iOS核心動畫高級技巧--(二)寄宿圖

這一章節我們將來探索 CALayer的寄宿圖(即圖層中包含的圖)。

contents屬性

CALayer有一個屬性叫做 contents ,這個屬性的類型被定義為id,意味著它可以 是任何類型的對象。在這種情況下,你可以給屬性賦任何值,你的app仍然能夠編譯通過。但是,在實踐中,如果你給賦的不是CGImage, 那么你得到的圖層將是空白的。

contents這個奇怪的表現是由Mac OS的歷史原因造成的。它之所以被定義為id 類型,是因為在Mac OS系統上,這個屬性對CGImageNSImage類型的值都起作 用。如果你試圖在iOS平臺上UIImage的值賦給它,只能得到一個空白的圖層。 一些初識Core Animation的iOS開發者可能會對這個感到困惑。

頭疼的不僅僅是我們剛才提到的這個問題。事實上,你真正要賦值的類型應該是CGImageRef,它是一個指向CGImage結構的指針。UIImage有一個CGImage屬 性,它返回一個"CGImageRef",如果你想把這個值直接賦值給CALayercontents ,那你將會得到一個編譯錯誤。因為CGImageRef并不是一個真正的 Cocoa對象,而是一個Core Foundation類型。

盡管Core Foundation類型跟Cocoa對象在運行時貌似很像(被稱作toll-free bridging),他們并不是類型兼容的,不過你可以通過bridged關鍵字轉換。如果要 給圖層的寄宿圖賦值,你可以按照以下這個方法:

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

如果你沒有使用ARC(自動引用計數),你就不需要__bridge這部分。但是,你干 嘛不用ARC?!
那么我們就直接把UIView的宿主圖層的 contents 屬性設置成圖片。

- (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;
}

我們用這些簡單的代碼做了一件很有趣的事情:我們利用CALayer在一個普通的 UIView中顯示了一張圖片。這不是一個UIImageView,它不是我們通常用來展示圖片的方法。通過直接操作圖層,我們使用了一些新的函數,使得UIView更加有趣 了。

contentGravity

為了適應這個視圖,它有一點點被拉伸了。在使用UIImageView的時候遇到過同樣的問題,解決方法就是把 contentMode屬性設置成更合適的 值,像這樣:

 imageView.contentMode = UIViewContentModeScaleAspectFit;

不過UIView大多數視覺相關的屬性比如contentMode ,對這些屬性的操作其實是對對應圖層的操作。
CALayercontentMode 對應的屬性叫做 contentsGravity ,但是它是一個 NSString類型,而不是像對應的UIKit部分,那里面的值是枚
舉。 contentsGravity 可選的常量值有以下一些:

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

cotentMode 一樣, contentsGravity 的目的是為了決定內容在圖層的邊界中怎么對齊,我們將使用kCAGravityResizeAspect,它的效果等同于 UIViewContentModeScaleAspectFit, 同時它還能在圖層中等比例拉伸以適應圖層 的邊界。

 self.layerView.layer.contentsGravity = kCAGravityResizeAspect;
contentsScale

contentsScale 屬性定義了寄宿圖的像素尺寸和視圖大小的比例,默認情況下它 是一個值為1.0的浮點數。

contentsScale 的目的并不是那么明顯。它并不是總會對屏幕上的寄宿圖有影 響。如果你嘗試對我們的例子設置不同的值,你就會發現根本沒任何影響。因為 contents由于設置了contentsGravity屬性,所以它已經被拉伸以適應圖層的邊界。
如果你只是單純地想放大圖層的 圖片,你可以通過使用圖層的transformaffineTransform 屬性來達到這個目的,這(指放大)也不是 contengsScale的目的所在.

contentsScale 屬性其實屬于支持高分辨率(又稱Hi-DPIRetina)屏幕機制的 一部分。它用來判斷在繪制圖層的時候應該為寄宿圖創建的空間大小,和需要顯示的圖片的拉伸度(假設并沒有設置contentsGravity屬性)。UIView有一個類似 功能但是非常少用到的contentScaleFactor屬性。

如果 contentsScale 設置為1.0,將會以每個點1個像素繪制圖片,如果設置為 2.0,則會以每個點2個像素繪制圖片,這就是我們熟知的Retina屏幕。(如果你對像素和點的概念不是很清楚的話,這個章節的后面部分將會對此做出解釋)。

這并不會對我們在使用kCAGravityResizeAspect時產生任何影響,因為它就是拉伸 圖片以適應圖層而已,根本不會考慮到分辨率問題。但是如果我們把 contentsGravity 設置為kCAGravityCenter(這個值并不會拉伸圖片),那將會有很明顯的變化.

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

當用代碼的方式來處理寄宿圖的時候,一定要記住要手動的設置圖層的 contentsScale 屬性,否則,你的圖片在Retina設備上就顯示得不正確啦。代 碼如下:

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

默認情況下,UIView仍然會繪制超過邊界的內容或是子視 圖,在CALayer下也是這樣的。
UIView有一個叫做clipsToBounds 的屬性可以用來決定是否顯示超出邊界的內容,CALayer對應的屬性叫做masksToBounds ,把它設置為YES

contentsRect

CALayercontentsRect 屬性允許我們在圖層邊框里顯示寄宿圖的一個子域。這涉及到圖片是如何顯示和拉伸的,所以要比 contentsGravity靈活多了
boundsframe不同, contentsRect 不是按點來計算的,它使用了單位坐標,單位坐標指定在0到1之間,是一個相對值(像素和點就是絕對值)。所以他們是相對與寄宿圖的尺寸的。iOS使用了以下的坐標系統:

  • 點 —— 在iOSMac OS中最常見的坐標體系。點就像是虛擬的像素,也被稱作邏輯像素。在標準設備上,一個點就是一個像素,但是在Retina設備上,一 個點等于2*2個像素。iOS用點作為屏幕的坐標測算體系就是為了在Retina設備和普通設備上能有一致的視覺效果。

  • 像素 —— 物理像素坐標并不會用來屏幕布局,但是仍然與圖片有相對關系。 UIImage是一個屏幕分辨率解決方案,所以指定點來度量大小。但是一些底層的圖片表示如CGImage就會使用像素,所以你要清楚在Retina設備和普通設備上,他們表現出來了不同的大小。

  • 單位 —— 對于與圖片大小或是圖層邊界相關的顯示,單位坐標是一個方便的度量方式,當大小改變的時候,也不需要再次調整。單位坐標在OpenGL這種紋理坐標系統中用得很多,Core Animation中也用到了單位坐標。

默認的 contentsRect{0, 0, 1, 1},這意味著整個寄宿圖默認都是可見的,如果 我們指定一個小一點的矩形{0, 0, 0.5, 0.5},圖片就會被裁剪。

事實上給contentsRect 設置一個負數的原點或是大于{1, 1}的尺寸也是可以的。這種情況下,最外面的像素會被拉伸以填充剩下的區域。

contentsRectapp中最有趣的地方在于一個叫做image sprites(圖片拼合)的 用法。如果你有游戲編程的經驗,那么你一定對圖片拼合的概念很熟悉,圖片能夠在屏幕上獨立地變更位置。拋開游戲編程不談,這個技術常用來指代載入拼合的圖 片,跟移動圖片一點關系也沒有。

典型地,圖片拼合后可以打包整合到一張大圖上一次性載入。相比多次載入不同的圖片,這樣做能夠帶來很多方面的好處:內存使用,載入時間,渲染性能等等

2D游戲引擎入Cocos2D使用了拼合技術,它使用OpenGL來顯示圖片。不過我們可以使用拼合在一個普通的UIKit應用中,對!就是使用contentsRect

contentsCenter

我們介紹的最后一個和內容有關的屬性是 contentsCenter ,看名字你可能 會以為它可能跟圖片的位置有關,不過這名字著實誤導了你。 contentsCenter 其實是一個CGRect,它定義了一個固定的邊框和一個在圖層上可拉伸的區域。 改變 contentsCenter 的值并不會影響到寄宿圖的顯示,除非這個圖層的大小改變了,你才看得到效果。

默認情況下, contentsCenter 是{0, 0, 1, 1},這意味著如果大小(由'contentsGravity' 決定)改變了,那么寄宿圖將會均勻地拉伸開。但是如果我們增加原點的值并減小尺寸。我們會在圖片的周圍創造一個邊框。如圖展示了 contentsCenter設置為{0.25, 0.25, 0.5, 0.5}的效果。

contentsCenter 的例子.png

這意味著我們可以隨意重設尺寸,邊框仍然會是連續的。他工作起來的效果和 UIImage里的-resizableImageWithCapInsets: 方法效果非常類似,只是它可以運用到任何寄宿圖,甚至包括在Core Graphics運行時繪制的圖形。

Custom Drawing

contentsCGImage的值不是唯一的設置寄宿圖的方法。我們也可以直接 用Core Graphics直接繪制寄宿圖。能夠通過繼承UIView并實現 -drawRect:方法 來自定義繪制。

-drawRect:方法沒有默認的實現,因為對UIView來說,寄宿圖并不是必須 的,它不在意那到底是單調的顏色還是有一個圖片的實例。如果UIView檢測到 - drawRect:方法被調用了,它就會為視圖分配一個寄宿圖,這個寄宿圖的像素尺寸等于視圖大小乘以 contentsScale的值。

如果你不需要寄宿圖,那就不要創建這個方法了,這會造成CPU資源和內存的浪費,這也是為什么蘋果建議:如果沒有自定義繪制的任務就不要在子類中寫一個空 的-drawRect:方法。

當視圖在屏幕上出現的時候-drawRect:方法就會被自動調用。 - drawRect:方法里面的代碼利用Core Graphics去繪制一個寄宿圖,然后內容就會被緩存起來直到它需要被更新(通常是因為開發者調用了-setNeedsDisplay 方 法,盡管影響到表現效果的屬性值被更改時,一些視圖類型會被自動重繪,如 bounds 屬性)。雖然-drawRect:方法是一個UIView方法,事實上都是底層 的CALayer安排了重繪工作和保存了因此產生的圖片。

CALayer有一個可選的 delegate 屬性,實現了 CALayerDelegate 協議,當CALayer需要一個內容特定的信息時,就會從協議中請求。CALayerDelegate是一 個非正式協議,其實就是說沒有CALayerDelegate @protocol可以讓你在類里面引 用啦。你只需要調用你想調用的方法,CALayer會幫你做剩下的。( delegate 屬性被聲明為id類型,所有的代理方法都是可選的)。
當需要被重繪時,CALayer會請求它的代理給他一個寄宿圖來顯示。它通過調用 下面這個方法做到的:

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

趁著這個機會,如果代理想直接設置contents屬性的話,它就可以這么做,不然沒有別的方法可以調用了。如果代理不實現 -displayLayer:方法,CALayer就會轉而嘗試調用下面這個方法:

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

在調用這個方法之前,CALayer創建了一個合適尺寸的空寄宿圖(尺寸由 boundscontentsScale決定)和一個Core Graphics的繪制上下文環境, 為繪制寄宿圖做準備,他作為ctx參數傳入。

@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 實現CALayerDelegate來繪制圖層_614124.png . . .]

注意一下一些有趣的事情:

  • 我們在blueLayer上顯式地調用了 -display。不同于UIView,當圖層顯示在屏幕上時,CALayer不會自動重繪它的內容。它把重繪的決定權交給了開發者。
  • 盡管我們沒有用 masksToBounds 屬性,繪制的那個圓仍然沿邊界被裁剪了。 這是因為當你使用CALayerDelegate繪制寄宿圖的時候,并沒有對超出邊界外 的內容提供繪制支持。

現在你理解了CALayerDelegate,并知道怎么使用它。但是除非你創建了一個單獨的圖層,你幾乎沒有機會用到CALayerDelegate協議。因為當UIView創建了它的宿主圖層時,它就會自動地把圖層的delegate設置為它自己,并提供了一個 - displayLayer:的實現,那所有的問題就都沒了。
當使用寄宿了視圖的圖層的時候,你也不必實現-displayLayer:- drawLayer:inContext:方法來繪制你的寄宿圖。通常做法是實現UIView- drawRect:方法,UIView就會幫你做完剩下的工作,包括在需要重繪的時候調用 - display方法。

總結

本章介紹了寄宿圖和一些相關的屬性。你學到了如何顯示和放置圖片, 使用拼合技術來顯示, 以及用CALayerDelegateCore Graphics來繪制圖層內容。

iOS核心動畫高級技巧--目錄

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