Core Graphics框架

在iOS中常用的框架是Quartz 2D,它是Core Graphics框架的一部分，是一个强大的二维图像绘制引擎。我们日常开发所用到的UIKit的组件都是由Core Graphics框架进行绘制的。当我们导入UIKit框架时，会自动导入Core Graphics框架。

在iOS中绘图一般分为以下几个步骤：

1.获取绘图上下文

2.创建并设置路径

3.将路径添加到上下文

4.设置上下文的状态

5.绘制路径

6.释放路径

图形上下文中CGContextRef代表图形输出设备，也就是绘制的位置，包含绘制图形的一些设备信息，Quartz 2D中的所有对象，都最终都必须要添加到图形上下文，这样一来，我们在绘制图形的时候就不必关系具体的设备信息。

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基本图形绘制

在UIKit中，已经默认为我们准备好一个图形上下文对象，在UIView的drawrect方法中，我们可以通过通过UIKit封装函数UIGraphicsGetCurrentContext()方法获取到图形上下文(注：在其它方法中无法获取)，然后只需要按照绘制图形的步骤一步步执行即可，下面重写view的drawrect方法，在view上添加两条线：

override func draw(_ rect: CGRect) {
        //  1.获取图形上下文对象
        let contextRef = UIGraphicsGetCurrentContext()

        //  2.创建路径对象
        let path = CGMutablePath()
        path.move(to: CGPoint(x: 10, y: 10))
        path.addLine(to: CGPoint(x: 100, y: 100))

        //  这一段代码是绘制曲线，lengths 表示的是 虚线的每段长度为5，每段间距为1，phase 如果填2，则表示虚线的第一个线段的长度为 5 - 2
        let a : CGFloat = 5
        let b : CGFloat = 1
        let lengths = [a,b]
        contextRef?.setLineDash(phase: 2, lengths: lengths)

        path.move(to: CGPoint(x: 5, y: 20))
        path.addLine(to: CGPoint(x: 100, y: 100))

        //  3.添加到图像上下文
        contextRef?.addPath(path)

        //  4.设置图形上下文状态属性
        contextRef?.setStrokeColor(UIColor.red.cgColor)     //  边框颜色
        contextRef?.setFillColor(UIColor.blue.cgColor)      //  填充颜色，可以在封闭路径中使用
        contextRef?.setLineWidth(2)                         //  线条宽度

        //  5.绘制
        contextRef?.strokePath()
    }

封闭图形绘制

上面的绘图方式显得有些麻烦，其实Core Graphics内部对创建路径对象添加到上下文这两步操作进行了封装，可以一步完成，下面我们用线段绘制一个简单的矩形：

//  1.获取图像上下文
        let contextRef = UIGraphicsGetCurrentContext()

        //  2.开始绘制一个正方形
        contextRef?.move(to: CGPoint(x: 10, y: 10))
        contextRef?.addLine(to: CGPoint(x: 110, y: 10))
        contextRef?.addLine(to: CGPoint(x: 110, y: 110))
        contextRef?.addLine(to: CGPoint(x: 10, y: 110))
        // 第四条线我们可以直接使用这个方法绘制
        contextRef?.closePath()

        //  3.设置相关状态
        contextRef?.setLineWidth(2)
        contextRef?.setStrokeColor(UIColor.red.cgColor)
        contextRef?.setFillColor(UIColor.blue.cgColor)

        //  4.开始绘制 .既有边框（路径），又有填充
        contextRef?.drawPath(using: .fillStroke)

绘制一个矩形

上面的代码已经相对来说简化了不少，除了路径之外，矩形，椭圆也都有相应的绘制方法。

// ----------- 使用addRect方法绘制 ------------

        //  1.获取图像上下文
        let contextRef = UIGraphicsGetCurrentContext()
        //  2.路径
        contextRef?.addRect(CGRect(x: 10, y: 10, width: 100, height: 100))
        //  3.状态
        contextRef?.setFillColor(UIColor.blue.cgColor)
        contextRef?.setStrokeColor(UIColor.red.cgColor)
        //  4.绘制
        contextRef?.drawPath(using: .fillStroke)

　　

// ----------- 使用UI方法绘制 ------------

        //  绘制一个填充色为红色的矩形
        UIColor.red.setFill()
        UIRectFill(CGRect(x: 10, y: 10, width: 100, height: 100))

        //  绘制一个边框为蓝色的矩形
        UIColor.blue.setStroke()
        UIRectFrame(CGRect(x: 20, y: 20, width: 100, height: 100))

　绘制一个圆

//  1.获取图形上下文
        let contextRef = UIGraphicsGetCurrentContext()

        //  2.先规定一个矩形
        let rect = CGRect(x: 10, y: 10, width: 100, height: 100)

        //  3.添加内切圆
        contextRef?.addEllipse(in: rect)    //  内切圆

        //  4.设置填充色
        contextRef?.setFillColor(UIColor.red.cgColor)

        //  5.绘制
        contextRef?.drawPath(using: .fill)

　绘制一个弧形

//  1.获取图形上下文
        let contextRef = UIGraphicsGetCurrentContext()

        //  2.添加弧度
        let center = CGPoint(x: 100, y: 100)    //  圆心坐标
　　　　 contextRef.moveTo(center)　　　　　　　　　//　　加上这句代码就可以绘制出一个扇形
        let radius : CGFloat = 50               //  半径
        let startAngle : CGFloat = 0            //  开始弧度制
        let endAngle : CGFloat = CGFloat(Double.pi/4) //  结束弧度制
        let clockwise = true                    //  是否逆时针
        contextRef?.addArc(center: center, radius: CGFloat(radius), startAngle: startAngle, endAngle: endAngle, clockwise: clockwise)

        //  3.设置填充色
        contextRef?.setFillColor(UIColor.red.cgColor)

        //  4.绘制
        contextRef?.drawPath(using: .fill)

　　

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渐变色填充

在上面的Demo中我们可以看到如何设置填充颜色，事实上很多时候纯色的填充并不能满足我们的足球，例如有的时候我们需要绘制一些图形可能需要设置一个漂亮的背景，如果UI MM不给切图的话，这个时候我们可能就会选择渐变填充的方式。

Quartz 2D的渐变方式分为两种：

a.线性渐变线：渐变色以直线方式从开始位置逐渐向结束位置渐变

b.径向渐变：以中心点为圆心从起始渐变色向四周辐射，直到终止渐变色。

要做渐变则必须先设置从开始位置到结束位置的渐变颜色，UI MM可定对于渐变色设置并不陌生，只需要在指定位置指定不同的颜色，剩下的事情交给系统处理就行。如下图，在起始位置，3/10位置，结束位置指定了三种颜色就形成了由三种颜色组成的渐变色。

另外，在iOS中绘制渐变还需要注意一点就是指定颜色空间，所谓颜色空间就是不同颜色在不同的维度上取值，最终组成一种颜色的过程。就拿RGB来说，如果将红色，绿色，蓝色看成是x、y、z轴坐标系，那么在三个坐标上分别取0-255范围内的不同值则可以组成各类颜色。当然，不同颜色空间的坐标系也是不同的，也就是说颜色表示的方式是不同的，常用的颜色空间除了RGB还有CMYK（印刷业常用这种颜色模式）、Gray.

在使用Quartz 2D绘图时我们的颜色除了使用常规的方法（如CGContextSetRGBFillColor(CGContextRef context, CGFloat red, CGFloat green, CGFloat blue, CGFloat alpha)方法）设置RGB和透明度之外，有时还会遇到颜色参数是一个数组情况。如使用颜色空间填充时用到的CGContextSetFillColor(CGContextRef context, const CGFloat *components)方法，这个时候components数组中具体是如何存储颜色就要根据颜色空间而定，如果颜色空间使用RGB，则数组中的元素四个为一组，分别是red、green、blue、alpha；如果使用的是CMYK颜色空间，那么数组中的元素五个为一组，分别是cyan、magenta、yellow、black、alpha。

下面，分别使用一下这两种渐变的方式：

1.线性渐变

override func draw(_ rect: CGRect) {

        //  获取上下文
        let contextRef = UIGraphicsGetCurrentContext()

        //  使用RGB颜色空间
        let colorSpace = CGColorSpaceCreateDeviceRGB()

        //  指定渐变色
        /*
         colorSpace : 颜色空间
         colorComponents : 颜色数组，由于指定了为RGB颜色空间，那么四个数组元素就表示一个颜色（red\green\blue\alpha），如果有三个颜色，那么这个数组中就要有 3 * 4 个元素。
         locations : 颜色所在的位置 0 - 1，这个数组的个数不小于颜色的个数
         count : 渐变的个数，等于locations的count
         */

        let colorComponents : [CGFloat] = [248.0/255.0,86.0/255.0,86.0/255.0,1,
                                           249.0/255.0,127.0/255.0,127.0/255.0,1,
                                           1.0,1.0,1.0,1.0]
        let locations : [CGFloat] = [0,0.3,1.0]

        let gradient = CGGradient(colorSpace: colorSpace, colorComponents: colorComponents, locations: locations, count: 3)

        //  绘制线性颜色渐变
        /*
        start : 起始坐标
        end : 结束坐标
         options ：绘制方式,kCGGradientDrawsBeforeStartLocation 开始位置之前就进行绘制，到结束位置之后不再绘制，
         kCGGradientDrawsAfterEndLocation开始位置之前不进行绘制，到结束点之后继续填充
        */
        contextRef?.drawLinearGradient(gradient!, start: CGPoint(x : 0, y : 20), end: CGPoint(x : 0, y : self.frame.size.height - 40), options: .drawsBeforeStartLocation)

    }

2.径向渐变

override func draw(_ rect: CGRect) {

        //  获取上下文
        let contextRef = UIGraphicsGetCurrentContext()

        //  使用RGB颜色空间
        let colorSpace = CGColorSpaceCreateDeviceRGB()

        //  指定渐变色
        /*
         colorSpace : 颜色空间
         colorComponents : 颜色数组，由于指定了为RGB颜色空间，那么四个数组元素就表示一个颜色（red\green\blue\alpha），如果有三个颜色，那么这个数组中就要有 3 * 4 个元素。
         locations : 颜色所在的位置 0 - 1，这个数组的个数不小于颜色的个数
         count : 渐变的个数，等于locations的count
         */

        let colorComponents : [CGFloat] = [248.0/255.0,86.0/255.0,86.0/255.0,1,
                                           249.0/255.0,127.0/255.0,127.0/255.0,1,
                                           1.0,1.0,1.0,1.0]
        let locations : [CGFloat] = [0,0.3,1.0]

        let gradient = CGGradient(colorSpace: colorSpace, colorComponents: colorComponents, locations: locations, count: 3)

        /*绘制径向渐变
         context:图形上下文
         gradient:渐变色
         startCenter:起始点位置
         startRadius:起始半径（通常为0，否则在此半径范围内容无任何填充）
         endCenter:终点位置（通常和起始点相同，否则会有偏移）
         endRadius:终点半径（也就是渐变的扩散长度）
         options:绘制方式,kCGGradientDrawsBeforeStartLocation 开始位置之前就进行绘制，但是到结束位置之后不再绘制，
         kCGGradientDrawsAfterEndLocation开始位置之前不进行绘制，但到结束点之后继续填充
         */
        let center = CGPoint(x: self.frame.size.width/2, y: self.frame.size.height/2)
        contextRef?.drawRadialGradient(gradient!, startCenter: center, startRadius: 0, endCenter: center, endRadius: 30, options: .drawsAfterEndLocation)

    }

　3.渐变填充

上面我们只是绘制渐变到图形上下文，实际开发中有时候我们还需要填充对应的渐变色，例如现在绘制了一个矩形，如何填充成渐变色呢？在此可以利用渐变裁切来完成（当然利用层CALayer更加方便），特别说明一下区域裁切并不仅仅适用于渐变填充，对于其他图形绘制仍然适用，并且注意裁切只能限于矩形裁切。

override func draw(_ rect: CGRect) {

        //  获取上下文
        let contextRef = UIGraphicsGetCurrentContext()

        //  使用RGB颜色空间
        let colorSpace = CGColorSpaceCreateDeviceRGB()

        //裁切还可以使用UIKit中对应的方法
        UIRectClip(CGRect(x: 0, y: 20, width: self.frame.size.width, height: self.frame.size.height - 40))

        //  指定渐变色
        /*
         colorSpace : 颜色空间
         colorComponents : 颜色数组，由于指定了为RGB颜色空间，那么四个数组元素就表示一个颜色（red\green\blue\alpha），如果有三个颜色，那么这个数组中就要有 3 * 4 个元素。
         locations : 颜色所在的位置 0 - 1，这个数组的个数不小于颜色的个数
         count : 渐变的个数，等于locations的count
         */

        let colorComponents : [CGFloat] = [248.0/255.0,86.0/255.0,86.0/255.0,1,
                                           249.0/255.0,127.0/255.0,127.0/255.0,1,
                                           1.0,1.0,1.0,1.0]
        let locations : [CGFloat] = [0,0.3,1.0]

        let gradient = CGGradient(colorSpace: colorSpace, colorComponents: colorComponents, locations: locations, count: 3)

        //  绘制线性颜色渐变
        /*
        start : 起始坐标
        end : 结束坐标
         options ：绘制方式,kCGGradientDrawsBeforeStartLocation 开始位置之前就进行绘制，到结束位置之后不再绘制，
         kCGGradientDrawsAfterEndLocation开始位置之前不进行绘制，到结束点之后继续填充
        */
        contextRef?.drawLinearGradient(gradient!, start: CGPoint(x : 0, y : 20), end: CGPoint(x : 0, y : self.frame.size.height - 40), options: .drawsBeforeStartLocation)

    }