本文轉(zhuǎn)載自：http://southpeak.github.io/2014/11/11/quartz2d-2/
一個Graphics Context表示一個繪制目標(biāo)。它包含繪制系統(tǒng)用于完成繪制指令的繪制參數(shù)和設(shè)備相關(guān)信息。Graphics Context定義了基本的繪制屬性，如顏色、裁減區(qū)域、線條寬度和樣式信息、字體信息、混合模式等。
我們可以通過幾種方式來獲取Graphics Context：Quartz提供的創(chuàng)建函數(shù)、Mac OS X框架或IOS的UIKit框架提供的函數(shù)。Quartz提供了多種Graphics Context的創(chuàng)建函數(shù)，包括bitmap和PDF，我們可以使用這些Graphics Context創(chuàng)建自定義的內(nèi)容。
本章介紹了如何為不同的繪制目標(biāo)創(chuàng)建Graphics Context。在代碼中，我們用CGContextRef來表示一個Graphics Context。當(dāng)獲得一個Graphics Context后，可以使用Quartz 2D函數(shù)在上下文(context)中進(jìn)行繪制、完成操作(如平移)、修改圖形狀態(tài)參數(shù)(如線寬和填充顏色)等。
在iOS中的視圖Graphics Context進(jìn)行繪制
在iOS應(yīng)用程序中，如果要在屏幕上進(jìn)行繪制，需要創(chuàng)建一個UIView對象，并實現(xiàn)它的drawRect:方法。視圖的drawRect:方法在視圖顯示在屏幕上及它的內(nèi)容需要更新時被調(diào)用。在調(diào)用自定義的drawRect:后，視圖對象自動配置繪圖環(huán)境以便代碼能立即執(zhí)行繪圖操作。作為配置的一部分，視圖對象將為當(dāng)前的繪圖環(huán)境創(chuàng)建一個Graphics Context。我們可以通過調(diào)用UIGraphicsGetCurrentContext函數(shù)來獲取這個Graphics Context。
UIKit默認(rèn)的坐標(biāo)系統(tǒng)與Quartz不同。在UIKit中，原點位于左上角，y軸正方向為向下。UIView通過將修改Quartz的Graphics Context的CTM[原點平移到左下角，同時將y軸反轉(zhuǎn)(y值乘以-1)]以使其與UIView匹配。
在Mac OS X中創(chuàng)建一個窗口Graphics Context
在Mac OS X中繪制時，我們需要創(chuàng)建一個窗口Graphics Context。Quartz 2D API 沒有提供函數(shù)來獲取窗口Graphics Context。取而代之的是用Cocoa框架來獲取一個窗口上下文。
我們可以在Cocoa應(yīng)用程序的drawRect:中獲取一個Quartz Graphics Context，如下代碼所示：
CGContextRefmyContext = [[NSGraphicsContextcurrentContext] graphicsPort];
currentContext方法在當(dāng)前線程中返回NSGraphicsContext實例。graphicsPort方法返回一個低級別、平臺相關(guān)的Graphics Context(Quartz Graphics Context)。
在獲取到Graphics Context后，我們可以在Cocoa應(yīng)用程序中調(diào)用任何Quartz 2D的繪制函數(shù)。我們同樣可以將Quartz 2D與Cocoa繪制操作混合使用。如圖2-1是一個在Cocoa視圖中用Quartz 2D繪制的實例。繪圖由兩個長方形組成(一個不透明的紅色長方形和半透明的藍(lán)色長方形)。
Figure 2-1 A view in the Cocoa framework that contains Quartz drawing
為了實現(xiàn)圖2-1實例，需要先創(chuàng)建一個Cocoa應(yīng)用程序。在Interface Builder中，拖動一個Custom View到窗口中，并子類化。然后實現(xiàn)子類視圖的，如代碼清單2-1所示。視圖的drawRect:包含了所有的Quartz繪制代碼。
注：NSView的drawRect:方法在每次視圖需要繪制時自動調(diào)用。
Listing 2-1 Drawing to a window graphics context
@implementationMyQuartzView
- (id)initWithFrame:(NSRect)frameRect
{
self= [superinitWithFrame:frameRect];
returnself;
}
- (void)drawRect:(NSRect)rec
{
CGContextRefmyContext = [[NSGraphicsContextcurrentContext] graphicsPort];//1
// ********** Your drawing code here **********? ? ? //2
CGContextSetRGBFillColor(myContext,1,0,0,1);//3
CGContextFillRect(myContext,CGRectMake(0,0,200,100));//4
CGContextSetRGBFillColor(myContext,0,0,1,.5);//5
CGContextFillRect(myContext,CGRectMake(0,0,100,200));//6
}
@end
代碼說明：
為視圖獲取一個Graphics Context
插入繪圖代碼的地方。以下四行是使用Quartz 2D函數(shù)的例子
設(shè)置完全不透明的紅色填充色。
填充一個長方形，其原點為(0, 0), 大小為(200, 100)
設(shè)置半透明的藍(lán)色填充色。
填充一個長方形，其原點為(0, 0), 大小為(100, 200)
創(chuàng)建一個PDF Graphics Context
當(dāng)創(chuàng)建一個PDF Graphics Context并繪制時，Quartz將繪制操作記錄為一系列的PDF繪制命令并寫入文件中。我們需要提供一個PDF輸出的位置及一個默認(rèn)的media box(用于指定頁面邊界的長方形)。圖2-2顯示了在PDF Graphics Context中繪制及在preview打開PDF的結(jié)果。
Figure 2-2 A PDF created by using CGPDFContextCreateWithURL
Quartz 2D API提供了兩個函數(shù)來創(chuàng)建PDF Graphics Context:
CGPDFContextCreateWithURL：當(dāng)你需要用Core Foundation URL指定pdf輸出的位置時使用該函數(shù)。代碼清單2-2顯示了該函數(shù)的使用方法(代碼2-2及后面代碼的詳細(xì)解釋略)：
Listing 2-2 Calling CGPDFContextCreateWithURL to create a PDF graphics context
CGContextRefMyPDFContextCreate (constCGRect*inMediaBox,CFStringRefpath)
{
CGContextRefmyOutContext =NULL;
CFURLRefurl;
url =CFURLCreateWithFileSystemPath(NULL, path, kCFURLPOSIXPathStyle,false);
if(url !=NULL) {
myOutContext =CGPDFContextCreateWithURL(url,? inMediaBox,NULL);
CFRelease(url);
}
returnmyOutContext;
}
CGPDFContextCreate：當(dāng)需要將pdf輸出發(fā)送給數(shù)據(jù)用戶時使用該方法。代碼清單2-3顯示了該函數(shù)的使用方法：
Listing 2-3 Calling CGPDFContextCreate to create a PDF graphics context
CGContextRefMyPDFContextCreate (constCGRect*inMediaBox,CFStringRefpath)
{
CGContextRefmyOutContext =NULL;
CFURLRefurl;
CGDataConsumerRefdataConsumer;
url =CFURLCreateWithFileSystemPath(NULL,? path, kCFURLPOSIXPathStyle,false);
if(url !=NULL)
{
dataConsumer =CGDataConsumerCreateWithURL(url);
if(dataConsumer !=NULL)
{
myOutContext =CGPDFContextCreate(dataConsumer, inMediaBox,NULL);
CGDataConsumerRelease(dataConsumer);
}
CFRelease(url);
}
returnmyOutContext;
}
代碼清單2-4顯示是如何調(diào)用MyPDFContextCreate程序及繪制操作。
Listing 2-4 Drawing to a PDF graphics context
CGRectmediaBox;
mediaBox =CGRectMake(0,0, myPageWidth, myPageHeight);
myPDFContext = MyPDFContextCreate (&mediaBox,CFSTR("test.pdf"));
CFStringRefmyKeys[1];
CFTypeRefmyValues[1];
myKeys[0] = kCGPDFContextMediaBox;
myValues[0] = (CFTypeRef)CFDataCreate(NULL,(constUInt8*)&mediaBox,sizeof(CGRect));
CFDictionaryRefpageDictionary =CFDictionaryCreate(NULL, (constvoid**) myKeys,
(constvoid**) myValues,1,
&kCFTypeDictionaryKeyCallBacks,
& kCFTypeDictionaryValueCallBacks);
CGPDFContextBeginPage(myPDFContext, &pageDictionary);
// ********** Your drawing code here **********
CGContextSetRGBFillColor(myPDFContext,1,0,0,1);
CGContextFillRect(myPDFContext,CGRectMake(0,0,200,100));
CGContextSetRGBFillColor(myPDFContext,0,0,1,.5);
CGContextFillRect(myPDFContext,CGRectMake(0,0,100,200));
CGPDFContextEndPage(myPDFContext);
CFRelease(pageDictionary);
CFRelease(myValues[0]);
CGContextRelease(myPDFContext);
我們可以將任何內(nèi)容(圖片，文本，繪制路徑)繪制到pdf中，并能添加鏈接及加密。
一個位圖Graphics Context接受一個指向內(nèi)存緩存(包含位圖存儲空間)的指針，當(dāng)我們繪制一個位圖Graphics Context時，該緩存被更新。在釋放Graphics Context后，我們將得到一個我們指定像素格式的全新的位圖。
注：位圖Graphics Context有時用于后臺繪制。CGLayer對象優(yōu)化了后臺繪制，因為Quartz在顯卡上緩存了層。
iOS提示：iOS應(yīng)用程序使用了UIGraphicsBeginImageContextWithOptions取代Quartz低層函數(shù)。如果使用Quartz創(chuàng)建一下后臺bitmap，bitmap Graphics Context使用的坐標(biāo)系統(tǒng)是Quartz默認(rèn)的坐標(biāo)系統(tǒng)。而使用UIGraphicsBeginImageContextWithOptions創(chuàng)建圖形上下文，UIKit將會對坐標(biāo)系統(tǒng)使用與UIView對象的圖形上下文一樣的轉(zhuǎn)換。這允許應(yīng)用程序使用相同的繪制代碼而不需要擔(dān)心坐標(biāo)系統(tǒng)問題。雖然我們的應(yīng)用程序可以手動調(diào)整CTM達(dá)到相同的效果，但這種做沒有任何好處。
我們使用CGBitmapContextCreate來創(chuàng)建位圖Graphics Context，該函數(shù)有如下參數(shù)：
data：一個指向內(nèi)存目標(biāo)的指針，該內(nèi)存用于存儲需要渲染的圖形數(shù)據(jù)。內(nèi)存塊的大小至少需要(bytePerRow * height)字節(jié)。
width：指定位圖的寬度，單位是像素(pixel)。
height：指定位圖的高度， 單位是像素(pixel)。
bitsPerComponent：指定內(nèi)存中一個像素的每個組件使用的位數(shù)。例如，一個32位的像素格式和一個rgb顏色空間，我們可以指定每個組件為8位。
bytesPerRow：指定位圖每行的字節(jié)數(shù)。
colorspace：顏色空間用于位圖上下文。在創(chuàng)建位圖Graphics Context時，我們可以使用灰度(gray), RGB, CMYK, NULL顏色空間。
bitmapInfo：位圖的信息，這些信息用于指定位圖是否需要包含alpha組件，像素中alpha組件的相對位置(如果有的話)，alpha組件是否是預(yù)乘的，及顏色組件是整型值還是浮點值。
代碼清單2-5顯示了如何創(chuàng)建位圖Graphics Context。當(dāng)向位圖Graphics Context繪圖時，Quartz將繪圖記錄到內(nèi)存中指定的塊中。
Listing 2-5 Creating a bitmap graphics context
CGContextRefMyCreateBitmapContext (intpixelsWide,intpixelsHigh)
{
CGContextRefcontext =NULL;
CGColorSpaceRefcolorSpace;
void*? ? ? ? ? bitmapData;
intbitmapByteCount;
intbitmapBytesPerRow;
bitmapBytesPerRow? = (pixelsWide *4);
bitmapByteCount? ? = (bitmapBytesPerRow * pixelsHigh);
colorSpace =CGColorSpaceCreateWithName(kCGColorSpaceGenericRGB);
bitmapData = calloc( bitmapByteCount );
if(bitmapData ==NULL)
{
fprintf (stderr,"Memory not allocated!");
returnNULL;
}
context =CGBitmapContextCreate(bitmapData, pixelsWide, pixelsHigh,8, bitmapBytesPerRow, colorSpace, kCGImageAlphaPremultipliedLast);
if(context==NULL)
{
free (bitmapData);
fprintf (stderr,"Context not created!");
returnNULL;
}
CGColorSpaceRelease( colorSpace );
returncontext;
}
代碼清單2-6顯示了調(diào)用MyCreateBitmapContext 創(chuàng)建一個位圖Graphics Context，使用位圖Graphics Context來創(chuàng)建CGImage對象，然后將圖片繪制到窗口Graphics Context中。繪制結(jié)果如圖2-3所示：
Listing 2-6 Drawing to a bitmap graphics context
CGRectmyBoundingBox;
myBoundingBox =CGRectMake(0,0, myWidth, myHeight);
myBitmapContext = MyCreateBitmapContext (400,300);
// ********** Your drawing code here **********
CGContextSetRGBFillColor(myBitmapContext,1,0,0,1);
CGContextFillRect(myBitmapContext,CGRectMake(0,0,200,100));
CGContextSetRGBFillColor(myBitmapContext,0,0,1,.5);
CGContextFillRect(myBitmapContext,CGRectMake(0,0,100,200));
myImage =CGBitmapContextCreateImage(myBitmapContext);
CGContextDrawImage(myContext, myBoundingBox, myImage);
char*bitmapData =CGBitmapContextGetData(myBitmapContext);
CGContextRelease(myBitmapContext);
if(bitmapData) free(bitmapData);
CGImageRelease(myImage);
Figure 2-3 An image created from a bitmap graphics context and drawn to a window graphics context
表2-1總結(jié)了位圖Graphics Context支持的像素格式，相關(guān)的顏色空間及像素格式支持的Mac OS X最早版本。像素格式用bpp(每像素的位數(shù))和bpc(每個組件的位數(shù))來表示。表格同時也包含與像素格式相關(guān)的位圖信息常量。
表2-1：位圖Graphics Context支持的像素格式
位圖Graphics Context支持反鋸齒，這一操作是人為的較正在位圖中繪制文本或形狀時產(chǎn)生的鋸齒邊緣。當(dāng)位圖的分辯率明顯低于人眼的分辯率時就會產(chǎn)生鋸齒。為了使位圖中的對象顯得平滑，Quartz使用不同的顏色來填充形狀周邊的像素。通過這種方式來混合顏色，使形狀看起來更平滑。如圖2-4顯示的效果。我們可以通過調(diào)用CGContextSetShouldAntialias來關(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。
可以調(diào)用函數(shù)CGContextSetAllowsAntialiasing來控制一個特定Graphics Context是否支持反鋸齒；false表示不支持。該設(shè)置不是圖形狀態(tài)的一部分。當(dāng)上下文及圖形狀態(tài)設(shè)置為true時，Quartz執(zhí)行反鋸齒。
Figure 2-4 A comparison of aliased and anti-aliasing drawing
Mac OS X中的Cocoa應(yīng)用程序通過自定義的NSView子類來實現(xiàn)打印。一個視圖通過調(diào)用print:方法來進(jìn)行打印。然后視圖以打印機為目標(biāo)創(chuàng)建一個Graphics Context，并調(diào)用drawRect:方法。應(yīng)用程序使用與在屏幕進(jìn)行繪制相同的繪制代碼。我們同樣可以自定義drawRect: 方法將圖形繪制到打印機。
