圖片發(fā)自簡(jiǎn)書(shū)App

CoreGraphics是"藝名",學(xué)名是Quartz 2D，是二維圖形繪制引擎隘击，支持 iOS 和 OS X侍芝。

Quartz 2D的API使用簡(jiǎn)單，提供了很多強(qiáng)大的特性埋同，如:透明層州叠，基于路徑繪圖，離屏渲染凶赁，先進(jìn)的色彩管理咧栗，防鋸齒渲染，以及PDF文件的創(chuàng)建虱肄、展示和解析致板。

關(guān)于CG，工作用到的并不是非常多咏窿，但是作為開(kāi)發(fā)者們耳熟能詳?shù)目蚣苷寤颉⑵鋬?yōu)秀的特性，奈何不了手癢癢集嵌。一直關(guān)于CG限于閱讀博客萝挤、官文（官方文檔）御毅，但“紙上得來(lái)終覺(jué)淺，絕知此事要躬行”啊怜珍。

此文是對(duì)于官文的總結(jié)和應(yīng)用亚享。

簡(jiǎn)介

哪些場(chǎng)景下會(huì)用到CoreGraphics

• 1.繪制圖形。

• 2.需要提供圖像編輯功能绘面。

• 3.創(chuàng)建或者展示bitmap圖片欺税。

• 4.與PDF相關(guān)的操作。

概覽

Page(畫(huà)布)

Quartz 2D在圖像中使用了繪畫(huà)者模型(painter’s model)揭璃。在繪畫(huà)者模型中晚凿，簡(jiǎn)單說(shuō)，當(dāng)前的圖層A瘦馍，在上面添加圖層B歼秽，A被B遮蓋的地方將不會(huì)顯示出來(lái)，而只顯示A未被覆蓋的地方和B層情组。

Page可以是一張紙(如果輸出設(shè)備是打印機(jī))燥筷，也可以是虛擬的紙張(如果輸出設(shè)備是PDF文件)，還可以是bitmap圖像院崇。這根據(jù)實(shí)際使用的graphics context而定肆氓。

Graphics Context（圖形上下文）

Graphics Context 是一種不透明數(shù)據(jù)類型，它封裝了Quartz繪制圖像到輸出設(shè)備上所用到的信息底瓣，輸出設(shè)備可以是PDF文件谢揪，bitmap內(nèi)存或者顯示器。同一張圖片可以通過(guò)指定不同的Context捐凭，即可輸出到不同的設(shè)備上拨扶。

Quartz提供了以下幾種類型的Graphics Context，詳細(xì)的介紹將在后續(xù)章節(jié)說(shuō)明：

• Bitmap Graphics Context
• PDF Graphics Context
• Window Graphics Context
• Layer Context
• Post Graphics Context

其他的圖形上下文

除了上面幾種Context茁肠，Quartz還提供下面這些上下文患民，他們都以CG開(kāi)頭，Quartz 2D在這些context上創(chuàng)建對(duì)象操作對(duì)象垦梆，從而獲得某一特定的輸出（大白話這么說(shuō)匹颤，根據(jù)你要?jiǎng)?chuàng)建的東西不一樣，可以是路徑奶赔、圖片惋嚎、layer等等，而創(chuàng)建不同的context站刑，從而輸出你要的結(jié)果另伍，比如一張美美的圖片啦）。

常用的

• CGPathRef：用于向量圖，可創(chuàng)建路徑摆尝，并進(jìn)行填充或描畫(huà)(stroke)
• CGImageRef：用于表示bitmap圖像和基于采樣數(shù)據(jù)的bitmap圖像遮罩温艇。
• CGLayerRef：用于表示可用于重復(fù)繪制(如背景)和幕后(offscreen)繪制的繪畫(huà)層
• CGPatternRef：用于重繪圖
• CGShadingRef、CGGradientRef：用于繪制漸變

不常用的 詳細(xì)說(shuō)明鏈接

• CGFunctionRef; CGColorRef, CGColorSpaceRef; CGImageSourceRef,CGImageDestinationRef; CGFontRef; CGPDFDictionaryRef, CGPDFObjectRef, CGPDFPageRef; CGPDFStream, CGPDFStringRef, and CGPDFArrayRef;
  CGPDFScannerRef, CGPDFContentStreamRef;
  CGPSConverterRef;

Quartz 2D 坐標(biāo)系統(tǒng)

在iOS 3.2以后的版本堕汞，當(dāng)創(chuàng)建一個(gè)繪圖上下文時(shí)勺爱，UIKit對(duì)上下文進(jìn)行了額外的修改以匹配UIKit坐標(biāo)習(xí)慣。但讯检，patterns和shadows(不被CTM影響)單獨(dú)進(jìn)行調(diào)整以匹配UIKit坐標(biāo)系統(tǒng)琐鲁。因?yàn)樾枰斫庠谀姆N上下文中進(jìn)行繪制，并調(diào)整行為以匹配上下文的預(yù)期人灼。

內(nèi)存管理

通常围段，以”Create”或“Copy”單詞的函數(shù)獲取一個(gè)對(duì)象，當(dāng)使用完后必須釋放投放，否則將導(dǎo)致內(nèi)存泄露奈泪。如果不是用上面的兩種“關(guān)鍵字”定義的，你將不會(huì)擁有對(duì)象的引用灸芳，不需要釋放它涝桅。
如果你對(duì)一個(gè)對(duì)象沒(méi)有擁有權(quán)卻想要引用它，你必須retain它烙样，并在不需要的時(shí)候手動(dòng)釋放它冯遂，相應(yīng)的方法。

例如：創(chuàng)建了一個(gè)CGColorspace對(duì)象误阻，則使用函數(shù)CGColorSpaceRetain和CGColorSpaceRelease來(lái)retain和release對(duì)象债蜜。同樣，可以使用Core Foundation的CFRetain和CFRelease究反，但是注意不能傳遞NULL值給這些函數(shù)。

圖形上下文(Graphics Contexts)

獲取上下文的方式有：Quartz提供的創(chuàng)建函數(shù)儒洛、Mac OS X框架或IOS的UIKit框架提供的函數(shù)精耐。Quartz提供了多種Graphics Context的創(chuàng)建函數(shù)，包括bitmap和PDF琅锻。

iOS卦停，在View Graphics Context繪制

在iOS應(yīng)用中，視圖顯示在屏幕上及它的內(nèi)容需要更新時(shí)會(huì)調(diào)用被調(diào)用drawRect:方法恼蓬。你只需要實(shí)現(xiàn)drawRect:方法惊完，并在其中獲取上下文（視圖對(duì)象會(huì)配置一個(gè)上下文給你），繪制你想要的圖像处硬。

調(diào)用UIGraphicsGetCurrentContext獲取當(dāng)前的上下文小槐。

樣例代碼

CGContextRef context = UIGraphicsGetCurrentContext(); CGContextSetRGBFillColor(context, 1, 0, 0.5, 1); CGContextFillRect(context, CGRectMake (0, 0, 250, 150));

在Mac OS X中創(chuàng)建一個(gè)窗口Graphics Context

內(nèi)容不多，關(guān)于Mac開(kāi)發(fā)，不多占用篇幅了凿跳，見(jiàn)參考文檔吧件豌。

創(chuàng)建 PDF Graphics Context

Quartz2D API 提供了兩個(gè)函數(shù)來(lái)創(chuàng)建 PDF Graphics Context。

• CGPDFContextCreateWithURL控嗜。當(dāng)你需要用 Core Foundation URL 指定 PDF 輸出的位置時(shí)使用該函數(shù)茧彤。

• CGPDFContextCreate 當(dāng)需要將pdf輸出發(fā)送給數(shù)據(jù)用戶時(shí)使用該方法。

創(chuàng)建 Bitmap Graphics Context

一個(gè)位圖Graphics Context接受一個(gè)指向內(nèi)存緩存(包含位圖存儲(chǔ)空間)的指針疆栏，當(dāng)我們繪制一個(gè)位圖Graphics Context時(shí)曾掂，該緩存被更新。在釋放Graphics Context后壁顶，我們將得到一個(gè)我們指定像素格式的全新的位圖遭殉。

注：位圖Graphics Context有時(shí)用于后臺(tái)繪制。CGLayer對(duì)象優(yōu)化了后臺(tái)繪制博助，因?yàn)镼uartz在顯卡上緩存了層险污。

UIGraphicsBeginImageContext([UIScreen mainScreen].bounds.size);
    CGContextRef context = UIGraphicsGetCurrentContext();
    CGContextSetRGBFillColor(context, 1, 0.5, 0.5, 1);
    CGContextFillRect(context, CGRectMake (0, 0, 100, 150));

->接下來(lái)，獲取圖片

UIImage *imageOne = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();
    UIGraphicsEndImageContext();

<->或者

CGImageRef myImage = CGBitmapContextCreateImage(context);
    CGContextDrawImage(context, CGRectMake(0, 0, 300, 300), myImage);
    char *bitmapData = CGBitmapContextGetData(context);
    CGContextRelease (context);
    if (bitmapData) free(bitmapData);
    CGImageRelease(myImage);

支持的像素格式

位圖 Graphics Context支持的像素格式富岳，相關(guān)的顏色空間及像素格式支持的Mac OS X最早版本蛔糯。像素格式用bpp(每像素的位數(shù))和bpc(每個(gè)組件的位數(shù))來(lái)表示，詳細(xì)格式表格窖式。

iOS 共支持 8 種像素格式蚁飒。

• Null 8 bpp, 8 bpc, kCGImageAlphaOnly
• Gray 8 bpp, 8 bpc, kCGImageAlphaNone
• Gray 8 bpp, 8 bpc, kCGImageAlphaOnly
• RGB 16 bpp, 5 bpc, kCGImageAlphaNoneSkipFirst
• RGB 32 bpp, 8 bpc, kCGImageAlphaNoneSkipFirst
• RGB 32 bpp, 8 bpc, kCGImageAlphaNoneSkipLast
• RGB 32 bpp, 8 bpc, kCGImageAlphaPremultipliedFirst
• RGB 32 bpp, 8 bpc, kCGImageAlphaPremultipliedLast

反鋸齒

位圖 Graphics Context支持反鋸齒，當(dāng)位圖的分辯率明顯低于人眼的分辯率時(shí)就會(huì)產(chǎn)生鋸齒萝喘。使形狀看起來(lái)更平滑淮逻。

我們可以通過(guò)調(diào)用CGContextSetShouldAntialias來(lái)關(guān)閉位圖Graphics Context的反鋸齒效果。反鋸齒設(shè)置是圖形狀態(tài)的一部分阁簸。
可以調(diào)用函數(shù)CGContextSetAllowsAntialiasing來(lái)控制一個(gè)特定Graphics Context是否支持反鋸齒爬早；

CGContextRef context1 =UIGraphicsGetCurrentContext();
    CGContextSetShouldAntialias(context1, YES);
    CGContextSetAllowsAntialiasing(context1, YES);

顏色與顏色空間

什么是顏色與顏色空間

Quartz中的顏色是用一組值來(lái)表示。而顏色空間用于解析這些顏色信息启妹。例如筛严，下表列出了在全亮度下藍(lán)色值在不同顏色空間下的值。如果不知道顏色空間及顏色空間所能接受的值饶米，我們沒(méi)有辦法知道一組值所表示的顏色桨啃。

alpha值（透明度）

使用 CGContextSetAlpha(context, 0.2) 設(shè)置透明度。

使用 CGContextClearRect 清除上下文的 alpha 通道檬输。

創(chuàng)建設(shè)備依賴顏色空間

創(chuàng)建設(shè)備依賴灰度顏色空間照瘾。

CGColorSpaceCreateDeviceGray()

創(chuàng)建設(shè)備依賴RGB顏色空間。

CGColorSpaceCreateDeviceRGB()

創(chuàng)建設(shè)備依賴CMYK顏色空間丧慈。

CGColorSpaceCreateDeviceCMYK()

設(shè)置顏色空間析命。

CGContextSetFillColorSpace(context, colorSpace) 或 CGContextSetStrokeColorSpace(context, colorSpace)

樣例代碼：

//Device RGB. 設(shè)置設(shè)備依賴RGB顏色空間并設(shè)置顏色值。
CGContextSetRGBStrokeColor(context, 1, 0, 0, 1);
CGContextSetRGBFillColor(context, 1, 0, 0, 1);

//Device CMYK. 設(shè)置設(shè)備依賴CMYK顏色空間并設(shè)置顏色值。
CGContextSetCMYKStrokeColor(context, 1, 0, 0, 0, 1);
CGContextSetCMYKFillColor(context, 1, 0, 0, 0, 1);
//Device Gray.設(shè)置設(shè)備依賴灰度顏色空間并設(shè)置顏色值碳却。
CGContextSetGrayStrokeColor(context, 0.5, 1);
CGContextSetGrayFillColor(context, 0.5, 1);

//使用 CGColor 設(shè)置顏色值并使用 CGColor 指定的顏色空間队秩。
CGColorSpaceRef colorSpace = CGColorSpaceCreateDeviceGray();
CGFloat colors[4] = {1.0, 0.0, 0.0, 1.0};
CGColorRef color = CGColorCreate(colorSpace, colors);
CGContextSetStrokeColorWithColor(context, color);
CGContextSetFillColorWithColor(context, color);
調(diào)用如下函數(shù)來(lái)便捷的設(shè)置顏色值并使用正在使用的顏色空間。
CGContextSetStrokeColor(context, colors);
CGContextSetFillColor(context, colors);

設(shè)置和創(chuàng)建顏色

通過(guò)如下函數(shù)設(shè)置和創(chuàng)建顏色昼浦。

CGContextSetFillColorWithColor(context, [UIColor redColor].CGColor);
CGContextSetStrokeColorWithColor(context, [UIColor redColor].CGColor));

設(shè)置再現(xiàn)意圖(Rending Intent)

每個(gè)設(shè)備都有固定的可復(fù)制的顏色范圍（gamut）馍资，這是設(shè)備的物理性質(zhì)決定的。當(dāng)圖像從一個(gè)顏色空間向另一個(gè)顏色空間轉(zhuǎn)換時(shí)关噪，有些源設(shè)備顏色空間中呈現(xiàn)的顏色鸟蟹，不能在目標(biāo)設(shè)備顏色空間中復(fù)制出來(lái)，這些不能復(fù)制的顏色叫色域外（out-of-gamut）顏色使兔。比如 RGB 顏色空間比 CMYK 的顏色空間要大建钥，有些在顯示器上能顯示的顏色不能在打印機(jī)上同樣打印出來(lái)。因?yàn)槲覀儾荒茉谀繕?biāo)設(shè)備顏色空間中復(fù)制出色域外顏色虐沥，我們必須用一些其他顏色來(lái)替代他們熊经。顏色空間轉(zhuǎn)換時(shí)顏色替換調(diào)整的規(guī)則就是再現(xiàn)意圖。你也可以查閱這里關(guān)于“再現(xiàn)意圖”(Rendering intent 和 Understanding rendering intents: Which one and why?
再現(xiàn)意圖用于指定如何將源顏色空間的顏色映射到圖形上下文的目標(biāo)顏色空間的顏色范圍內(nèi)欲险。

引用自：關(guān)于“再現(xiàn)意圖”(Rendering intent)

如果不顯式的指定再現(xiàn)意圖镐依，Quartz 使用“相對(duì)色度再現(xiàn)意圖”應(yīng)用于所有繪制（不包含位圖圖像）。

對(duì)于位圖圖像天试，Quartz默認(rèn)使用“感知再現(xiàn)意圖”槐壳。

調(diào)用 CGContextSetRenderingIntent(context, kCGRenderingIntentDefault) 來(lái)設(shè)置再現(xiàn)意圖。

再現(xiàn)意圖共有以下 5 種喜每。

typedef CF_ENUM (int32_t, CGColorRenderingIntent) {
    kCGRenderingIntentDefault,//默認(rèn)
    kCGRenderingIntentAbsoluteColorimetric,//絕對(duì)色度再現(xiàn)意圖
    kCGRenderingIntentRelativeColorimetric,//相對(duì)色度再現(xiàn)意圖
    kCGRenderingIntentPerceptual,//感知再現(xiàn)意圖
    kCGRenderingIntentSaturation//飽和度再現(xiàn)意圖
};

詳細(xì)查看官文文檔 务唐。
這是CoreGraphic第一篇，基礎(chǔ)概念篇带兜，接下來(lái)會(huì)進(jìn)入實(shí)戰(zhàn)階段枫笛，如果你感興趣，來(lái)個(gè)?和關(guān)注鞋真。我們下期見(jiàn)崇堰。