iOS 繪圖UIBezierPath 和 Core Graphics

前言

iOS系統本身提供了兩套繪圖的框架,即 UIBezierPath 和** Core Graphics**。而前者所屬UIKit,其實是對Core Graphics框架關于path的進一步封裝,所以使用起來比較簡單。但是畢竟Core Graphics更接近底層,所以它更加強大。

UIBezierPath

-可以創建基于矢量的路徑,例如橢圓或者矩形,或者有多個直線和曲線段組成的形狀。

-UIBezierPath是UIKit中的一個關于圖形繪制的類,是通過Quartz 2D也就是CG(Core Graphics)CGPathRef的封裝得到的,從高級特性支持來看不及CG。

-使用UIBezierPath,你只能在當前上下文中繪圖,所以如果你當前處于UIGraphicsBeginImageContextWithOptions函數或drawRect:方法中,你就可以直接使用UIKit提供的方法進行繪圖。如果你持有一個context:參數,那么使用UIKit提供的方法之前,必須將該上下文參數轉化為當前上下文。幸運的是,調用UIGraphicsPushContext 函數可以方便的將context:參數轉化為當前上下文,記住最后別忘了調用UIGraphicsPopContext函數恢復上下文環境。

UIBezierPath對象
1、對象創建方法
// 創建基本路徑
+ (instancetype)bezierPath;
// 創建矩形路徑
+ (instancetype)bezierPathWithRect:(CGRect)rect;
// 創建橢圓路徑
+ (instancetype)bezierPathWithOvalInRect:(CGRect)rect;
// 創建圓角矩形
+ (instancetype)bezierPathWithRoundedRect:(CGRect)rect cornerRadius:(CGFloat)cornerRadius; // rounds all corners with the same horizontal and vertical radius
// 創建指定位置圓角的矩形路徑
+ (instancetype)bezierPathWithRoundedRect:(CGRect)rect byRoundingCorners:(UIRectCorner)corners cornerRadii:(CGSize)cornerRadii;
// 創建弧線路徑
+ (instancetype)bezierPathWithArcCenter:(CGPoint)center radius:(CGFloat)radius startAngle:(CGFloat)startAngle endAngle:(CGFloat)endAngle clockwise:(BOOL)clockwise;
// 通過CGPath創建
+ (instancetype)bezierPathWithCGPath:(CGPathRef)CGPath;

2、相關屬性和方法
  • 屬性
// 與之對應的CGPath
@property(nonatomic) CGPathRef CGPath;
- (CGPathRef)CGPath NS_RETURNS_INNER_POINTER CF_RETURNS_NOT_RETAINED;
// 是否為空
@property(readonly,getter=isEmpty) BOOL empty;
// 整個路徑相對于原點的位置及寬高
@property(nonatomic,readonly) CGRect bounds;
// 當前畫筆位置
@property(nonatomic,readonly) CGPoint currentPoint;
// 線寬
@property(nonatomic) CGFloat lineWidth;

// 終點類型 (路徑的終點形狀,該屬性適用于開放路徑的起點和終點, 默認為kCGLineCapButt(方形結束, 結束位置正好為精確位置), 其他可選項為kCGLineCapRound(圓形結束, 結束位置超過精確位置半個線寬)和kCGLineCapSquare(方形結束, 結束位置超過精確位置半個線寬))
@property(nonatomic) CGLineCap lineCapStyle; 
typedef CF_ENUM(int32_t, CGLineCap) {
    kCGLineCapButt,
    kCGLineCapRound,
    kCGLineCapSquare
};

// 交叉點的類型(路徑的連接點形狀,默認為kCGLineJoinMiter(全部連接), 其他可選項為kCGLineJoinRound(圓形連接)和kCGLineJoinBevel(斜角連接))
@property(nonatomic) CGLineJoin lineJoinStyle; 
typedef CF_ENUM(int32_t, CGLineJoin) {
    kCGLineJoinMiter,
    kCGLineJoinRound,
    kCGLineJoinBevel
};

// 兩條線交匯處內角和外角之間的最大距離,需要交叉點類型為kCGLineJoinMiter是生效,最大限制為10
@property(nonatomic) CGFloat miterLimit; 
// 個人理解為繪線的精細程度,默認為0.6,數值越大,需要處理的時間越長
@property(nonatomic) CGFloat flatness; 
// 決定使用even-odd或者non-zero規則
@property(nonatomic) BOOL usesEvenOddFillRule;

  • 方法
//反方向繪制path
- (UIBezierPath *)bezierPathByReversingPath;
// 設置畫筆起始點
- (void)moveToPoint:(CGPoint)point;
// 從當前點到指定點繪制直線
- (void)addLineToPoint:(CGPoint)point;
// 添加弧線
- (void)addArcWithCenter:(CGPoint)center radius:(CGFloat)radius startAngle:(CGFloat)startAngle endAngle:(CGFloat)endAngle clockwise:(BOOL)clockwise NS_AVAILABLE_IOS(4_0);
// center弧線圓心坐標 radius弧線半徑 startAngle弧線起始角度 endAngle弧線結束角度 clockwise是否順時針繪制
//添加貝塞爾曲線
- (void)addQuadCurveToPoint:(CGPoint)endPoint controlPoint:(CGPoint)controlPoint;
// endPoint終點 controlPoint控制點
- (void)addCurveToPoint:(CGPoint)endPoint controlPoint1:(CGPoint)controlPoint1 controlPoint2:(CGPoint)controlPoint2;
// endPoint終點 controlPoint1、controlPoint2控制點
// 移除所有的點,刪除所有的subPath
- (void)removeAllPoints;
//填充
- (void)fill;
// 路徑繪制
- (void)stroke;
//使用一條直線閉合路徑的起點和終點, 該方法同時也會更新當前點到新直線的終點(即路徑的起點)
//- (void)closePath

注意:我們一般使用UIBezierPath都是在重寫的drawRect方法這種情形。其繪圖的步驟是這樣的:

1、 重寫drawRect方法。但不需要我們自己獲取當前上下文context;
2、創建相應圖形的UIBezierPath對象,并設置一些修飾屬性;
3、渲染,完成繪制。
- (void)drawRect:(CGRect)rect // 1.重寫drawRect方法
{
    UIBezierPath* aPath = [UIBezierPath bezierPathWithRect:CGRectMake(20, 20, 100, 50)]; // 2.創建圖形相應的UIBezierPath對象
    // 3.設置一些修飾屬性 
    aPath.lineWidth = 8.0;
    //路徑的終點形狀,
    aPath.lineCapStyle = kCGLineCapRound; 
    //路徑的連接點形狀
    aPath.lineJoinStyle = kCGLineCapRound; 
    UIColor *color = [UIColor colorWithRed:0 green:0 blue:0.7 alpha:1];
    [color set]; 

    [aPath stroke]; // 4.渲染,完成繪制
}
3、具體demo如下
  • 3.1 直線的繪制
- (void)drawRect:(CGRect)rect{

    [[UIColor redColor] set];

    UIBezierPath* path = [UIBezierPath bezierPath];

    path.lineWidth     = 5.f;
    path.lineCapStyle  = kCGLineCapRound;
    path.lineJoinStyle = kCGLineCapRound;

    // 起點
    [path moveToPoint:CGPointMake(20, 100)];

    // 繪制線條
    [path addLineToPoint:CGPointMake(200, 20)];

    [path stroke];
}
直線
  • 3.2 矩形的繪制
3.2.1 直角矩形
- (void)drawRect:(CGRect)rect{

    [[UIColor redColor] set];
    // 創建矩形路徑對象
    UIBezierPath * path = [UIBezierPath bezierPathWithRect:CGRectMake(50, 50, 150, 100)];

    path.lineWidth     = 5.f;
    path.lineCapStyle  = kCGLineCapRound;
    path.lineJoinStyle = kCGLineCapRound;

    [path stroke];
}

直角矩形
3.2.2 圓角矩形
- (void)drawRect:(CGRect)rect{

    [[UIColor redColor] set];
    // 創建圓角矩形路徑對象
    UIBezierPath* path = [UIBezierPath bezierPathWithRoundedRect:CGRectMake(20, 20, 150, 100) cornerRadius:30]; // 圓角半徑為30

    path.lineWidth     = 5.f;
    path.lineCapStyle  = kCGLineCapRound;
    path.lineJoinStyle = kCGLineCapRound;

    [path stroke];
}

圓角矩形
3.2.3圓角矩形
- (void)drawRect:(CGRect)rect{

    [[UIColor redColor] set];

    UIBezierPath* path = [UIBezierPath bezierPathWithRoundedRect:CGRectMake(20, 20, 150, 100) byRoundingCorners:UIRectCornerTopLeft cornerRadii:CGSizeMake(30, 30)];

    path.lineWidth     = 5.f;
    path.lineCapStyle  = kCGLineCapRound;
    path.lineJoinStyle = kCGLineCapRound;

    [path stroke];
}

指定位置圓角矩形

corners:圓角位置 cornerRadii:圓角大小

typedef NS_OPTIONS(NSUInteger, UIRectCorner) {
    UIRectCornerTopLeft     = 1 << 0,
    UIRectCornerTopRight    = 1 << 1,
    UIRectCornerBottomLeft  = 1 << 2,
    UIRectCornerBottomRight = 1 << 3,
    UIRectCornerAllCorners  = ~0UL
};

  • 4 圓形和橢圓形
4.1 圓形
- (void)drawRect:(CGRect)rect{

    [[UIColor redColor] set];
    // 創建圓形路徑對象
    UIBezierPath * path = [UIBezierPath bezierPathWithOvalInRect:CGRectMake(50, 50, 100, 100)];

    path.lineWidth     = 5.f;
    path.lineCapStyle  = kCGLineCapRound;
    path.lineJoinStyle = kCGLineCapRound;

    [path stroke];
}
圓形圖片
4.2 橢圓形
- (void)drawRect:(CGRect)rect{

    [[UIColor redColor] set];
    // 創建橢圓形路徑對象
    UIBezierPath * path = [UIBezierPath bezierPathWithOvalInRect:CGRectMake(50, 50, 100, 100)];

    path.lineWidth     = 5.f;
    path.lineCapStyle  = kCGLineCapRound;
    path.lineJoinStyle = kCGLineCapRound;

    [path stroke];
}
橢圓形圖片
  • 5 曲線
5.1 弧線
- (void)drawRect:(CGRect)rect{

    [[UIColor redColor] set];
    // 創建弧線路徑對象
    UIBezierPath* path = [UIBezierPath bezierPathWithArcCenter:CGPointMake(100, 100)
                                                         radius:70
                                                     startAngle:3.1415926
                                                       endAngle:3.1415926 *3/2
                                                      clockwise:YES];

    path.lineWidth     = 5.f;
    path.lineCapStyle  = kCGLineCapRound;
    path.lineJoinStyle = kCGLineCapRound;

    [path stroke];
}
弧線
center:弧線圓心坐標
radius:弧線半徑
startAngle:弧線起始角度
endAngle:弧線結束角度
clockwise:是否順時針繪制
默認坐標系統中的角度值
5.2 貝塞爾曲線1
- (void)drawRect:(CGRect)rect{

    [[UIColor redColor] set];

    UIBezierPath* path = [UIBezierPath bezierPath];

    path.lineWidth     = 5.f;
    path.lineCapStyle  = kCGLineCapRound;
    path.lineJoinStyle = kCGLineCapRound;

    [path moveToPoint:CGPointMake(20, 100)];
    // 給定終點和控制點繪制貝塞爾曲線
    [path addQuadCurveToPoint:CGPointMake(150, 100) controlPoint:CGPointMake(20, 0)];

    [path stroke];
}
5.3 貝塞爾曲線2
- (void)drawRect:(CGRect)rect{

    [[UIColor redColor] set];

    UIBezierPath* path = [UIBezierPath bezierPath];

    path.lineWidth     = 5.f;
    path.lineCapStyle  = kCGLineCapRound;
    path.lineJoinStyle = kCGLineCapRound;

    [path moveToPoint:CGPointMake(20, 100)];
    // 給定終點和兩個控制點繪制貝塞爾曲線
    [path addCurveToPoint:CGPointMake(220, 100) controlPoint1:CGPointMake(120, 20) controlPoint2:CGPointMake(120, 180)];

    [path stroke];
}
  • 6 扇形
- (void)drawRect:(CGRect)rect{
    [[UIColor redColor] set]; // 畫筆顏色設置

    UIBezierPath * path = [UIBezierPath bezierPath]; // 創建路徑

    [path moveToPoint:CGPointMake(100, 100)]; // 設置起始點

    [path addArcWithCenter:CGPointMake(100, 100) radius:75 startAngle:0 endAngle:3.14159/2 clockwise:NO]; // 繪制一個圓弧

    path.lineWidth     = 5.0;
    path.lineCapStyle  = kCGLineCapRound; //線條拐角
    path.lineJoinStyle = kCGLineCapRound; //終點處理

    [path closePath]; // 封閉未形成閉環的路徑

    [path stroke]; // 繪制
}
扇形圖片
  • 7 多邊形
- (void)drawRect:(CGRect)rect{

    [[UIColor redColor] set];

    UIBezierPath* path = [UIBezierPath bezierPath];

    path.lineWidth     = 5.f;
    path.lineCapStyle  = kCGLineCapRound;
    path.lineJoinStyle = kCGLineCapRound;

    // 起點
    [path moveToPoint:CGPointMake(100, 50)];

    // 添加直線
    [path addLineToPoint:CGPointMake(150, 50)];
    [path addLineToPoint:CGPointMake(200, 100)];
    [path addLineToPoint:CGPointMake(200, 150)];
    [path addLineToPoint:CGPointMake(150, 200)];
    [path addLineToPoint:CGPointMake(100, 200)];
    [path addLineToPoint:CGPointMake(50, 150)];
    [path addLineToPoint:CGPointMake(50, 100)];
    [path closePath];

    //根據坐標點連線
    [path stroke];
    [path fill];
}
多邊形圖片
多邊形圖片

CoreGraphics

這是一個繪圖專用的API族,它經常被稱為 QuartZ或QuartZ 2D。Core Graphics是iOS上所有繪圖功能的基石,包括UIKit

1、繪圖需要 CGContextRef

CGContextRef即圖形上下文。可以這么理解,我們繪圖是需要一個載體或者說輸出目標,它用來顯示繪圖信息,并且決定繪制的東西輸出到哪個地方。可以形象的比喻context就像一個“畫板”,我們得把圖形繪制到這個畫板上。所以,繪圖必須要先有context。

2、怎么拿到context

第一種方法是利用cocoa為你生成的圖形上下文。當你子類化了一個UIView并實現了自己的drawRect:方法后,一旦drawRect:方法被調用,Cocoa就會為你創建一個圖形上下文,此時你對圖形上下文的所有繪圖操作都會顯示在UIView上。

第二種方法就是創建一個圖片類型的上下文。調用UIGraphicsBeginImageContextWithOptions函數就可獲得用來處理圖片的圖形上下文。利用該上下文,你就可以在其上進行繪圖,并生成圖片。調用UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext函數可從當前上下文中獲取一個UIImage對象。記住在你所有的繪圖操作后別忘了調用UIGraphicsEndImageContext函數關閉圖形上下文

簡言之:

  • 重寫UIView的drawRect方法,在該方法里便可得到context;
  • 調用UIGraphicsBeginImageContextWithOptions方法得到context;

3、注意

并不是說一提到繪圖,就一定得重寫drawRect方法,只是因為通常情況下我們一般采用在drawRect方法里獲取context這種方式。

4、drawRect方法什么時候觸發

1、當view第一次顯示到屏幕上時;
2、當調用view的setNeedsDisplay或者setNeedsDisplayInRect:方法時。

5、步驟:

  • 1.先在drawRect方法中獲得上下文context;
  • 2.繪制圖形(線,圖形,圖片等);
  • 3.設置一些修飾屬性;
  • 4.渲染到上下文,完成繪圖。
#import "CustomView.h"

@implementation CustomView

- (void)drawRect:(CGRect)rect
{
    /****************1、實心圓***********************/
    //獲取上下文
    CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext();
    //畫圖
    CGContextAddEllipseInRect(ctx, CGRectMake(20, 20, 100, 100));
    [[UIColor redColor] set];
    //渲染
    CGContextFillPath(ctx);

     /****************2、空心圓***********************/
    CGContextRef ctx1 = UIGraphicsGetCurrentContext();
    CGContextAddEllipseInRect(ctx, CGRectMake(20, 200, 80, 100));
    [[UIColor yellowColor] set];
    //渲染
    CGContextStrokePath(ctx1);

    /****************3、直線***********************/
    CGContextMoveToPoint(ctx1, 200, 200);
    CGContextAddLineToPoint(ctx1, 300, 300);
    [[UIColor redColor] set];
    CGContextSetLineWidth(ctx1, 5);
    CGContextSetLineCap(ctx1, kCGLineCapRound);// 起點和重點圓角
    CGContextSetLineJoin(ctx1, kCGLineJoinRound);// 轉角圓角
    CGContextStrokePath(ctx1);//渲染(直線只能繪制空心的,不能調用CGContextFillPath(ctx);)
    /****************4、三角形**********************/
    CGContextMoveToPoint(ctx1, 250, 64);//第一個點
    CGContextAddLineToPoint(ctx1,250, 300);//第二個點
    CGContextAddLineToPoint(ctx1, 350, 380);//第三個點

    [[UIColor greenColor] set];
    CGContextClosePath(ctx1);//關閉曲線
    CGContextStrokePath(ctx1);
    /****************5、矩形**********************/
    CGContextAddRect(ctx1, CGRectMake(150, 0, 40, 80));
    [[UIColor orangeColor] set];
    CGContextStrokePath(ctx1);
    /***************6、弧線*********************/
    CGContextAddArc(ctx1, 200, 170, 50, 0, M_PI/2, 1);
    [[UIColor greenColor] set];
    CGContextClosePath(ctx1);
    CGContextFillPath(ctx1);

     /****************7、文字**********************/
    NSString *str = @"CoreGraphics的用法總結";
    NSMutableDictionary *dict = [NSMutableDictionary dictionary];
    dict[NSForegroundColorAttributeName] = [UIColor yellowColor];
    dict[NSFontAttributeName] = [UIFont systemFontOfSize:18];

    [str drawInRect:CGRectMake(100, 80, 300, 300) withAttributes:dict];

    /****************8、圖片**********************/
    UIImage *img = [UIImage imageNamed:@"配送驗收hover"];
    //[img drawAsPatternInRect:CGRectMake(20, 280, 300, 300)]; // 多個平鋪
    //[img drawAtPoint:CGPointMake(20, 280)]; // 繪制到指定點,圖片有多大就顯示多大
    [img drawInRect:CGRectMake(150, 280, 85, 85)];// 拉伸

}

[UIView Animation編程藝術]
(http://www.cocoachina.com/ios/20161018/17778.html)
http://www.cocoachina.com/industry/20140115/7703.html

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