Quartz

14.1 Quartz概述

Quartz是Mac OS X的Darwin核心之上的绘图层，有时候也认为是CoreGraphics。共有两种部分组成Quartz：

Quartz Compositor，合成视窗系统，管理和合成幕后视窗影像来建立Mac OS X使用者接口。

Quartz 2D，是iOS和Mac OS X环境下的二维绘图引擎。

涉及内容包括：基于路径的绘图，透明度绘图，遮盖，阴影，透明层，颜色管理，防锯齿渲染，生成PDF，以及PDF元数据相关处理。

14.2 绘制基本几何图形

视图绘制

    在iOS上，所有的绘制，无论是否采用OpenGL、Quartz、UIKit、或者 Core Animation—都发生在UIView对象的区域内。

视图定义绘制发生的屏幕区域。如果您使用系统提供的视图，绘制工作会自动得到处理。然而，如果您定义自己的定制视图，则必须自行提供绘制代码。

对于使用OpenGL进行绘制的应用程序，一旦建立了渲染表面，就必须使用OpenGL指定的绘制模型。

视图绘制周期

    描绘系统会调用UIView对象的drawRect:方法，并向它传入一个包含需要重画的视图区域的矩形。触发视图更新的动作有如下几种:

对遮挡您的视图的其它视图进行移动或删除操作。 

将视图的hidden属性声明设置为NO，使其从隐藏状态变为可见。

将视图滚出屏幕，然后再重新回到屏幕上。

显式调用视图的setNeedsDisplay或者setNeedsDisplayInRect:方法。

setNeedsDisplay是更新整个视图，

setNeedsDisplayInRect是更新视图的部分区域。

视图绘制实例FirstQuartz2D

自定义视图的h文件

@interface MyView : UIView {

    

}

@end

自定义视图的m文件 

@implementation MyView

- (void)drawRect:(CGRect)rect {

    

    CGContextRef context = UIGraphicsGetCurrentContext();

    

    CGContextMoveToPoint (context, 75, 10); 

    CGContextAddLineToPoint (context, 10, 150); 

    CGContextAddLineToPoint (context, 160, 150); 

    

    // Closing the path connects the current point to the start of the current path.

    CGContextClosePath(context);

    // And stroke the path

    [[UIColor blackColor] setStroke]; 

    //CGContextStrokePath(context);

    [[UIColor redColor] setFill]; 

    CGContextDrawPath(context, kCGPathFillStroke);

    //kCGPathFillStroke,kCGPathFill,kCGPathStroke

    

}

@end

CGContextRef context = UIGraphicsGetCurrentContext();可以获得图形上下文。

CGContextMoveToPoint、CGContextAddLineToPoint两个函数是构建描绘路径。

CGContextClosePath(context);函数是闭合描绘路径。

CGContextStrokePath函数是为闭合路径描边。

[[UIColor blackColor] setStroke]设置描边的颜色。

[[UIColor redColor] setFill]设置要填充颜色。

CGContextDrawPath(context, kCGPathFillStroke);设置描绘路径方式。常用的还有：

kCGPathFill和kCGPathStroke

图形上下文

  在调用您提供的drawRect:方法之前，视图对象会自动配置其绘制环境，使您的代码可以立即进行绘制。作为这些

配置的一部分，UIView对象会为当前绘制环境创建一个图形上下文（对应于CGContextRef封装类型）。

  该图形上下文包含绘制系统执行后续绘制命令所需要的信息，定义了各种基本的绘制属性，比如绘制使用的颜色、

裁剪区域、线的宽度及风格信息、字体信息、合成选项、以及几个其它信息。

绘制路径

  路径用于描述由一序列线和Bézier曲线构成的2D几何形状。Core Graphics中也有一些用于创建简单路径（比如矩形和椭圆形）的便利函数。对于更为复杂的路径，必须用Core Graphics框架提供的函数自行创建。

  Bézier曲线是法国数学家“贝塞尔”在工作中发现，任何一条曲线都可以通过与它相切的控制线两端的点的位置来定义。

Bézier曲线

Bézier曲线实例BezierCurve

- (void)drawRect:(CGRect)rect {

    

    CGContextRef cgContext = UIGraphicsGetCurrentContext();

    

    //CGContextBeginPath(cgContext);

    CGContextMoveToPoint(cgContext, 333, 0);

    CGContextAddCurveToPoint(cgContext, 333, 0, 332, 26, 330, 26);

    CGContextAddCurveToPoint(cgContext, 330, 26, 299, 20, 299, 17);

    CGContextAddLineToPoint(cgContext, 296, 17);

    CGContextAddCurveToPoint(cgContext, 296, 17, 296, 19, 291, 19);

    CGContextAddLineToPoint(cgContext, 250, 19);

    CGContextAddCurveToPoint(cgContext, 250, 19, 241, 24, 238, 19);

    CGContextAddCurveToPoint(cgContext, 236, 20, 234, 24, 227, 24);

    CGContextAddCurveToPoint(cgContext, 220, 24, 217, 19, 216, 19);

    CGContextAddCurveToPoint(cgContext, 214, 20, 211, 22, 207, 20);

    CGContextAddCurveToPoint(cgContext, 207, 20, 187, 20, 182, 21);

    CGContextAddLineToPoint(cgContext, 100, 45);

    CGContextAddLineToPoint(cgContext, 97, 46);

    CGContextAddCurveToPoint(cgContext, 97, 46, 86, 71, 64, 72);

    CGContextAddCurveToPoint(cgContext, 42, 74, 26, 56, 23, 48);

    CGContextAddLineToPoint(cgContext, 9, 47);

    CGContextAddCurveToPoint(cgContext, 9, 47, 0, 31, 0, 0);

    

    CGContextStrokePath(cgContext);

}

14.3 绘制图像和文本

UIImages的-drawRect:方法绘制图像:

- [UIImage drawAtPoint:(CGPoint)point] 

- [UIImage drawInRect:(CGRect)rect]

- [UIImage drawAsPatternInRect:(CGRect)rect]

NSString的-drawRect:方法绘制文本:  

- [NSString drawAtPoint:(CGPoint)point withFont:(UIFont *)font]

实例DrawImage

#import "MyView.h"

@implementation MyView

- (void)drawRect:(CGRect)rect {

    

    NSString* imagePath = [[NSBundle mainBundle] pathForResource:@"dog" ofType:@"png"];

    UIImage* myImageObj = [[UIImage alloc] initWithContentsOfFile:imagePath];

    //[myImageObj drawAtPoint:CGPointMake(0, 0)];

    [myImageObj drawInRect:CGRectMake(0, 0, 320, 480)];

    

    NSString *s = @"我的小狗";

    

    [s drawAtPoint:CGPointMake(100, 0) withFont:[UIFont systemFontOfSize:34.0]];

}

@end

写字实例Draw

Dot对象

//--h

@interface Dot : NSObject {

  CGFloat x;

  CGFloat y;

}

@property(assign) CGFloat x;

@property(assign) CGFloat y;

@end

//--m

#import "Dot.h"

@implementation Dot

@synthesize x;

@synthesize y;

@end

DrawView.h 

#import

@interface DrawView : UIView {

  NSMutableArray *dots;

}

@property(nonatomic, retain) NSMutableArray *dots;

@end

DrawView.m

 

#import "DrawView.h"

#import "Dot.h"

@implementation DrawView

@synthesize dots;

- (NSMutableArray *)dots {

    if(nil == dots) {

        self.dots = [NSMutableArray array];

    }

    return dots;

}

//START:code.DrawView.drawRect

- (void)drawRect:(CGRect)rect {

    CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext();

    CGContextSetFillColorWithColor(ctx, [[UIColor blueColor] CGColor]);

    for(Dot *dot in self.dots) {

        CGContextAddArc(ctx, dot.x, dot.y, 5.0f, 0.0f, 2.0f * M_PI, YES);

        CGContextFillPath(ctx);

    }

    

}

//END:code.DrawView.drawRect

- (void)dealloc {

    self.dots = nil;

    [super dealloc];

}

drawRect方法中将dots集合中的Dot对象取出，一个一个在屏幕上面画出来。

CGContextAddArc(ctx, dot.x, dot.y, 5.0f, 0.0f, 2.0f * M_PI, YES);函数是绘制弧形。

CGContextFillPath(ctx);填充路径。

//START:code.DrawView.touchesBegan

- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event {

    UITouch *touch = [touches anyObject];

    CGPoint location = [touch locationInView:self];

    Dot *dot = [[[Dot alloc] init] autorelease];

    dot.x = location.x;

    dot.y = location.y;

    //[self.dots removeAllObjects];

    [self.dots addObject:dot];

    [self setNeedsDisplay];

}

//END:code.DrawView.touchesBegan

//START:code.DrawView.touchesMoved

- (void)touchesMoved:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event {

    UITouch *touch = [touches anyObject];

    CGPoint location = [touch locationInView:self];

    Dot *dot = [[[Dot alloc] init] autorelease];

    dot.x = location.x;

    dot.y = location.y;

    [self.dots addObject:dot];

    [self setNeedsDisplay];

}

//END:code.DrawView.touchesMoved

 

14.4 坐标

Quartz坐标

Quartz技术最开始为Mac OS X系统设计的图形技术，它的坐标原点位于左下角。

UIKit坐标

UIKit坐标与Quartz不同，原点位于右上角。在iOS中的UIView等控件都是基于此坐标，由于在UIView使用了Quartz坐标有时候需要转换。

坐标变换实例

MyView.m文件

#import "MyView.h"

@implementation MyView

- (void)drawRect:(CGRect)rect {

    NSString *path = [[NSBundle mainBundle] pathForResource:@"cat" ofType:@"jpg"];

    UIImage *img = [UIImage imageWithContentsOfFile:path];

    CGImageRef image = img.CGImage;

    CGContextRef context = UIGraphicsGetCurrentContext();

    CGContextSaveGState(context);

    

    CGRect touchRect = CGRectMake(0, 0, img.size.width, img.size.height);

    CGContextDrawImage(context, touchRect, image);  

    CGContextRestoreGState(context);

}

@end

 

CGContextSaveGState是将当前图形状态要入到图形堆栈。

CGContextDrawImage(context, touchRect, image)在上下文中绘制图形。 CGContextRestoreGState回复当前图形状态。

14.5 变换

运用变换 

变换（transformation）修改了图形上下文中绘制图形的方式。可以通过移动、旋转或缩放实现变换。

Quartz提供了多种形式的变换，其中主要：CTM（当前变换矩阵）变换和仿射（affine）变换。

CTM（current transformation matrix）变换，这种变换比较简单，函数有：

CGContextRotateCTM，旋转坐标

CGContextScaleCTM，缩放坐标

CGContextTranslateCTM，移动原点

移动变换

CGContextTranslateCTM (myContext, 100, 50)

从对象角度沿着x轴正向移动100单位，沿着y轴正向移动50单位。

旋转变换

static inline double radians (double degrees) {return degrees * M_PI/180;}

CGContextRotateCTM (myContext, radians(–45.));

从对象角度：

在Quartz坐标下正数为逆时针旋转，负数为顺时针旋转。

在UIKit坐标下正数为顺时针旋转，负数为逆时针旋转。

缩放变换

CGContextScaleCTM (myContext, .5, .75);

从对象角度：所有x坐标缩小0.5，所有y坐标缩小0.75。

修改MyView.m文件

#import "MyView.h"

@implementation MyView

- (void)drawRect:(CGRect)rect {

    NSString *path = [[NSBundle mainBundle] pathForResource:@"cat" ofType:@"jpg"];

    UIImage *img = [UIImage imageWithContentsOfFile:path];

    CGImageRef image = img.CGImage;

    CGContextRef context = UIGraphicsGetCurrentContext();

    CGContextSaveGState(context);

    

    CGContextRotateCTM(context, M_PI);

    CGContextTranslateCTM(context, -img.size.width, -img.size.height);

    

    CGRect touchRect = CGRectMake(0, 0, img.size.width, img.size.height);

    CGContextDrawImage(context, touchRect, image);  

    CGContextRestoreGState(context);

}

@end

 

仿射（affine）变换

仿射（affine）变换也是一种直角坐标变换，重

用变换，经过多次变换（多次的矩阵相乘），

每一种变换都可以用矩阵表示，通过多次矩阵

相乘得到最后结果。仿射变换函数：

    CGAffineMakeRotation，创建旋转矩阵仿射对象

    CGAffineMakeScale，创建缩放矩阵仿射对象

    CGAffineMakeTranslation，创建移动矩阵仿射对象

    CGAffineTransformRotate，旋转矩阵仿射对象

    CGAffineTransformScale，缩放矩阵仿射对象

    CGAffineTransformTranslate，移动矩阵仿射对象

    CGContextConcatCTM，连接到CTM变换

使用仿射变换MyView.m

#import "MyView.h"

@implementation MyView

- (void)drawRect:(CGRect)rect {

    NSString *path = [[NSBundle mainBundle] pathForResource:@"cat" ofType:@"jpg"];

    UIImage *img = [UIImage imageWithContentsOfFile:path];

    CGImageRef image = img.CGImage;

    CGContextRef context = UIGraphicsGetCurrentContext();

    CGContextSaveGState(context);

    

    CGAffineTransform myAffine = CGAffineTransformMakeRotation(M_PI); 

    myAffine = CGAffineTransformTranslate(myAffine, -img.size.width, -img.size.height); 

    CGContextConcatCTM(context, myAffine);

    

    CGContextRotateCTM(context, M_PI);

    CGContextTranslateCTM(context, -img.size.width, -img.size.height);

    

    CGRect touchRect = CGRectMake(0, 0, img.size.width, img.size.height);

    CGContextDrawImage(context, touchRect, image);  

    CGContextRestoreGState(context);

}

@end

 

14.6 图像拾取器

图像拾取器（Image Picker）是可以帮助你从图片库中选取图片，也可以捕获照相机图片。

PhotoViewViewController.h

//START:code.PhotoViewController.h

@interface PhotoViewViewController : UIViewController

{

    UIImageView *imageView;

    UIImagePickerController *imagePicker;

}

@property(nonatomic, retain) IBOutlet UIImageView *imageView;

@property(nonatomic, retain) IBOutlet UIImagePickerController *imagePicker;

@end

//END:code.PhotoViewController.h

 

需要实现UIImagePickerControllerDelegate协议。

需要定义UIImagePickerController控制器成员变量。

PhotoViewViewController.m

#import "PhotoViewViewController.h"

@implementation PhotoViewViewController

@synthesize imageView;

@synthesize imagePicker;

//START:code.PhotoViewController.touchesEnded:withEvent:

- (void)touchesEnded:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event {

    if([[touches anyObject] tapCount] > 1) {

        // bring up image grabber

        if([UIImagePickerController isSourceTypeAvailable:

            UIImagePickerControllerSourceTypeCamera]) {

            self.imagePicker.sourceType = UIImagePickerControllerSourceTypeCamera;

        } else {

            self.imagePicker.sourceType =

            UIImagePickerControllerSourceTypePhotoLibrary;

        }

        //self.imagePicker.allowsImageEditing = YES; //iOS 3之前

        self.imagePicker.allowsEditing = YES; 

        

        [self presentModalViewController:self.imagePicker animated:YES]; 

    }

}

//END:code.PhotoViewController.touchesEnded:withEvent:

 

图像选取器的sourceType属性有：

UIImagePickerControllerSourceTypePhotoLibrary，图片来源于“相簿”

UIImagePickerControllerSourceTypeCamera，来源于相机

UIImagePickerControllerSourceTypeSavedPhotosAlbum，来源于“相机胶卷”。

PhotoViewViewController.m

//START:code.PhotoViewController.didFinish

- (void)imagePickerController:(UIImagePickerController *)picker

didFinishPickingMediaWithInfo:(NSDictionary *)info {

    imageView.image = [info objectForKey:UIImagePickerControllerEditedImage]; 

    [self dismissModalViewControllerAnimated:YES]; 

}

//END:code.PhotoViewController.didFinish

//START:code.PhotoViewController.didCancel

- (void)imagePickerControllerDidCancel:(UIImagePickerController *)picker {

    [self.imagePicker dismissModalViewControllerAnimated:YES];

}

//END:code.PhotoViewController.didCancel

- (void)dealloc {

    self.imageView = nil;

    self.imagePicker = nil;

    [super dealloc];

}

 

imagePickerController:didFinishPickingMediaWithInfo:委托实现方法，当选择完成时候调用。

imageView.image = [info objectForKey:UIImagePickerControllerEditedImage];语句可以从图片拾取器中获得一个Image对象。

imagePickerControllerDidCancel:是委托实现方法当点击取消时候调用。