iOS疯狂详解之自动布局（autolayout）下图片编辑器的实现

在大部分APP（尤其是社交类的，如qq）经常会有更换头像的场景：点击用户加载头像，加载出系统图片，用户点击选中某张图片之后，可以对图片进行放缩和拖动，已更改圆形裁剪框圈定的图片部分。如下图即为qq的头像选取编辑界面：

图1.qq照片编辑界面

界面中可以对图片进行放大、缩小，拖动，白色圆环区域表示点击确定时将要裁剪的范围。留意上图的动画，qq总是能够确保圆环完全被图片所覆盖，如果拖动或者放缩使得图片以外的黑色区域进入了圆环，图片会自动弹回刚好能够完全覆盖的状态，鉴于优快云上传图片2M的限制，上面的gif图很短，感兴趣的同学可以打开QQ自己体验一把（在修改个人头像功能中）。

现在我们也要实现一个类似功能的界面，并且是在autolayout环境下，同时支持横竖屏，这比QQ的图片选取页面又复杂了一些：QQ只支持竖屏的情况，不需要考虑横屏时的情况和横竖屏切换的问题。下面详细讨论。

一、预期效果

用户从相册或者相机中选取/拍摄一张照片，加载到图片编辑界面，用户可以拖动、放缩照片，使圆形选取框中截图到合适的图像作为用户头像。效果图如下图所示：

用户在拖动、放缩时要保证圆环区域全部被图片所覆盖，这样才能确保裁剪出来的照片刚好能够撑满整个圆形区域。同时，因为我们支持横屏布局，因此还要确保竖屏切换横屏（或者反之）之后，圆环仍在正确的区域。

图2.竖屏效果

图3.横屏效果

整个界面满足了上述用户交互需求之外，还要在用户点击确定的时候，将圆形区域的图片裁剪下来，实现图片编辑的功能。

二、实现细节

2.1基本思路

在实现上，这个页面可以分为两大块：一块是scrollview的设置：contentSize、contentInset、zoomScale等等；另一块是剪切框的实现（白色圆环、外围半透明蒙层），以及横竖屏切换时剪切框如何变化等；而这两块又不是完全独立的：scrollview的很多交互都依赖于剪切框：最小放缩不能小于剪切框、移动不能超出剪切框的范围等。可以认为，scrollview的属性依赖于剪切框的属性。而剪切框在横屏或者竖屏的时候大小位置是保持不变的，因此，我们很自然的得到这样一个思路:先确定剪切框，横竖屏都没问题了，再通过剪切框确定scrollview。

2.2剪切框的实现

从图二中可以看出剪切框是一个比较特殊的界面：圆形虚线框内部是完全透明的（clearColor or alpha = 0），而外围的填充部分则是半透明效果（blackColor and alpha = 0.2），常规的通过view的嵌套设置alpha、backgroundColor和layer.cornerRadius是不行的，因为view的alpha属性具有“遗传性”：父view的alpha将直接作用于所有的子view上去，这时我们就要考虑通过更底层的绘图方式直接在一个view上完成剪切框的绘制工作。

我们在storyboard中添加一个view(称之为：maskView)，添加约束使其和scrollview大小、尺寸完全保持一致。将这个view的class改为TTPhotoMaskView：一个我们定制的view，在其drawRect方法中，绘制剪切框，绘制示意图如下：

图4.剪切框绘制

1.绘制两条封闭的线，一条是方形的，刚好覆盖整个view的边界，还一条是圆形的虚线裁剪框；

2.使用奇偶原则对这两条封闭曲线进行色彩填充，使得方框和圆形框之间的区域填充（黑色，alpha=0.2），而圆形框内部不进行填充（透明）。

具体实现代码如下：

-(void)drawRect:(CGRect)rect  
{  
    CGFloat width = rect.size.width;  
    CGFloat height = rect.size.height;  
    //pickingFieldWidth:圆形框的直径  
    CGFloat pickingFieldWidth = width < height ? (width - kWidthGap) : (height - kHeightGap);  
    CGContextRef contextRef = UIGraphicsGetCurrentContext();  
    CGContextSaveGState(contextRef);  
    CGContextSetRGBFillColor(contextRef, 0, 0, 0, 0.35);  
    CGContextSetLineWidth(contextRef, 3);  
    //计算圆形框的外切正方形的frame：  
    self.pickingFieldRect = CGRectMake((width - pickingFieldWidth) / 2, (height - pickingFieldWidth) / 2, pickingFieldWidth, pickingFieldWidth);  
    //创建圆形框UIBezierPath:  
    UIBezierPath *pickingFieldPath = [UIBezierPath bezierPathWithOvalInRect:self.pickingFieldRect];  
    //创建外围大方框UIBezierPath:  
    UIBezierPath *bezierPathRect = [UIBezierPath bezierPathWithRect:rect];  
    //将圆形框path添加到大方框path上去，以便下面用奇偶填充法则进行区域填充：  
    [bezierPathRect appendPath:pickingFieldPath];  
    //填充使用奇偶法则  
    bezierPathRect.usesEvenOddFillRule = YES;  
    [bezierPathRect fill];  
    CGContextSetLineWidth(contextRef, 2);  
    CGContextSetRGBStrokeColor(contextRef, 255, 255, 255, 1);  
    CGFloat dash[2] = {4,4};  
    [pickingFieldPath setLineDash:dash count:2 phase:0];  
    [pickingFieldPath stroke];  
    CGContextRestoreGState(contextRef);  
    self.layer.contentsGravity = kCAGravityCenter;  
}

现在再来考虑如何处理横竖屏的问题：我们的剪切框是直接通过UIView的drawRect方法直接手绘上去的，因此无法通过自动布局（autolayout）对剪切框进行重新布局。

解决的办法是在屏幕发生横竖屏切换的时候重新绘制圆形剪切框。在iOS8中不再使用willRotateToInterfaceOrientation:(UIInterfaceOrientation)toInterfaceOrientation duration:(NSTimeInterval)duration来获取屏幕旋转事件了，iOS8以后的使用新的willTransitionToTraitCollection:(UITraitCollection *)newCollection withTransitionCoordinator:(id)coordinator来代替。

因此我们在这个方法中，强制裁剪框重绘（maskview）：

#pragma mark - UIContentContainer protocol  
- (void)willTransitionToTraitCollection:(UITraitCollection *)newCollection withTransitionCoordinator:(id)coordinator  
{  
    [super willTransitionToTraitCollection:newCollection withTransitionCoordinator:coordinator];  
    [self.maskView setNeedsDisplay];  
}

这样我们的剪切框就顺利完成了，接下来我们来设置scrollview，使其满足我们的交互预期。

2.3 scrollview的设置

首先来看一下整个view的层级结构：scrollview有一个撑满整个scrollview的imageView作为scrollview的content view，在scrollView之上盖着一个剪切框的view（mask view），这三个view都通过约束保持和根view的bounds一致。

图5.view的层级结构

上面提到，scrollview的各种属性的设置都要依赖于手绘出的剪切框。而圆形剪切框的位置、大小在每次转屏之后可能发生变化，因此我们必须要在每次maskView的drawRect方法调用之后都重新调整一下scrollview的属性。因此我们在maskView中添加一个代理，将这个代理设置为maskview所在的viewController，每次当重绘发生后就通过代理方法通知viewcontroller调整scrollview的各项属性：

//  TTPhotoMaskView.h  
@protocol TTPhotoMaskViewDelegate   
  
- (void)pickingFieldRectChangedTo:(CGRect) rect;  
  
@end  
  
@interface TTPhotoMaskView : UIView  
  
@property (nonatomic, weak) id  delegate;  
  
@end

在maskView的drawRect方法中添加：其中pickingFieldRect即为圆环剪切框的“frame”，包含其相对于maskView的origin和size信息。

    if ([self.delegate respondsToSelector:@selector(pickingFieldRectChangedTo:)]) {  
        [self.delegate pickingFieldRectChangedTo:self.pickingFieldRect];  
    }

接下来就是在我们的viewController中实现pickingFieldRectChangedTo方法，调整scrollView:

#pragma mark - TTPhotoMaskViewDelegate  
- (void)pickingFieldRectChangedTo:(CGRect)rect  
{  
    self.pickingFieldRect = rect;  
    CGFloat topGap = rect.origin.y;  
    CGFloat leftGap = rect.origin.x;  
    self.scrollView.scrollIndicatorInsets = UIEdgeInsetsMake(topGap, leftGap, topGap, leftGap);  
    //step 1: setup contentInset  
    self.scrollView.contentInset = UIEdgeInsetsMake(topGap, leftGap, topGap, leftGap);  
  
    CGFloat maskCircleWidth = rect.size.width;  
    CGSize imageSize = self.originImage.size;  
    //setp 2: setup contentSize:  
    self.scrollView.contentSize = imageSize;  
    CGFloat minimunZoomScale = imageSize.width < imageSize.height ? maskCircleWidth / imageSize.width : maskCircleWidth / imageSize.height;  
    CGFloat maximumZoomScale = 5;  
    //step 3: setup minimum and maximum zoomScale  
    self.scrollView.minimumZoomScale = minimunZoomScale;  
    self.scrollView.maximumZoomScale = maximumZoomScale;  
    self.scrollView.zoomScale = self.scrollView.zoomScale < minimunZoomScale ? minimunZoomScale : self.scrollView.zoomScale;  
  
    //step 4: setup current zoom scale if needed:  
    if (self.needAdjustScrollViewZoomScale) {  
        CGFloat temp = self.view.bounds.size.width < self.view.bounds.size.height ? self.view.bounds.size.width : self.view.bounds.size.height;  
        minimunZoomScale = imageSize.width < imageSize.height ? temp / imageSize.width : temp / imageSize.height;  
        self.scrollView.zoomScale = minimunZoomScale;  
        self.needAdjustScrollViewZoomScale = NO;  
    }  
}

下面来详细解析一下上面每一步设置的作用，首先以一张苹果官方文档（Scroll View Programming Guide for iOS）上的图片来简单看一下contentSize和contentInset的意义和作用：

图6.UIScrollView的contentSize和contentInset属性示意图

contentSize是你在scrollView中要展示的内容（content）的大小，具体值要根据content的尺寸而定，我们这里是要完整的无压缩的展示一个图片的内容，因此这里在step 2中将contentSize设为图片（image.size）的size同等大小。

contentInset可以理解为展示内容的上下左右“留白”的间距，默认值为（0，0，0，0），contentInset所标示的留白加上contentSize才是一个scrollView所能滑动的全部区域。这里我们不想让content（图片）的滑动区域超出圆形剪切框的位置，可以通过巧妙的讲剪切框圆环和view的上下左右边缘的间距作为scrollView的contentInset，这就是step 1做的事情，它确保了手指在图片上拖动的时候圆形剪切框总能填满图片的内容。

scrollView对于放大缩小的支持非常简单，你只需设置放缩的最大和最小倍数，然后在代理函数(UIView *)viewForZoomingInScrollView:(UIScrollView *)scrollView中返回要缩放的view即可。这里主要需要确定的时scrollview的最小缩放尺寸，以满足当放缩到最小时刚好图片较短的一个维度（长或者宽）和圆形剪切框相切，这是能够放缩的最小值，因为如果再缩小图片就无法填满剪切框了：

图7.放缩到最小时，剪切框必须要和较短的一边相切

step 4只在viewDidLoad的时候执行，也即第一次进入图片编辑页面的时候，需要强制调整一下scrollview的当前zoomScale，使得图片在一个合适的尺寸显示出来。

至此，整个功能完成，运行一下程序，看一下效果，达到了预期：

图8.转屏效果

图9.拖动和缩放

三、总结

将图片加载进scrollview，对其放缩、拖动然后裁剪其中一部分是图片编辑器的主要功能，看似简单的功能需求，细究起来却处处是坑，必须要深入的思考其中的每一个细节，利用好UIView的drawRect方法，结合使用scrollview的特性方能得以实现。

本示例主要有以下两点值得关注：

1.圆形剪切框的实现，以及在autolayout环境下旋转屏后剪切框的处理；

2.scrollView的属性设置，必须要结合所加载图片的实际尺寸、圆形剪切框的位置和大小信息来动态的调整scrollView的contentSize、contentInset等属性。