iOS开发CoreGraphics核心图形框架之二——深入理解图形上下文-摩杜云开发者社区

一、引言

在上一篇博客中，介绍了有关CGPath绘制路径的相关方法，其中在View视图的drawRect方法中，已经使用过上下文将Path路径绘制到当前视图上，上一篇博客只是抛砖引玉，本片博客将更深入的介绍下有关上下文的更多内容。

iOS开发CoreGraphics核心图形框架之一——CGPath的应用

二、关于图形上下文Graphics Context

GraphicsContext对于开发者来说是完全透明的，开发者不需要关心其实现，也不需要关心其绘制方式，开发者只需要将要绘制的内容传递给图形上下文，由图形上下文来将内容绘制到对应的目标上。这个目标可以是视图，窗口，打印机，PDF文档或者位图对象。需要注意，绘制的顺序在CoreGraphics框架中十分重要，如果后绘制的内容和先绘制的内容有位置冲突，后绘制的内容将覆盖先绘制的内容。

特定的上下文用于将内容绘制到特定的输出源上，CoreGraphics中提供如下几种图形上下文：

1.位图图形上下文：位图图形上下文用于将RGB图像，GMYK图像或者黑白图像绘制到一个位图(bitmap)对象中。

2.PDF图形上下文：PDF图形上下文可以帮助开发者创建PDF文件，将内容绘制进PDF文件中，其与位图上下文最大的区别在于PDF数据可以保存多页图像。

3.窗口上下文：用于OS系统中的窗口绘制。

4.图层上下文：用于将内容绘制在Layer图层上。

5.打印上下文：使用Mac打印功能时，此上下文用于将内容绘制在打印输出源上。

三、在UIKit框架中操作图形上下文

在UIKit框架中有一个UIGraphics头文件，其中封装了许多对当前图形上下文进行操作的方法。首先任何UIView和其子类的视图控件都有一个drawRect方法，当视图将要被绘制时会调用这个方法，在drawRect方法中开发者可以获取到当前视图的图形上下文，通过这个图形上下文可以对视图进行自定义的绘制。UIGraphics头文件中定义的如下方法可以对当前的图形上下文进行操作：

//这个方法用于获取当前的图形上下文
UIKIT_EXTERN CGContextRef __nullable UIGraphicsGetCurrentContext(void) CF_RETURNS_NOT_RETAINED;
//这个方法用于将某个图形上下文对象压入栈中 使其变为当前的图形上下文
UIKIT_EXTERN void UIGraphicsPushContext(CGContextRef context);
//这个方法用于将当前的图形上下文出栈 当前的图形上下文始终是栈顶的图形上下文
UIKIT_EXTERN void UIGraphicsPopContext(void);

需要注意，上面的UIGraphicsPushContext()与UIGraphicsPopContext()方法常用于切换当前的图形上下文。

//下面这两个方法用于向当前的图形上下文中填充矩形 
UIKIT_EXTERN void UIRectFillUsingBlendMode(CGRect rect, CGBlendMode blendMode);
UIKIT_EXTERN void UIRectFill(CGRect rect);
//下面这两个方法用于向当前的图形上下文中绘制矩形边框
UIKIT_EXTERN void UIRectFrameUsingBlendMode(CGRect rect, CGBlendMode blendMode);
UIKIT_EXTERN void UIRectFrame(CGRect rect);
//这个方法用于裁剪当前的图形上下文的绘制区域
UIKIT_EXTERN void UIRectClip(CGRect rect);

上面方法中的CGBlendMode参数用于设置图像的混合模式，意义列举如下：

typedef CF_ENUM (int32_t, CGBlendMode) {
    //在背景图像之上绘制原图像
    kCGBlendModeNormal,
    //将背景与原图像进行混合
    kCGBlendModeMultiply,
    //将背景与原图像进行逆向混合
    kCGBlendModeScreen,
    //覆盖原图像 同时保持背景阴影
    kCGBlendModeOverlay,
    //进行灰度复合
    kCGBlendModeDarken,
    //进行亮度复合
    kCGBlendModeLighten,
    //复合时 黑色不进行复合
    kCGBlendModeColorDodge,
    //复合时 白色不进行复合
    kCGBlendModeColorBurn,
    //复合时 根据黑白色值比例进行复合
    kCGBlendModeSoftLight,
    kCGBlendModeHardLight,
    //复合时 将原图像中有关背景图像的色值去除
    kCGBlendModeDifference,
    //与kCGBlendModeDifference类似 对比度更低
    kCGBlendModeExclusion,
    //使用原图像的色调与饱和度
    kCGBlendModeHue,
    //同kCGBlendModeHue 纯灰度的区域不产生变化
    kCGBlendModeSaturation,
    //同kCGBlendModeHue 保留灰度等级
    kCGBlendModeColor,
    //与kCGBlendModeHue效果相反
    kCGBlendModeLuminosity,

    //下面这些枚举定义了MacOS中图像复合的计算方式 
    //R 结果  
    //S 原图像
    //D 背景图像
    //Ra Sa Da为带透明alpha通道

    kCGBlendModeClear,                  /* R = 0 */
    kCGBlendModeCopy,                   /* R = S */
    kCGBlendModeSourceIn,               /* R = S*Da */
    kCGBlendModeSourceOut,              /* R = S*(1 - Da) */
    kCGBlendModeSourceAtop,             /* R = S*Da + D*(1 - Sa) */
    kCGBlendModeDestinationOver,        /* R = S*(1 - Da) + D */
    kCGBlendModeDestinationIn,          /* R = D*Sa */
    kCGBlendModeDestinationOut,         /* R = D*(1 - Sa) */
    kCGBlendModeDestinationAtop,        /* R = S*(1 - Da) + D*Sa */
    kCGBlendModeXOR,                    /* R = S*(1 - Da) + D*(1 - Sa) */
    kCGBlendModePlusDarker,             /* R = MAX(0, (1 - D) + (1 - S)) */
    kCGBlendModePlusLighter             /* R = MIN(1, S + D) */
};

下面这些方法用于操作位图图形上下文：

//这个方法会创建一个位图图形上下文 并将其push进图形上下文栈中 size参数设置图像的大小
UIKIT_EXTERN void     UIGraphicsBeginImageContext(CGSize size);
//方法同上，其中opaque参数设置是否为不透明的 scale设置缩放因子
UIKIT_EXTERN void     UIGraphicsBeginImageContextWithOptions(CGSize size, BOOL opaque, CGFloat scale) NS_AVAILABLE_IOS(4_0);
//这个方法用于将当前的位图图形上下文内容画成UIImage对象
UIKIT_EXTERN UIImage* __nullable UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext(void);
//结束位图图形上下文的编辑 会POP出栈
UIKIT_EXTERN void     UIGraphicsEndImageContext(void);

我们可以通过代码来画一个简单的UIImage图像，示例如下：

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    //创建位图图形上下文 设置大小为200*200
    UIGraphicsBeginImageContext(CGSizeMake(200, 200));
    //获取到当前图形上下文
    CGContextRef ref = UIGraphicsGetCurrentContext();
    //裁剪其进行绘制的尺寸为100*100
    UIRectClip(CGRectMake(0, 0, 100, 100));
    //设置线条颜色
    [[UIColor redColor] setStroke];
    //设置填充颜色
    [[UIColor grayColor] setFill];
    //设置边框宽度
    CGContextSetLineWidth(ref, 10);
    //进行填充
    UIRectFill(CGRectMake(0, 0, 100, 100));
    //进行边框绘制
    UIRectFrame(CGRectMake(0, 0, 200, 200));
    //拿到UIImage实例
    UIImage * image = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();
    //结束位图上下文编辑
    UIGraphicsEndImageContext();
    //将UIImage展示到界面上
    UIImageView * imageView = [[UIImageView alloc]initWithImage:image];
    imageView.contentMode = UIViewContentModeCenter;
    imageView.frame = CGRectMake(100, 100, 200, 200);
    [self.view addSubview:imageView];
}

效果如下图所示：

iOS开发CoreGraphics核心图形框架之二——深入理解图形上下文

//这个方法用于创建一个PDF图形上下文 将其入栈 作为当前的图形上下文  
/*
其中path为PDF文件写入的路径
bounds为PDF文档的尺寸
decumentInfo地点为设置PDF文档信息 后面会介绍
*/
UIKIT_EXTERN BOOL UIGraphicsBeginPDFContextToFile(NSString *path, CGRect bounds, NSDictionary * __nullable documentInfo) NS_AVAILABLE_IOS(3_2);
//这个方法用于穿件一个PDF图形上下文 但是将PDF内容写成Data数据 参数意义同上
UIKIT_EXTERN void UIGraphicsBeginPDFContextToData(NSMutableData *data, CGRect bounds, NSDictionary * __nullable documentInfo) NS_AVAILABLE_IOS(3_2);
//结束PDF图形上下文的编辑 将其出栈
UIKIT_EXTERN void UIGraphicsEndPDFContext(void) NS_AVAILABLE_IOS(3_2);
//这个方法用于将当前的PDF图形上下文新开一页内容
UIKIT_EXTERN void UIGraphicsBeginPDFPage(void) NS_AVAILABLE_IOS(3_2);
//同上
UIKIT_EXTERN void UIGraphicsBeginPDFPageWithInfo(CGRect bounds, NSDictionary * __nullable pageInfo) NS_AVAILABLE_IOS(3_2);
//返回当前PDF图形上下文所在页的尺寸
UIKIT_EXTERN CGRect UIGraphicsGetPDFContextBounds(void) NS_AVAILABLE_IOS(3_2);
//向PDF文档中的某个区域添加链接
UIKIT_EXTERN void UIGraphicsSetPDFContextURLForRect(NSURL *url, CGRect rect) NS_AVAILABLE_IOS(3_2);
//向PDF文档中的某个区域添加一个跳转目标 使其滚动到某点
UIKIT_EXTERN void UIGraphicsAddPDFContextDestinationAtPoint(NSString *name, CGPoint point) NS_AVAILABLE_IOS(3_2);
//向PDF文档中的某个区域添加一个跳转目标 使其滚动到某个区域
UIKIT_EXTERN void UIGraphicsSetPDFContextDestinationForRect(NSString *name, CGRect rect) NS_AVAILABLE_IOS(3_2);