iOS核心动画高级技巧--(二)寄宿图

这一章节我们将来探索 CALayer的寄宿图(即图层中包含的图)。

contents属性

CALayer有一个属性叫做 contents ,这个属性的类型被定义为id,意味着它可以 是任何类型的对象。在这种情况下,你可以给属性赋任何值,你的app仍然能够编译通过。但是,在实践中,如果你给赋的不是CGImage, 那么你得到的图层将是空白的。

contents这个奇怪的表现是由Mac OS的历史原因造成的。它之所以被定义为id 类型,是因为在Mac OS系统上,这个属性对CGImageNSImage类型的值都起作 用。如果你试图在iOS平台上UIImage的值赋给它,只能得到一个空白的图层。 一些初识Core Animation的iOS开发者可能会对这个感到困惑。

头疼的不仅仅是我们刚才提到的这个问题。事实上,你真正要赋值的类型应该是CGImageRef,它是一个指向CGImage结构的指针。UIImage有一个CGImage属 性,它返回一个"CGImageRef",如果你想把这个值直接赋值给CALayercontents ,那你将会得到一个编译错误。因为CGImageRef并不是一个真正的 Cocoa对象,而是一个Core Foundation类型。

尽管Core Foundation类型跟Cocoa对象在运行时貌似很像(被称作toll-free bridging),他们并不是类型兼容的,不过你可以通过bridged关键字转换。如果要 给图层的寄宿图赋值,你可以按照以下这个方法:

 layer.contents = (__bridge id)image.CGImage;

如果你没有使用ARC(自动引用计数),你就不需要__bridge这部分。但是,你干 嘛不用ARC?!
那么我们就直接把UIView的宿主图层的 contents 属性设置成图片。

- (void)viewDidLoad{
  [super viewDidLoad]; //load an image
  UIImage *image = [UIImage imageNamed:@"Snowman.png"];
  //add it directly to our view's layer
  self.layerView.layer.contents = (__bridge id)image.CGImage;
}

我们用这些简单的代码做了一件很有趣的事情:我们利用CALayer在一个普通的 UIView中显示了一张图片。这不是一个UIImageView,它不是我们通常用来展示图片的方法。通过直接操作图层,我们使用了一些新的函数,使得UIView更加有趣 了。

contentGravity

为了适应这个视图,它有一点点被拉伸了。在使用UIImageView的时候遇到过同样的问题,解决方法就是把 contentMode属性设置成更合适的 值,像这样:

 imageView.contentMode = UIViewContentModeScaleAspectFit;

不过UIView大多数视觉相关的属性比如contentMode ,对这些属性的操作其实是对对应图层的操作。
CALayercontentMode 对应的属性叫做 contentsGravity ,但是它是一个 NSString类型,而不是像对应的UIKit部分,那里面的值是枚
举。 contentsGravity 可选的常量值有以下一些:

  • kCAGravityCenter
  • kCAGravityTop
  • kCAGravityBottom
  • kCAGravityLeft
  • kCAGravityRight
  • kCAGravityTopLeft
  • kCAGravityTopRight
  • kCAGravityBottomLeft
  • kCAGravityBottomRight
  • kCAGravityResize
  • kCAGravityResizeAspect
  • kCAGravityResizeAspectFill

cotentMode 一样, contentsGravity 的目的是为了决定内容在图层的边界中怎么对齐,我们将使用kCAGravityResizeAspect,它的效果等同于 UIViewContentModeScaleAspectFit, 同时它还能在图层中等比例拉伸以适应图层 的边界。

 self.layerView.layer.contentsGravity = kCAGravityResizeAspect;
contentsScale

contentsScale 属性定义了寄宿图的像素尺寸和视图大小的比例,默认情况下它 是一个值为1.0的浮点数。

contentsScale 的目的并不是那么明显。它并不是总会对屏幕上的寄宿图有影 响。如果你尝试对我们的例子设置不同的值,你就会发现根本没任何影响。因为 contents由于设置了contentsGravity属性,所以它已经被拉伸以适应图层的边界。
如果你只是单纯地想放大图层的 图片,你可以通过使用图层的transformaffineTransform 属性来达到这个目的,这(指放大)也不是 contengsScale的目的所在.

contentsScale 属性其实属于支持高分辨率(又称Hi-DPIRetina)屏幕机制的 一部分。它用来判断在绘制图层的时候应该为寄宿图创建的空间大小,和需要显示的图片的拉伸度(假设并没有设置contentsGravity属性)。UIView有一个类似 功能但是非常少用到的contentScaleFactor属性。

如果 contentsScale 设置为1.0,将会以每个点1个像素绘制图片,如果设置为 2.0,则会以每个点2个像素绘制图片,这就是我们熟知的Retina屏幕。(如果你对像素和点的概念不是很清楚的话,这个章节的后面部分将会对此做出解释)。

这并不会对我们在使用kCAGravityResizeAspect时产生任何影响,因为它就是拉伸 图片以适应图层而已,根本不会考虑到分辨率问题。但是如果我们把 contentsGravity 设置为kCAGravityCenter(这个值并不会拉伸图片),那将会有很明显的变化.

- (void)viewDidLoad{
  [super viewDidLoad]; //load an image
  self.layerView.layer.contentsGravity = kCAGravityCenter;
  //set the contentsScale to match image
  self.layerView.layer.contentsScale = image.scale;
}

当用代码的方式来处理寄宿图的时候,一定要记住要手动的设置图层的 contentsScale 属性,否则,你的图片在Retina设备上就显示得不正确啦。代 码如下:

 layer.contentsScale = [UIScreen mainScreen].scale;
maskToBounds

默认情况下,UIView仍然会绘制超过边界的内容或是子视 图,在CALayer下也是这样的。
UIView有一个叫做clipsToBounds 的属性可以用来决定是否显示超出边界的内容,CALayer对应的属性叫做masksToBounds ,把它设置为YES

contentsRect

CALayercontentsRect 属性允许我们在图层边框里显示寄宿图的一个子域。这涉及到图片是如何显示和拉伸的,所以要比 contentsGravity灵活多了
boundsframe不同, contentsRect 不是按点来计算的,它使用了单位坐标,单位坐标指定在0到1之间,是一个相对值(像素和点就是绝对值)。所以他们是相对与寄宿图的尺寸的。iOS使用了以下的坐标系统:

  • 点 —— 在iOSMac OS中最常见的坐标体系。点就像是虚拟的像素,也被称作逻辑像素。在标准设备上,一个点就是一个像素,但是在Retina设备上,一 个点等于2*2个像素。iOS用点作为屏幕的坐标测算体系就是为了在Retina设备和普通设备上能有一致的视觉效果。

  • 像素 —— 物理像素坐标并不会用来屏幕布局,但是仍然与图片有相对关系。 UIImage是一个屏幕分辨率解决方案,所以指定点来度量大小。但是一些底层的图片表示如CGImage就会使用像素,所以你要清楚在Retina设备和普通设备上,他们表现出来了不同的大小。

  • 单位 —— 对于与图片大小或是图层边界相关的显示,单位坐标是一个方便的度量方式,当大小改变的时候,也不需要再次调整。单位坐标在OpenGL这种纹理坐标系统中用得很多,Core Animation中也用到了单位坐标。

默认的 contentsRect{0, 0, 1, 1},这意味着整个寄宿图默认都是可见的,如果 我们指定一个小一点的矩形{0, 0, 0.5, 0.5},图片就会被裁剪。

事实上给contentsRect 设置一个负数的原点或是大于{1, 1}的尺寸也是可以的。这种情况下,最外面的像素会被拉伸以填充剩下的区域。

contentsRectapp中最有趣的地方在于一个叫做image sprites(图片拼合)的 用法。如果你有游戏编程的经验,那么你一定对图片拼合的概念很熟悉,图片能够在屏幕上独立地变更位置。抛开游戏编程不谈,这个技术常用来指代载入拼合的图 片,跟移动图片一点关系也没有。

典型地,图片拼合后可以打包整合到一张大图上一次性载入。相比多次载入不同的图片,这样做能够带来很多方面的好处:内存使用,载入时间,渲染性能等等

2D游戏引擎入Cocos2D使用了拼合技术,它使用OpenGL来显示图片。不过我们可以使用拼合在一个普通的UIKit应用中,对!就是使用contentsRect

contentsCenter

我们介绍的最后一个和内容有关的属性是 contentsCenter ,看名字你可能 会以为它可能跟图片的位置有关,不过这名字着实误导了你。 contentsCenter 其实是一个CGRect,它定义了一个固定的边框和一个在图层上可拉伸的区域。 改变 contentsCenter 的值并不会影响到寄宿图的显示,除非这个图层的大小改变了,你才看得到效果。

默认情况下, contentsCenter 是{0, 0, 1, 1},这意味着如果大小(由'contentsGravity' 决定)改变了,那么寄宿图将会均匀地拉伸开。但是如果我们增加原点的值并减小尺寸。我们会在图片的周围创造一个边框。如图展示了 contentsCenter设置为{0.25, 0.25, 0.5, 0.5}的效果。

contentsCenter 的例子.png

这意味着我们可以随意重设尺寸,边框仍然会是连续的。他工作起来的效果和 UIImage里的-resizableImageWithCapInsets: 方法效果非常类似,只是它可以运用到任何寄宿图,甚至包括在Core Graphics运行时绘制的图形。

Custom Drawing

contentsCGImage的值不是唯一的设置寄宿图的方法。我们也可以直接 用Core Graphics直接绘制寄宿图。能够通过继承UIView并实现 -drawRect:方法 来自定义绘制。

-drawRect:方法没有默认的实现,因为对UIView来说,寄宿图并不是必须 的,它不在意那到底是单调的颜色还是有一个图片的实例。如果UIView检测到 - drawRect:方法被调用了,它就会为视图分配一个寄宿图,这个寄宿图的像素尺寸等于视图大小乘以 contentsScale的值。

如果你不需要寄宿图,那就不要创建这个方法了,这会造成CPU资源和内存的浪费,这也是为什么苹果建议:如果没有自定义绘制的任务就不要在子类中写一个空 的-drawRect:方法。

当视图在屏幕上出现的时候-drawRect:方法就会被自动调用。 - drawRect:方法里面的代码利用Core Graphics去绘制一个寄宿图,然后内容就会被缓存起来直到它需要被更新(通常是因为开发者调用了-setNeedsDisplay 方 法,尽管影响到表现效果的属性值被更改时,一些视图类型会被自动重绘,如 bounds 属性)。虽然-drawRect:方法是一个UIView方法,事实上都是底层 的CALayer安排了重绘工作和保存了因此产生的图片。

CALayer有一个可选的 delegate 属性,实现了 CALayerDelegate 协议,当CALayer需要一个内容特定的信息时,就会从协议中请求。CALayerDelegate是一 个非正式协议,其实就是说没有CALayerDelegate @protocol可以让你在类里面引 用啦。你只需要调用你想调用的方法,CALayer会帮你做剩下的。( delegate 属性被声明为id类型,所有的代理方法都是可选的)。
当需要被重绘时,CALayer会请求它的代理给他一个寄宿图来显示。它通过调用 下面这个方法做到的:

 - (void)displayLayer:(CALayerCALayer *)layer;

趁着这个机会,如果代理想直接设置contents属性的话,它就可以这么做,不然没有别的方法可以调用了。如果代理不实现 -displayLayer:方法,CALayer就会转而尝试调用下面这个方法:

 - (void)drawLayer:(CALayer *)layer inContext:(CGContextRef)ctx;

在调用这个方法之前,CALayer创建了一个合适尺寸的空寄宿图(尺寸由 boundscontentsScale决定)和一个Core Graphics的绘制上下文环境, 为绘制寄宿图做准备,他作为ctx参数传入。

@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad
{
[super viewDidLoad];  
  //create sublayer
  CALayer *blueLayer = [CALayer layer];
  blueLayer.frame = CGRectMake(50.0f, 50.0f, 100.0f, 100.0f);
  blueLayer.backgroundColor = [UIColor blueColor].CGColor;
  //set controller as layer delegate
  blueLayer.delegate = self;
  //ensure that layer backing image uses correct scale
  [self.layerView.layer addSublayer:blueLayer];
  //force layer to redraw
  [blueLayer display];
}
- (void)drawLayer:(CALayer *)layer inContext:(CGContextRef)ctx
{
  //draw a thick red circle
  CGContextSetLineWidth(ctx, 10.0f);
  CGContextSetStrokeColorWithColor(ctx, [UIColor redColor].CGColor);
  CGContextStrokeEllipseInRect(ctx, layer.bounds);
}
@end

![Uploading 实现CALayerDelegate来绘制图层_614124.png . . .]

注意一下一些有趣的事情:

  • 我们在blueLayer上显式地调用了 -display。不同于UIView,当图层显示在屏幕上时,CALayer不会自动重绘它的内容。它把重绘的决定权交给了开发者。
  • 尽管我们没有用 masksToBounds 属性,绘制的那个圆仍然沿边界被裁剪了。 这是因为当你使用CALayerDelegate绘制寄宿图的时候,并没有对超出边界外 的内容提供绘制支持。

现在你理解了CALayerDelegate,并知道怎么使用它。但是除非你创建了一个单独的图层,你几乎没有机会用到CALayerDelegate协议。因为当UIView创建了它的宿主图层时,它就会自动地把图层的delegate设置为它自己,并提供了一个 - displayLayer:的实现,那所有的问题就都没了。
当使用寄宿了视图的图层的时候,你也不必实现-displayLayer:- drawLayer:inContext:方法来绘制你的寄宿图。通常做法是实现UIView- drawRect:方法,UIView就会帮你做完剩下的工作,包括在需要重绘的时候调用 - display方法。

总结

本章介绍了寄宿图和一些相关的属性。你学到了如何显示和放置图片, 使用拼合技术来显示, 以及用CALayerDelegateCore Graphics来绘制图层内容。

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