引言
在iOS動畫篇：核心動畫中講到如何給一個視圖添加動畫效果，但是其僅局限在系統控件的具有動畫效果的屬性。假設現在我們要做一個空心圓形的進度條，隨著進度的變化具有對應的動畫效果，這時候就需要去自定義一個圓形的View，并實現其形狀隨進度屬性的變化而變化，使用Quartz2D就可以輕松滿足此需求。
什么是Quartz2D
Quartz2D是iOS和OSX中的一個二維繪圖引擎，這組API具有許多強大的功能，如：圖形的繪制、透明層、陰影、顏色管理、反鋸齒、PDF文檔的管理等等。
本文主要介紹了Quartz2D主要相關概念，描述其中的圖形繪制部分（通過路徑繪制圖形），以實現自定義View。本文不對Quartz2D的基礎過多提及，如果讀者需要更深入了解Quartz2D，可以Google"Quartz2D編程指南"研讀Quartz2D系列譯文。
相關概念
使用Quartz2D來繪制圖形，需要知道的相關概念：
1、Core Graphics
Core Graphic是一套基于C的框架，用于一切繪圖操作，UIKit就是基于Core Graphic實現的，因此它可以實現比UIKit更底層的功能。
Core Graphic使用Quartz2D作為繪圖引擎，因此Quartz2D其實是Core Graphic的一部分，這兩個名詞密不可分。
2、圖形上下文
畫畫需要畫布，Core Graphics工作是的“畫布”就是圖形上下文，它決定圖形繪制成什么樣子，并繪制到哪里去。在“畫布”中，每個連續的繪制操作都可以看成添加一個“圖層”到畫布上，在運行中我們可以通過額外的繪制操作來疊加更多“圖層”來形成復雜的圖形。
推薦使用UIView自動為我們準備好的圖形上下文，因為自定義上下文會降低內存的使用效率，導致性能下降。當需要我們調用UIGraphicsGetCurrentContext（）來獲取圖形上下文。
3、路徑
相信很多人都臨摹過書法，在一張薄薄的紙上照著書法家的筆跡來書寫，這個“筆跡”就可以看成路徑，通過確定的路徑，可以確定繪圖的形狀、渲染的區域等等。
通過創建路徑并加入到上下文中渲染就能繪制出想要的圖形。
創建路徑有以下三種方式：
1.使用CGContextRef創建，如CGContextAddArc
這種方式是直接對圖形上下文進行操作，常用的方法有：
CGContextBeginPath //開始畫路徑
CGContextMoveToPoint //移動到某一點
CGContexAddLineToPoint //畫直線
CGContexAddCurveToPoint //畫餅圖
CGContexAddEllipseInRect //畫橢圓
CGContexAddArc //畫圓
CGContexAddRect //畫方框
CGContexClosePath //封閉當前路徑
2.使用CGPathRef創建，如CGPathAddArc
使用方法一繪制路徑后將清空圖形上下文，如果我們想保存路徑來復用，可以使用Quartz提供的CGPath函數集合來創建可復用的路徑對象。
常用的函數如下：
CGPathCreateMutable
CGPathMoveToPoint
CGPathAddLineToPoint
CGPathAddCurveToPoint
CGPathAddEllipseInRect
CGPathAddArc
CGPathAddRect
CGPathCloseSubpath
這些函數和上面方法一的一一對應，可代替之使用。
CGContextAddPath：添加一個新的路徑
2.使用UIBezierPath創建，如bezierPathWithOvalInRect
UIBezierPath存在于UIKit中，是對路徑繪制的封裝，和CGContextRef類似，優點是更面向對象，我們可以像操作普通對象一樣對其進行操作。
在自定義View的時候，一般使用UIBezierPath來創建路徑就能基本滿足我們的需求，推薦使用。
UIBezierPath的常用方法如下：
@property(nonatomic) CGFloat lineWidth; //線的寬度
@property(nonatomic) CGLineCap lineCapStyle; //起點和終點樣式
@property(nonatomic) CGLineJoin lineJoinStyle; //轉角樣式
//創建path
+ (instancetype)bezierPath;
//矩形
+ (instancetype)bezierPathWithRect:(CGRect)rect;
//以矩形框為切線畫圓
+ (instancetype)bezierPathWithOvalInRect:(CGRect)rect;
//帶圓角的矩形框
+ (instancetype)bezierPathWithRoundedRect:(CGRect)rect cornerRadius:(CGFloat)cornerRadius; // rounds all corners with the same horizontal and vertical radius
//畫圓弧
+ (instancetype)bezierPathWithArcCenter:(CGPoint)center radius:(CGFloat)radius startAngle:(CGFloat)startAngle endAngle:(CGFloat)endAngle clockwise:(BOOL)clockwise;
//移動到某一點
- (void)moveToPoint:(CGPoint)point;
//添加直線
- (void)addLineToPoint:(CGPoint)point;
//帶一個基準點的曲線
- (void)addQuadCurveToPoint:(CGPoint)endPoint controlPoint:(CGPoint)controlPoint;
//帶兩個基準點的曲線
- (void)addCurveToPoint:(CGPoint)endPoint controlPoint1:(CGPoint)controlPoint1 controlPoint2:(CGPoint)controlPoint2;
//封閉路徑
- (void)closePath;
//添加新的路徑
- (void)appendPath:(UIBezierPath *)bezierPath;
//渲染
- (void)fill;
- (void)stroke;
4、渲染
繪畫的最后一步，它之于繪圖的意義如畫畫的最后上顏料一樣。
渲染分為兩種方式：
１）填充Fill：將路徑內部填充渲染
２）描邊Stroke：不填充，只對路徑進行渲染
5、繪圖狀態棧
圖形上下文包含一個繪圖狀態棧，默認為空。
１）保存圖形狀態時，將創建當前圖形狀態的一個副本并入棧。
２）還原圖形狀態時，將棧頂的圖形狀態推出棧并替換當前圖形狀態。
使用：調用CGContextSaveGState來保存，CGContextRestoreGState來還原。
繪圖的核心步驟
在view上繪制一個圖形的方式有很多種，表現形式可能不一樣，但其實質步驟都是一樣的：
1）獲取上下文
2）繪制路徑
3）添加路徑到上下文
4）修改圖形狀態參數
5）渲染上下文
下面我們以畫一個圓形來演示其實現步驟：
1）使用CGContextRef創建路徑
//獲取上下文
CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext();
//繪制路徑: 圓形(中心坐標200、200、半徑100、起點弧度0、終點弧度2PI、畫的方向0逆1正)
CGContextAddArc(ctx, 200, 200, 100, 0, M_PI * 2, 0);
//修改圖形狀態參數
CGContextSetRGBStrokeColor(ctx, 0.5, 0.5, 0.9, 1.0);//筆顏色
CGContextSetLineWidth(ctx, 10);//線條寬度
//渲染上下文
CGContextStrokePath(ctx);
2）使用CGPathRef創建路徑
//獲取上下文
CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext();
//創建可變路徑
CGMutablePathRef path = CGPathCreateMutable();
//添加圓形到路徑中(所在路徑、不進行變換操作、中心坐標200、200、起點弧度0、終點弧度2PI、畫的方向0逆1正)
CGPathAddArc(path, NULL, 200, 200, 100, 0, M_PI * 2, 1);
//將路徑添加到上下文
CGContextAddPath(ctx, path);
//修改圖形狀態參數
CGContextSetRGBStrokeColor(ctx, 0.5, 0.5, 0.9, 1.0);//筆顏色
CGContextSetLineWidth(ctx, 10);//線條寬度
//渲染上下文
CGContextStrokePath(ctx);
3）使用UIBezierPath創建路徑
//創建路徑
UIBezierPath * path = [UIBezierPath bezierPathWithOvalInRect:CGRectMake(100, 100, 200, 200)];
//修改圖形狀態參數
[[UIColor colorWithRed:0.5 green:0.5 blue:0.9 alpha:1.0] setStroke];//筆顏色
[path setLineWidth:10];//線條寬度
//渲染
[path stroke];
以上三種方式都可以實現繪制，通過比較我們可以發現使用UIBezierPath創建路徑的形式是最簡潔且最直觀的，推薦使用UIBezierPath，在以后的動畫中我們也將更多地應用UIBezierPath到動畫的實現中。
自定義view的步驟
只需簡單兩步即可：
步驟一：新建一個類，繼承UIView類。
步驟二：重載drawRect方法，在這個方法中進行繪圖。
以自定義一個圓形View為例：
1）新建CircleView類，繼承UIView類
2）在CircleView.m中重載drawRect方法
- (void)drawRect:(CGRect)rect {
}
3）畫一個圓
- (void)drawRect:(CGRect)rect {
UIBezierPath * path = [UIBezierPath bezierPathWithOvalInRect:CGRectMake(100, 100, 200, 200)];
[[UIColor colorWithRed:0.5 green:0.5 blue:0.9 alpha:1.0] setStroke];
[path setLineWidth:10];
[path stroke];
}
4）創建CircleView的實例添加到視圖中
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
CircleView * cricleView = [[CircleView alloc]initWithFrame:self.view.bounds];
[self.view addSubview:cricleView];
}
5）效果圖
成功畫了一個圓形，現在只差怎樣讓它“動起來”了！
思考
1、Quartz2D的坐標系和UIView的坐標系有什么不同？
2、繪制圖形時不同路徑使用不同的狀態參數渲染需要怎樣操作？
3、怎樣使用CALayer來自定義View？
next：
如何在自定義View上實現動畫效果
