什麼是Quartz2D

• Quartz2D是⼀個二維繪圖引擎,同時支援iOS和Mac系統
  Quartz2D的API是純C語⾔言的Quartz2D的API來自於Core Graphics框架
  Quartz2D的資料型別和函式基本都以CG作為字首，例如下面2個型別：
  1.CGContextRef
  2.CGPathRef

Quartz2D的path

Points

void CGContextMoveToPoint (
CGContextRef c,
CGFloat x,
CGFloat y
);
指定一個點成為current point
Quartz會跟蹤current point一般執行完一個相關函式後，current point都會相應的改變.

---

Lines

相關的幾個函式
void CGContextAddLineToPoint (
CGContextRef c,
CGFloat x,
CGFloat y
);
建立一條直線，從current point到 (x,y)
然後current point會變成(x,y)
void CGContextAddLines (
CGContextRef c,
const CGPoint points[],
size_t count
);
建立多條直線，比如points有兩個點，那麼會畫兩條直線 從current point到 (x1,y1),
然後是(x1,y1)到(x2,y2)
然後current point會變成points中的最後一個點

---

Arcs

兩種方法建立弧度

• 第一種
  void CGContextAddArc (
  CGContextRef c,
  CGFloat x, //圓心的x座標
  CGFloat y, //圓心的x座標
  CGFloat radius, //圓的半徑
  CGFloat startAngle, //開始弧度
  CGFloat endAngle, //結束弧度
  int clockwise //0表示順時針，1表示逆時針
  );
  假如想建立一個完整的圓圈，那麼 開始弧度就是0 結束弧度是 2pi， 因為圓周長是 2pir.
  最後，函式執行完後，current point就被重置為(x,y).
  還有一點要注意的是，假如當前path已經存在一個subpath，那麼這個函式執行的另外一個效果是
  會有一條直線，從current point到弧的起點

• 第二種
  void CGContextAddArcToPoint (
  CGContextRef c,
  CGFloat x1, //端點1的x座標
  CGFloat y1, //端點1的y座標
  CGFloat x2, //端點2的x座標
  CGFloat y2, //端點2的y座標
  CGFloat radius //半徑
  );
  原理：首先畫兩條線，這兩條線分別是 current point to (x1,y1) 和(x1,y1) to (x2,y2).
  這樣就是出現一個以(x1,y1)為頂點的兩條射線，
  然後定義半徑長度，這個半徑是垂直於兩條射線的，這樣就能決定一個圓了，更好的理解看下圖，不過個人認為下圖所標的 tangent point 1的位置是錯誤的。
  最後，函式執行完後，current point就被重置為(x2,y2).
  還有一點要注意的是，假如當前path已經存在一個subpath，那麼這個函式執行的另外一個效果是
  會有一條直線，從current point到(x1,y1)

Curves

畫曲線，一般是一條直線，然後定義幾個控制點，使直線變彎曲。

• 三次曲線函式
  void CGContextAddCurveToPoint (
  CGContextRef c,
  CGFloat cp1x, //控制點1 x座標
  CGFloat cp1y, //控制點1 y座標
  CGFloat cp2x, //控制點2 x座標
  CGFloat cp2y, //控制點2 y座標
  CGFloat x, //直線的終點 x座標
  CGFloat y //直線的終點 y座標
  );
  假如第二個控制點（cp2x，cp2y）比（cp1x,cp1y） 更接近current point，那麼會形成一個封閉的曲線

• 二次曲線函式
  void CGContextAddQuadCurveToPoint (
  CGContextRef c,
  CGFloat cpx, //控制點 x座標
  CGFloat cpy, //控制點 y座標
  CGFloat x, //直線的終點 x座標
  CGFloat y //直線的終點 y座標
  );
  執行完函式貌似current point不會變化，沒有具體測試過

Ellipses橢圓

void CGContextAddEllipseInRect (
CGContextRef context,
CGRect rect //一矩形
);
如果矩形是一個正方形，那麼畫出來就是一個圓

---

Rectangles矩形

void CGContextAddRect (
CGContextRef c,
CGRect rect
);

Quartz2D畫圖練習

• 畫線

- (void)drawRect:(CGRect)rect
{

    // 1.獲得圖形上下文
    CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext();
    
    // 2.拼接圖形(路徑)
    // 設定線段寬度
    CGContextSetLineWidth(ctx, 10);
    
    // 設定線段頭尾部的樣式
    CGContextSetLineCap(ctx, kCGLineCapRound);
    
    // 設定線段轉折點的樣式
    CGContextSetLineJoin(ctx, kCGLineJoinRound);
    
    /**  第1根線段  **/
    // 設定顏色
    CGContextSetRGBStrokeColor(ctx, 1, 0, 0, 1);
    // 設定一個起點
    CGContextMoveToPoint(ctx, 10, 10);
    // 新增一條線段到(100, 100)
    CGContextAddLineToPoint(ctx, 100, 100);
    
    // 渲染一次
    CGContextStrokePath(ctx);
    
    
    /**  第2根線段  **/
    // 設定顏色
    CGContextSetRGBStrokeColor(ctx, 0, 0, 1, 1);
    // 設定一個起點
    CGContextMoveToPoint(ctx, 200, 190);
    // 新增一條線段到(150, 40)
    CGContextAddLineToPoint(ctx, 150, 40);
    CGContextAddLineToPoint(ctx, 120, 60);
    
    
    // 3.渲染顯示到view上面
    CGContextStrokePath(ctx);
}

• 矩形

// 1.獲得上下文
    CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext();
    
    // 2.畫矩形
    CGContextAddRect(ctx, CGRectMake(10, 10, 150, 50));
    
    // set : 同時設定為實心和空心顏色
    // setStroke : 設定空心顏色
    // setFill : 設定實心顏色
    [[UIColor greenColor] set];
    
//    CGContextSetRGBFillColor(ctx, 0, 0, 1, 1);
    
    // 3.繪製圖形
    CGContextFillPath(ctx);

• 三角形

 // 1.獲得上下文
    CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext();
    
    // 2.畫三角形
    CGContextMoveToPoint(ctx, 0, 0);
    CGContextAddLineToPoint(ctx, 100, 100);
    CGContextAddLineToPoint(ctx, 150, 80);
    // 關閉路徑(連線起點和最後一個點)
    CGContextClosePath(ctx);
    
    //
    CGContextSetRGBStrokeColor(ctx, 0, 1, 0, 1);
    
    // 3.繪製圖形
    CGContextStrokePath(ctx);

• 畫圓

// 1.獲得上下文
    CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext();
    
    // 2.畫1/4圓
    CGContextMoveToPoint(ctx, 100, 100);
    CGContextAddLineToPoint(ctx, 100, 150);
    CGContextAddArc(ctx, 100, 100, 50, -M_PI_2, M_PI, 1);
    CGContextClosePath(ctx);
    
    [[UIColor redColor] set];
    
    // 3.顯示所繪製的東西
    CGContextFillPath(ctx);

• 圓弧

// 1.獲得上下文
    CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext();
    
    // 2.畫圓弧
    // x\y : 圓心
    // radius : 半徑
    // startAngle : 開始角度
    // endAngle : 結束角度
    // clockwise : 圓弧的伸展方向(0:順時針, 1:逆時針)
    CGContextAddArc(ctx, 100, 10, 50, M_PI_2, M_PI, 0);
    
    [[UIColor redColor] set];
    
    // 3.顯示所繪製的東西
    CGContextFillPath(ctx);

• 圓

   // 1.獲得上下文
    CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext();
    
    // 2.畫圓
    CGContextAddEllipseInRect(ctx, CGRectMake(50, 10, 100, 100));
    
    CGContextSetLineWidth(ctx, 10);
    
    [[UIColor greenColor] set];
    
    // 3.顯示所繪製的東西
    CGContextStrokePath(ctx);

• 畫文字和圖片

// 1.取得圖片
   UIImage *image = [UIImage imageNamed:@"me"];
   
   // 2.畫
//    [image drawAtPoint:CGPointMake(50, 50)];
//    [image drawInRect:CGRectMake(0, 0, 150, 150)];
   [image drawAsPatternInRect:CGRectMake(0, 0, 200, 200)];
   
   // 3.畫文字
   NSString *str = @"為xxx所畫";
   [str drawInRect:CGRectMake(0, 0, 100, 30) withAttributes:nil];

• 畫文字

// 1.獲得上下文
   CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext();
   // 2.畫矩形
   CGRect cubeRect = CGRectMake(50, 50, 100, 100);
   CGContextAddRect(ctx, cubeRect);
   // 3.顯示所繪製的東西
   CGContextFillPath(ctx);
   // 4.畫文字
   NSString *str = @"你好";
   //    [str drawAtPoint:CGPointZero withAttributes:nil];
   
   NSMutableDictionary *attrs = [NSMutableDictionary dictionary];
   // NSForegroundColorAttributeName : 文字顏色
   // NSFontAttributeName : 字型
   attrs[NSForegroundColorAttributeName] = [UIColor redColor];
   attrs[NSFontAttributeName] = [UIFont systemFontOfSize:50];
   [str drawInRect:cubeRect withAttributes:attrs];

• 圖形上下文棧

 // 1.獲得上下文
    CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext();
    
    // 將ctx拷貝一份放到棧中
    CGContextSaveGState(ctx);
    
    // 設定繪圖狀態
    CGContextSetLineWidth(ctx, 10);
    [[UIColor redColor] set];
    CGContextSetLineCap(ctx, kCGLineCapRound);
    
    // 第1根線
    CGContextMoveToPoint(ctx, 50, 50);
    CGContextAddLineToPoint(ctx, 120, 190);
    
    CGContextStrokePath(ctx);
    
    // 將棧頂的上下文出棧,替換當前的上下文
    CGContextRestoreGState(ctx);
    
    
    // 第2根線
    CGContextMoveToPoint(ctx, 10, 70);
    CGContextAddLineToPoint(ctx, 220, 290);
    
    CGContextStrokePath(ctx);
//    CGContextDrawPath(ctx, kCGPathStroke);

• 矩陣操作

 CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext();
    
    
    CGContextSaveGState(ctx);
    
    CGContextRotateCTM(ctx, M_PI_4 * 0.3);
    CGContextScaleCTM(ctx, 0.5, 0.5);
    CGContextTranslateCTM(ctx, 0, 150);
    
    CGContextAddRect(ctx, CGRectMake(10, 10, 50, 50));
    
    CGContextStrokePath(ctx);
    
    CGContextRestoreGState(ctx);
    
    CGContextAddEllipseInRect(ctx, CGRectMake(100, 100, 100, 100));
    CGContextMoveToPoint(ctx, 100, 100);
    CGContextAddLineToPoint(ctx, 200, 250);
    
    CGContextStrokePath(ctx);

• 裁剪

 CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext();
    
    CGContextSaveGState(ctx);
    
    // 0.畫圓
    CGContextAddEllipseInRect(ctx, CGRectMake(100, 100, 100, 100));
    [[UIColor redColor] set];
    // 裁剪
    CGContextClip(ctx);
    CGContextFillPath(ctx);
    
    // 1.顯示圖片
    UIImage *image = [UIImage imageNamed:@"1"];
    [image drawAtPoint:CGPointMake(100, 100)];
    
    CGContextRestoreGState(ctx);
    
    CGContextAddRect(ctx, CGRectMake(0, 0, 50, 50));
    [[UIColor yellowColor] set];
    CGContextFillPath(ctx);

• 提示：- (void)drawRect:(CGRect)rect預設只會在view第一次顯示的時候呼叫(只能由系統自動呼叫, 不能手動呼叫)，如果要重新繪製呼叫 setNeedsDisplay方法。

• 定時器快速呼叫setNeedsDisplay，如果是一秒呼叫一次可以用NSTimer，如果0.1秒呼叫一次，要用CADisplayLink。每秒重新整理60次。

 CADisplayLink *link = [CADisplayLink displayLinkWithTarget:self selector:@selector(setNeedsDisplay)];
    [link addToRunLoop:[NSRunLoop mainRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode];

• CGMutablePathRef 的使用。

CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext();
    
    // 1.先建立一個路徑
    CGMutablePathRef linePath = CGPathCreateMutable();
    
    // 2.拼接路徑
    CGPathMoveToPoint(linePath, NULL, 0, 0);
    CGPathAddLineToPoint(linePath, NULL, 100, 100);
    
    // 3.新增路徑到上下文
    CGContextAddPath(ctx, linePath);
    
    CGMutablePathRef circlePath = CGPathCreateMutable();
    CGPathAddArc(circlePath, NULL, 150, 150, 50, 0, M_PI * 2, 0);
    CGContextAddPath(ctx, circlePath);
    
    // 4.渲染
    CGContextStrokePath(ctx);
    
    
    CGPathRelease(linePath);
    CGPathRelease(circlePath);

• 水印

+ (instancetype)waterImageWithBg:(NSString *)bg logo:(NSString *)logo
{
    UIImage *bgImage = [UIImage imageNamed:bg];
    // 上小文 : 基於點陣圖(bitmap) ,  所有的東西需要繪製到一張新的圖片上去
    
    // 1.建立一個基於點陣圖的上下文(開啟一個基於點陣圖的上下文)
    // size : 新圖片的尺寸
    // opaque : YES : 不透明,  NO : 透明
    // 這行程式碼過後.就相當於常見一張新的bitmap,也就是新的UIImage物件
    // 1.建立一個基於點陣圖的上下文(開啟一個基於點陣圖的上下文)
    UIGraphicsBeginImageContextWithOptions(bgImage.size, NO, 0.0);
    
    // 2.畫背景
    [bgImage drawInRect:CGRectMake(0, 0, bgImage.size.width, bgImage.size.height)];
    
    // 3.畫右下角的水印
    UIImage *waterImage = [UIImage imageNamed:logo];
    CGFloat scale = 0.2;
    CGFloat margin = 5;
    CGFloat waterW = waterImage.size.width * scale;
    CGFloat waterH = waterImage.size.height * scale;
    CGFloat waterX = bgImage.size.width - waterW - margin;
    CGFloat waterY = bgImage.size.height - waterH - margin;
    [waterImage drawInRect:CGRectMake(waterX, waterY, waterW, waterH)];
    
    // 4.從上下文中取得製作完畢的UIImage物件
    UIImage *newImage = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();
    
    // 5.結束上下文
    UIGraphicsEndImageContext();
    
    return newImage;
}

• 圖片裁剪

+ (instancetype)circleImageWithName:(NSString *)name borderWidth:(CGFloat)borderWidth borderColor:(UIColor *)borderColor
{
    // 1.載入原圖
    UIImage *oldImage = [UIImage imageNamed:name];
    
    // 2.開啟上下文
    CGFloat imageW = oldImage.size.width + 2 * borderWidth;
    CGFloat imageH = oldImage.size.height + 2 * borderWidth;
    CGSize imageSize = CGSizeMake(imageW, imageH);
    UIGraphicsBeginImageContextWithOptions(imageSize, NO, 0.0);
    
    // 3.取得當前的上下文
    CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext();
    
    // 4.畫邊框(大圓)
    [borderColor set];
    CGFloat bigRadius = imageW * 0.5; // 大圓半徑
    CGFloat centerX = bigRadius; // 圓心
    CGFloat centerY = bigRadius;
    CGContextAddArc(ctx, centerX, centerY, bigRadius, 0, M_PI * 2, 0);
    CGContextFillPath(ctx); // 畫圓
    
    // 5.小圓
    CGFloat smallRadius = bigRadius - borderWidth;
    CGContextAddArc(ctx, centerX, centerY, smallRadius, 0, M_PI * 2, 0);
    // 裁剪(後面畫的東西才會受裁剪的影響)
    CGContextClip(ctx);
    
    // 6.畫圖
    [oldImage drawInRect:CGRectMake(borderWidth, borderWidth, oldImage.size.width, oldImage.size.height)];
    
    // 7.取圖
    UIImage *newImage = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();
    
    // 8.結束上下文
    UIGraphicsEndImageContext();
    
    return newImage;
}

• 螢幕截圖

+ (instancetype)captureWithView:(UIView *)view
{
    // 1.開啟上下文
    UIGraphicsBeginImageContextWithOptions(view.frame.size, NO, 0.0);
    
    // 2.將控制器view的layer渲染到上下文
    [view.layer renderInContext:UIGraphicsGetCurrentContext()];
    
    // 3.取出圖片
    UIImage *newImage = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();
    
    // 4.結束上下文
    UIGraphicsEndImageContext();
    
    return newImage;
}

• 條紋背景

 // 1.建立一行背景圖片
    CGFloat rowW = self.view.frame.size.width;
//    CGFloat rowH = 40;
    CGFloat rowH = 30;
    UIGraphicsBeginImageContextWithOptions(CGSizeMake(rowW, rowH), NO, 0.0);
    
    CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext();
    // 畫矩形框
    [[UIColor redColor] set];
    CGContextAddRect(ctx, CGRectMake(0, 0, rowW, rowH));
    CGContextFillPath(ctx);
    
    // 2.畫線
    [[UIColor greenColor] set];
    CGFloat lineWidth = 2;
    CGContextSetLineWidth(ctx, lineWidth);
    CGFloat dividerX = 0;
    CGFloat dividerY = rowH - lineWidth;
    CGContextMoveToPoint(ctx, dividerX, dividerY);
    CGContextAddLineToPoint(ctx, rowW - dividerX, dividerY);
    CGContextStrokePath(ctx);
    
    // 3.取圖
    UIImage *newImage = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();
    
    // 4.結束上下文
    UIGraphicsEndImageContext();
    
    // 5.設定為背景
    self.textView.backgroundColor = [UIColor colorWithPatternImage:newImage];