Graphics Contexts
一个Graphics Context表示一个绘制目标(也能够理解为图形上下文)。它包括绘制系统用于完毕绘制指令的绘制參数和设备相关信息。Graphics Context定义了主要的绘制属性，如颜色、裁减区域、线条宽度和样式信息、字体信息、混合模式等。
通过使用Quartz提供的创建函数获得图形上下文或者使用Mac OS X框架或IOS的UIKit框架提供的更高级的函数来获取。Quartz提供了多种Graphics
Context的创建函数，包含bitmap和PDF，我们能够使用这些Graphics
Context创建自己定义的内容。
本章介绍了怎样为不同的绘制目标创建Graphics Context。在代码中，我们用CGContextRef这样的数据类型来表示一个Graphics
Context。
当获得一个
Graphics Context后，能够使用Quartz2D函数在上下文(context)中进行绘制、完毕操作(如平移)、改动图形状态參数(如线宽和填充颜色)等。Drawing to a View Graphics Context in iOS
在iOS应用程序中，假设要在屏幕上进行绘制，须要创建一个UIView对象。并实现它的drawRect:方法。视图的drawRect:方法在视图显示在屏幕上及它的内容须要更新时被调用。
在调用自己定义的
drawRect:后。视图对象自己主动配置画图环境以便代码能马上运行画图操作。作为配置的一部分，视图对象将为当前的画图环境创建一个
Graphics Context。我们能够通过调用UIGraphicsGetCurrentContext.函数来获取这个Graphics
Context。 UIKit默认的坐标系统与Quartz不同。在UIKit中。原点位于左上角，y轴正方向为向下。UIView通过将改动Quartz的Graphics
Context的CTM[原点平移到左下角，同一时候将y轴反转(y值乘以-1)]以使其与UIView匹配。
关于坐标系的很多其它信息：
Quartz 2D Coordinate Systems.也能够看我之前的文章。 UIView对象的详情能够看：View
Programming Guide for iOS.
Creating a Window Graphics Context in Mac OS X
在Mac OS X中绘制时，我们须要创建一个窗体Graphics
Context。Quartz2D API没有提供函数来获取窗体Graphics
Context。取而代之的是用Cocoa框架来获取一个窗体上下文。
我们能够在Cocoa应用程序的drawRect:中获取一个Quartz
Graphics Context，例如以下代码所看到的：
CGContextRef myContext = [[NSGraphicsContext currentContext] graphicsPort];
currentContext方法在当前线程中返回NSGraphicsContext实例。graphicsPort方法返回一个低级别、平台相关的Graphics
Context(Quartz Graphics Context)。
在获取到Graphics Context后，我们能够在Cocoa应用程序中调用不论什么Quartz2D的绘制函数。
我们相同能够将
Quartz2D与Cocoa绘制操作混合使用。如图2-1是一个在Cocoa视图中用Quartz2D绘制的实例。画图由两个长方形组成(一个不透明的红色长方形和半透明的蓝色长方形)。能够学习很多其它有关于透明度：Color and Color Spaces.Figure 2-1 A
view in the Cocoa framework that contains Quartz drawing
为了实现图2-1实例，须要先创建一个Cocoa应用程序。在Interface
Builder中，拖动一个Custom View到窗体中，并子类化。然后实现子类视图的，如代码清单2-1所看到的。视图的drawRect:包括了全部的Quartz绘制代码。
注：NSView的drawRect:方法在每次视图须要绘制时自己主动调用。
Listing
2-1 Drawing to a window graphics context
@implementation MyQuartzView
- (id)initWithFrame:(NSRect)frameRect
{
self = [super initWithFrame:frameRect];
return self;
}
- (void)drawRect:(NSRect)rect
{
CGContextRef myContext = [[NSGraphicsContext currentContext] graphicsPort]; //1
// ********** Your drawing code here ********** // 2
CGContextSetRGBFillColor (myContext, 1, 0, 0, 1);// 3
CGContextFillRect (myContext, CGRectMake (0, 0, 200, 100 ));// 4
CGContextSetRGBFillColor (myContext, 0, 0, 1, .5);// 5
CGContextFillRect (myContext, CGRectMake (0, 0, 100, 200));// 6
}
@end
代码解释：
1）为视图获取一个Graphics Context
2）插入画图代码的地方。下面四行是使用Quartz2D函数的样例
3）设置全然不透明的红色填充色。
2）插入画图代码的地方。下面四行是使用Quartz2D函数的样例
3）设置全然不透明的红色填充色。
4）填充一个长方形。其原点为(0,0),大小为(200,100)。很多其它学习有关于绘制矩形：see Paths.
5）设置半透明的蓝色填充色。
6）填充一个长方形，其原点为(0,0),大小为(100,200)
Creating a PDF Graphics Context
当创建一个PDF
Graphics Context并绘制时。Quartz将绘制操作记录为一系列的PDF绘制命令并写入文件里。
我们须要提供一个
PDF输出的位置及一个默认的media box(用于指定页面边界的长方形)。图2-2显示了在PDF Graphics Context中绘制及在preview打开PDF的结果。Figure 2-2 A
PDF created by using CGPDFContextCreateWithURL
Quartz2D API提供了两个函数来创建PDF
Graphics Context:
CGPDFContextCreateWithURL：当你须要用Core Foundation URL指定pdf输出的位置时使用该函数。代码清单2-2显示了该函数的用法(Listing
2-2具体使用解释)：
Listing 2-2 Calling CGPDFContextCreateWithURL to create a PDF graphics context
CGContextRef MyPDFContextCreate (const CGRect *inMediaBox,
CFStringRef path)
{
CGContextRef myOutContext = NULL;
CFURLRef url;
url = CFURLCreateWithFileSystemPath (NULL, // 1
path,
kCFURLPOSIXPathStyle,
false);
if (url != NULL) {
myOutContext = CGPDFContextCreateWithURL (url,// 2
inMediaBox,
NULL);
CFRelease(url);// 3
}
return myOutContext;// 4
}
CGPDFContextCreate：当须要将pdf输出发送给数据用户时使用该方法。代码清单2-3显示了该函数的用法：
Listing2-3Calling
CGPDFContextCreate to create a PDF graphics context
代码清单2-4显示是怎样调用MyPDFContextCreate程序及绘制操作。
Listing 2-4Drawing to a PDF graphics context
CGContextRef MyPDFContextCreate (const CGRect *inMediaBox, CFStringRef path)
{
CGContextRef myOutContext = NULL;
CFURLRef url;
CGDataConsumerRef dataConsumer;
url = CFURLCreateWithFileSystemPath (NULL, path, kCFURLPOSIXPathStyle, false);
if (url != NULL)
{
dataConsumer = CGDataConsumerCreateWithURL (url);
if (dataConsumer != NULL)
{
myOutContext = CGPDFContextCreate (dataConsumer, inMediaBox, NULL);
CGDataConsumerRelease (dataConsumer);
}
CFRelease(url);
}
return myOutContext;
}
Listing 2-4Drawing to a PDF graphics context
CGRect mediaBox;
mediaBox = CGRectMake (0, 0, myPageWidth, myPageHeight);
myPDFContext = MyPDFContextCreate (&mediaBox, CFSTR("test.pdf"));
CFStringRef myKeys[1];
CFTypeRef myValues[1];
myKeys[0] = kCGPDFContextMediaBox;
myValues[0] = (CFTypeRef) CFDataCreate(NULL,(const UInt8 *)&mediaBox, sizeof (CGRect));
CFDictionaryRef pageDictionary = CFDictionaryCreate(NULL, (const void **) myKeys,
(const void **) myValues, 1,
&kCFTypeDictionaryKeyCallBacks,
& kCFTypeDictionaryValueCallBacks);
CGPDFContextBeginPage(myPDFContext, &pageDictionary);
// ********** Your drawing code here **********
CGContextSetRGBFillColor (myPDFContext, 1, 0, 0, 1);
CGContextFillRect (myPDFContext, CGRectMake (0, 0, 200, 100 ));
CGContextSetRGBFillColor (myPDFContext, 0, 0, 1, .5);
CGContextFillRect (myPDFContext, CGRectMake (0, 0, 100, 200 ));
CGPDFContextEndPage(myPDFContext);
CFRelease(pageDictionary);
CFRelease(myValues[0]);
CGContextRelease(myPDFContext);我们能够将不论什么内容(图片，文本。绘制路径)绘制到pdf中。并能加入链接及加密。
Creating a Bitmap Graphics Context
一个位图Graphics Context接受一个指向内存缓存(包括位图存储空间)的指针，当我们绘制一个位图Graphics
Context时。该缓存被更新。
在释放
Graphics Context后，我们将得到一个我们指定像素格式的全新的位图。 注：位图Graphics Context有时用于后台绘制。再你决定使用位图Graphics Context进行后台绘制时，先看：Core
Graphics Layer Drawing 。由于CGLayer对象优化了后台绘制。Quartz在显卡上缓存了层。
iOS提示：iOS应用程序使用了
UIGraphicsBeginImageContextWithOptions 代替Quartz低层函数。假设使用Quartz创建一下后台bitmap，bitmap
Graphics Context使用的坐标系统是Quartz默认的坐标系统。而使用UIGraphicsBeginImageContextWithOptions创建图形上下文，UIKit将会对坐标系统使用与UIView对象的图形上下文一样的转换。这同意应用程序使用同样的绘制代码而不须要操心坐标系统问题。尽管我们的应用程序能够手动调整CTM达到同样的效果，但这样的做没有不论什么优点。我们使用CGBitmapContextCreate来创建位图Graphics
Context，该函数有例如以下參数：
data：一个指向内存目标的指针，该内存用于存储须要渲染的图形数据。内存块的大小至少须要(bytePerRow * height)字节。
width：指定位图的宽度，单位是像素(pixel)。
height：指定位图的高度，单位是像素(pixel)。
width：指定位图的宽度，单位是像素(pixel)。
height：指定位图的高度，单位是像素(pixel)。
bitsPerComponent：指定内存中一个像素的每一个组件使用的位数。比如，一个32位的像素格式和一个rgb颜色空间，我们能够指定每一个组件为8位。
bytesPerRow：指定位图每行的字节数。(当你创建位图上下文时，假设数据和bytesPerRow使用16-byte将获得最好的效果)。
colorspace：颜色空间用于位图上下文。在创建位图Graphics Context时。我们能够使用灰度(gray),
RGB, CMYK, NULL颜色空间。对于创建和使用颜色在Quartz, see Color
and Color Spaces。
对于颜色空间的使用
see Color Spaces and Bitmap Layout in the Bitmap Images and Image Masks chapter.bitmapInfo：位图的信息，这些信息用于指定位图是否须要包括alpha组件，像素中alpha组件的相对位置(假设有的话)。alpha组件是否是预乘的，及颜色组件是整型值还是浮点值。
代码清单2-5显示了怎样创建位图Graphics
Context。
当向位图
Graphics Context画图时，Quartz将画图记录到内存中指定的块中。Listing2-5
Creating a bitmap graphics context
CGContextRef MyCreateBitmapContext (int pixelsWide,
int pixelsHigh)
{
CGContextRef context = NULL;
CGColorSpaceRef colorSpace;
void * bitmapData;
int bitmapByteCount;
int bitmapBytesPerRow;
bitmapBytesPerRow = (pixelsWide * 4);// 1
bitmapByteCount = (bitmapBytesPerRow * pixelsHigh);
colorSpace = CGColorSpaceCreateWithName(kCGColorSpaceGenericRGB);// 2
bitmapData = calloc( bitmapByteCount );// 3
if (bitmapData == NULL)
{
fprintf (stderr, "Memory not allocated!");
returnNULL;
}
context = CGBitmapContextCreate (bitmapData,// 4
pixelsWide,
pixelsHigh,
8, // bits per component
bitmapBytesPerRow,
colorSpace,
kCGImageAlphaPremultipliedLast);
if (context== NULL)
{
free (bitmapData);// 5
fprintf (stderr, "Context not created!");
returnNULL;
}
CGColorSpaceRelease( colorSpace );// 6
return context;// 7
}详细解释：1):声明一个变量代表每行的字节数，每个像素在位图中是代表4个字节，红、绿、蓝、和透明度是8个字节。
2):创建一个通用RGB的颜色空间，你也能够创建 CMYK color space。
3):调用alloc函数创建并开辟一个block的内存来存储位图数据。这个样例创建了一个32位的RGBA bitmap。
在
Mac OS X10.6和iOS4之后这个步骤可以被省略，假设使用NULL作为位图数据，Quartz会自己主动为位图创建空间。4):创建位图图像上下文，提高所须要的參数。
5):假设上下文因为某些原因没有被创建。释放创建的内存。
6):释放颜色空间
7):返回位图上下文。当上下文不在须要的时候记得释放。
代码清单2-6显示了调用MyCreateBitmapContext 创建一个位图Graphics Context。使用位图Graphics Context来创建CGImage对象，然后将图片绘制到窗体Graphics Context中。
绘制结果如图2-3所看到的：
Listing2-6
Drawing to a bitmap graphics context
CGRect myBoundingBox;// 1 myBoundingBox = CGRectMake (0, 0, myWidth, myHeight);// 2 myBitmapContext = MyCreateBitmapContext (400, 300);// 3 // ********** Your drawing code here ********** // 4 CGContextSetRGBFillColor (myBitmapContext, 1, 0, 0, 1); CGContextFillRect (myBitmapContext, CGRectMake (0, 0, 200, 100 )); CGContextSetRGBFillColor (myBitmapContext, 0, 0, 1, .5); CGContextFillRect (myBitmapContext, CGRectMake (0, 0, 100, 200 )); myImage = CGBitmapContextCreateImage (myBitmapContext);// 5 CGContextDrawImage(myContext, myBoundingBox, myImage);// 6 char *bitmapData = CGBitmapContextGetData(myBitmapContext); // 7 CGContextRelease (myBitmapContext);// 8 if (bitmapData) free(bitmapData); // 9 CGImageRelease(myImage);
Figure 2-3 An
image created from a bitmap graphics context and drawn to a window graphics context
Supported Pixel Formats 支持的像素格式
表2-1总结了位图Graphics
Context支持的像素格式，相关的颜色空间及像素格式支持的Mac OS X最早版本号。像素格式用bpp(每像素的位数)和bpc(每一个组件的位数)来表示。表格同一时候也包括与像素格式相关的位图信息常量.
|
CS |
Pixel format and bitmap information constant |
Availability |
|---|---|---|
|
Null |
8 bpp, 8 bpc, |
Mac OS X, iOS |
|
Gray |
8 bpp, 8 bpc, |
Mac OS X, iOS |
|
Gray |
8 bpp, 8 bpc, |
Mac OS X, iOS |
|
Gray |
16 bpp, 16 bpc, |
Mac OS X |
|
Gray |
32 bpp, 32 bpc, |
Mac OS X |
|
RGB |
16 bpp, 5 bpc, |
Mac OS X, iOS |
|
RGB |
32 bpp, 8 bpc, |
Mac OS X, iOS |
|
RGB |
32 bpp, 8 bpc, |
Mac OS X, iOS |
|
RGB |
32 bpp, 8 bpc, |
Mac OS X, iOS |
|
RGB |
32 bpp, 8 bpc, |
Mac OS X, iOS |
|
RGB |
64 bpp, 16 bpc, |
Mac OS X |
|
RGB |
64 bpp, 16 bpc, |
Mac OS X |
|
RGB |
128 bpp, 32 bpc, |
Mac OS X |
|
RGB |
128 bpp, 32 bpc, |
Mac OS X |
|
CMYK |
32 bpp, 8 bpc, |
Mac OS X |
|
CMYK |
64 bpp, 16 bpc, |
Mac OS X |
|
CMYK |
128 bpp, 32 bpc, |
Mac OS X |
Anti-Aliasing 反锯齿
位图Graphics Context支持反锯齿，这一操作是人为的较正在位图中绘制文本或形状时产生的锯齿边缘。当位图的分辩率明显低于人眼的分辩率时就会产生锯齿。为了使位图中的对象显得平滑，Quartz使用不同的颜色来填充形状周边的像素。通过这样的方式来混合颜色，使形状看起来更平滑。
能够调用函数CGContextSetAllowsAntialiasing来控制一个特定Graphics Context是否支持反锯齿；false表示不支持。
如图
2-4显示的效果。我们能够通过调用CGContextSetShouldAntialias来关闭位图Graphics Context的反锯齿效果。反锯齿设置是图形状态的一部分。
能够调用函数CGContextSetAllowsAntialiasing来控制一个特定Graphics Context是否支持反锯齿；false表示不支持。
该设置不是图形状态的一部分。当上下文及图形状态设置为
true时，Quartz运行反锯齿。Figure 2-4 A comparison and anti-aliasing drawing
Obtaining a Graphics Context for Printing
Mac OS X中的Cocoa应用程序通过自己定义的NSView子类来实现打印。
一个视图通过调用
print:方法来进行打印。然后视图以打印机为目标创建一个Graphics Context，并调用drawRect:方法。应用程序使用与在屏幕进行绘制相同的绘制代码。我们相同能够自己定义
drawRect:方法将图形绘制到打印机。