开始角度
    // endAngle : 结束角度
    // clockwise : 圆弧的伸展方向(0:顺时针, 1:逆时针)
    CGContextAddArc(ctx, 100, 300, 50, M_PI_2, M_PI, 0);
    CGContextSetRGBStrokeColor(ctx, 1, 1, 0, 0.8);
    // 3.显示绘制
    CGContextStrokePath(ctx);


    //画1/4圆
    CGContextMoveToPoint(ctx, 100, 100);
    CGContextAddLineToPoint(ctx, 100, 150);
    CGContextAddArc(ctx, 100, 100, 50, -M_PI_2, M_PI, 1);
    CGContextClosePath(ctx);
    [[UIColor redColor] set];
    CGContextFillPath(ctx);
}




/**
 *  画圆
 */
void drawCircle()
{
    //1.获得上下文
    CGContextRef ctx=UIGraphicsGetCurrentContext();

    //2.画圆
    CGContextAddEllipseInRect(ctx, CGRectMake(50, 10, 150, 150));
    CGContextSetLineWidth(ctx, 10);
    CGContextSetRGBStrokeColor(ctx, 1, 0, 1, 1);

    //3.显示绘画
    CGContextStrokePath(ctx);
}

效果图

Quartz2D图片、文字绘制实例

/**
 *  绘制图片
 */
void drawImage()
{
    //1.取得图片
    UIImage *image=[UIImage imageNamed:@"square"];

    //[image drawAtPoint:CGPointMake(50, 50)];
    //[image drawInRect:CGRectMake(0, 0, 150, 150)];
    [image drawAsPatternInRect:CGRectMake(10, 10, 240, 240)];
    //添加水印
    NSString * str=@"作者: W先生";
    [str drawInRect:CGRectMake(160, 200, 100, 30) withAttributes:nil];

}


/**
 *  绘制文字
 */
void drawText()
{
    //1.获得上下文
    CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext();

    //设置一个背景
    CGRect bgRect = CGRectMake(80, 300, 100, 100);
    CGContextAddRect(ctx, bgRect);
    CGContextFillPath(ctx);

    //绘制文字
    NSString * str=@"爱编程,爱绘图,不解释!!";

    NSMutableDictionary *attrs=[NSMutableDictionary dictionary];

    //设置文字颜色
    attrs[NSForegroundColorAttributeName]=[UIColor orangeColor];

    //设置文字字体
    attrs[NSFontAttributeName]=[UIFont systemFontOfSize:25];
    [str drawInRect:bgRect withAttributes:attrs];
}

效果图