iOS开发UI篇—Quartz2D使用（图形上下文栈）

Quartz2D？

Quartz 2D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
……….

2. Quartz 2D应用示例

裁剪图片



涂鸦／画板



手势解锁



报表





屏幕截图



3. 图形上下文（Graphics Context）

因为很多计算机的概念和术语，都是从外文翻译而来。所以有些的术语比较难以理解，看其名，不知其意。

图形上下文（Graphics Context）中的‘Context’还可以翻译为‘环境’（setting）。

图形上下文是一种特殊类型（CGContextRef）的数据，它保存了绘图信息，绘图状态以及图形的输出目标。

开发中，你绘制的图形信息（矩形，线段，圆。。。），设置的图形状态（颜色，线宽。。。）等信息首先是以数据的形式保存在图形上下文类型的变量中，然后再根据图形上下文中的输出目标绘制到不同的显示介质上。



相同的一套绘图序列，只要指定不同的图形上下文（这里指输出目标不同的图形上下文），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



4. 自定义View（自定义UI控件）

4.1 iOS提供的UIKi t框架已经包含了很多各种各样的控件

UILabel：显示文字
UIImageView：显示图片
UIButton：同时显示图片和文字（能点击）
… …

利用UIKit框架，我们可以搭建和实现一些简单的，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。

事实上，iOS中大部分控件的内容也是通过Quartz
2D绘画出来的。

4.2 若想利用Quartz 2D在View上绘制信息，首先必须有图形上下文，用来保存绘图信息，输出目标。其次，图像上下文与View相关联（这时候图形上下文的输出目标即为关联的View）。

详细步骤：

1) 新建一个类，继承自UIView

2) 实现- (void)drawRect:(CGRect)rect方法，然后在这个方法中

3) 取得跟当前view相关联的图形上下文（注意这里之所以没有新建一个图形上下文，是因为系统已经自动创建了一个Layer图形上下文，并且与当前的View相关联）

4) 绘制相应的图形内容

5) 利用图形上下文将绘制的所有内容渲染显示到view上面

4.3 drawRect：

• 为什么要实现drawRect:方法才能绘图到view上？

Ø 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？

Ø 当view第一次显示到屏幕上时（被加到UIWindow上显示出来）

Ø 调用view的setNeedsDisplay或者setNeedsDisplayInRect:时

5．绘图顺序

后绘制的图形若与先绘制的图形发生重叠，后绘制的图形覆盖先绘制的图形。



5. 注意事项

1 Quartz2D的API是纯C语言的

2 Quartz2D的API来自于Core Graphics框架



3 数据类型和函数基本都以CG作为前缀

1) CGContextRef
2) CGPathRef
3) CGContextStrokePath(ctx);
4) ……

6. Quartz2D绘图的代码步骤

1. 获得图形上下文
CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext();
2. 拼接路径（下面代码是搞一条线段）
CGContextMoveToPoint(ctx, 10, 10);
CGContextAddLineToPoint(ctx, 100, 100);
3. 绘制路径
CGContextStrokePath(ctx); // CGContextFillPath(ctx);

7. 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)

8. 常用绘制路径函数

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

9. 图形上下文栈的操作

将当前的上下文copy一份,保存到栈顶(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)

10. 矩阵操作

利用矩阵操作，能让绘制到上下文中的所有路径一起发生变化

缩放
void CGContextScaleCTM(CGContextRef c, CGFloat sx, CGFloat sy)
旋转
void CGContextRotateCTM(CGContextRef c, CGFloat angle)
平移
void CGContextTranslateCTM(CGContextRef c, CGFloat tx, CGFloat ty)

11. Quartz2D的内存管理

使用含有“Create”或“Copy”的函数创建的对象，使用完后必须释放，否则将导致内存泄露
使用不含有“Create”或“Copy”的函数获取的对象，则不需要释放
如果retain了一个对象，不再使用时，需要将其release掉
可以使用Quartz 2D的函数来指定retain和release一个对象。例如，如果创建了一个CGColorSpace对象，则使用函数CGColorSpaceRetain和CGColorSpaceRelease来retain和release对象。
也可以使用Core Foundation的CFRetain和CFRelease。注意不能传递NULL值给这些函数