寄宿圖
承接上文，我們在【圖層樹】的文章中介紹了CALayer 并且創(chuàng)建了一個簡單藍色背景的圖層進行展示，如果圖層只能展示單調(diào)的顏色未免太無聊了，事實上CALayer類能夠包含一張你喜歡的圖片，本章我們一塊來探索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，意味著它可以是任意類型的對象。在這種情況下，你可以給contents屬性賦任何值，你的APP仍然可以編譯通過。但是，在實踐中，如果你給contents賦的值不是CGImage類型，你所得到的圖層都是空白的。
contents的這種奇怪表現(xiàn)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(tǒng)上，這個屬性對CGImage 和 NSImage類型的值都起作用。如果你試圖在IOS系統(tǒng)上給它賦UIImage類型的值，那只能得到一塊空白的圖層。一些初識Core Animation 的開發(fā)者可能會對這個感到困惑。
頭疼的不僅僅是上面我們提到的這個問題，事實上，你真正要賦值的類型應該是CGImageRef，CGImageRef是一個指向CGImage結構的指針。UIImage有一個CGimage屬性，它會返回一個‘CGImageRef’，如果你想把它直接賦值給CALayer的contents屬性，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Cocoa對象和Core Foundation類型在運行時貌似很像，被稱作（toll-free bridging）。他們并不是類型兼容的，不過你可以使用bridged關鍵字進行轉(zhuǎn)換。如果要給圖層的寄宿圖賦值，代碼如下：
cLayer.contents = (__bridge id)image.CGImage;
如果你沒有使用ARC (自動引用計數(shù))，你就不需要使用__bridge 這個部分，但是，你干嘛不用ARC呢？
那好，接下來我們以之前的代碼為基礎繼續(xù)進行講解：我們要讓圖層不僅能夠設置背景色還能顯示圖片。我們已經(jīng)創(chuàng)建了圖層CALayer ,我們設置宿主圖層的contents屬性為圖片；
代碼如下
UIView *layerView = [[UIView alloc] initWithFrame: CGRectMake(100, 100, 200, 200)];
layerView.backgroundColor = [UIColor whiteColor];
[self.view addSubview:layerView];
UIImage *image = [UIImage imageNamed:@"tesla.jpg"];
layerView.layer.contents = (__bridge id)image.CGImage;
看下圖層展示圖片的效果：
我們用如此簡單的代碼做了一件很有趣事：我們利用CALayer在一個普通的UIView上展示了一張圖片。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，我們使用了一個新的函數(shù)，使得UIView更加有趣了。
contentGravity
你可能也注意到了圖片有些擁擠。小車變胖了！因為我們加載的圖片并不能剛好就是一個方形的，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，解決辦法是設置contentMode的值為更合適的值，比如：
view.contentMode = UIViewContentModeScaleAspectFit;
這種方法已經(jīng)和我們遇到的問題的解決方法很接近了（可以先不看后面的內(nèi)容，自己試下）。不過UIView大多數(shù)和視覺相關的屬性（比如：contentsmode），對這些屬性的操作其實是對對應圖層的操作。
CALayer中與contentMode對應的屬性的屬性是contentsGravity，但是它是一個NSString類型，而不是像對應的UIKit 部分，那里面的值是枚舉類型。contentsGravity 可選的常量值有以下一些：
- kCAGravityCenter
- kCAGravityTop
- kCAGravityLeft
- kCAGravityBottom
- kCAGravityRight
- kCAGravityTopLeft
- kCAGravityTopRight
- kCAGravityBottomLeft
- kCAGravityBottomRight
- kCAGravityResize
- kCAGravityResizeAspect
- kCAGravityResizeAspectFill
和contentMode一樣，contentsGravity的目的是為了決定內(nèi)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。
代碼如下：
layerView.layer.contentsGravity = kCAGravityResizeAspect;
效果如下：
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(shù)。
contentsScale的目的并不是那么明顯，它并不是總會對屏幕上寄宿圖有影響。如果你嘗試在我們的例子上設置不同的值，你會發(fā)現(xiàn)根本沒有任何影響。因為contents設置了contentsGravity屬性值，所以它已經(jīng)被拉伸以適應圖層邊界。
如果你只是想單純的放大圖層的content圖片，你可以使用圖層的transform 和 affineTransform屬性來達到這個目的，將content圖片放大也不是contentScale 的目的所在。
contentsScale屬性其實屬于支持高分辨率(Hi-DPI或者Retina）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(chuàng)建的空間大小，和需要顯示的圖片的拉伸度（假設contents沒有設置contentsGravity屬性）。UIView有一個類似功能但是非常少用的屬性contentScaleFactor。
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，將會以每個點2個像素繪制圖片，這就是我們熟知的Retina屏幕。（如果對點和像素的概念不太清楚，我們在本章末尾會給出解釋，也可自行上網(wǎng)查看）。
這并不會對我們在使用kCAGravityResizeAspect時產(chǎn)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的問題。但是如果我們把contentsGravity設置成kCAGravityCenter(這個值并不會拉伸圖片)，那將會有明顯的變化：
代碼如下：
layerView.layer.contentsGravity = kCAGravityCenter;
效果如下
如圖所示，我們圖片不僅變大而且仔細看會有一種像素的顆粒感。那是因為CGImage和UIImage不同，CGImage沒有拉伸的概念。當我們使用UIImage類去讀取我們的特斯拉圖片時， 它讀取到的是高質(zhì)量的Retina版本的圖片。但是當我們使用CGImage來設置我們的圖層內(nèi)容時，拉伸這個因素在轉(zhuǎn)換的時候就丟失了。此時我們就可以使用contentsScale來修復這個問題。
當用代碼的方式來處理寄宿圖的時候，一定要記住手動設置圖層的contentsScale屬性，否則，你的圖片在Retina屏幕上就顯示不正確了。
代碼如下：
layerView.layer.contentsGravity = kCAGravityCenter;
layerView.layer.contentsScale = [UIScreen mainScreen].scale;
效果如下
maskToBounds
截止到此我們特斯拉已經(jīng)顯示正確的大小，不過你可能也已經(jīng)發(fā)現(xiàn)另外一件事情，他超出了視圖的邊界，默認情況下，UIView 仍然會繪制超出邊界的內(nèi)容或者子視圖，在CALayer上也是這樣的。
UIView中有一個clipsToBounds屬性來決定是否顯示超出邊界的內(nèi)容。CALayer對應的屬性是masksToBounds，把他設置成YES，就是只顯示在視圖邊界內(nèi)的內(nèi)容。
代碼如下：
layerView.layer.masksToBounds = YES;
效果如下：
contentsRect
CALayer的contentsRect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，所以要比contentsGravity靈活多了。
和bounds，frame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，是個相對值（像素和點都是絕對值）。所以單位坐標是相對與寄宿圖的尺寸的。
在此我們總結一些ios系統(tǒng)是用到了一些坐標系統(tǒng)：
點——在Ios和MacOS系統(tǒng)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讓應用在Retina設備和標準設備上有一致的視覺效果。
像素——物理像素坐標并不會用來做屏幕布局，但是仍然和圖片有相對關系。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比如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(xiàn)出來了不同大小。
單位——對于與圖片大小或者圖層邊界相關的顯示，單位坐標是一個方便的度量方式，當大小改變時，也不需要再次調(diào)整。單位坐標在OpenGL這種紋理坐標系統(tǒng)中用的比較多。Core Animation中也用到了這種坐標。
默認的contentsRect是{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點的矩形，圖片就會被裁剪。
例如：
接上我們的例子
代碼如下
layerView.layer.contentsGravity = kCAGravityResizeAspect;
// layerView.layer.contentsScale = image.scale;
layerView.layer.masksToBounds = YES;
layerView.layer.contentsScale = [UIScreen mainScreen].scale;
layerView.layer.contentsRect = CGRectMake(0, 0, 0.5, 0.5);
效果如下：
以上描述的這種情況，我們的截圖空間是[0,0]坐標到[1,1]之間，如果我們的起始坐標為負數(shù)，結束坐標超過一會會如何呢？
代碼如下：
layerView.layer.contentsRect = CGRectMake(-0.3, 0.3, 1, 1);
效果
代碼如下：
layerView.layer.contentsRect = CGRectMake(0, 0, 1.3, 1.3);
效果如下：
事實上給contentsRect設置一個為負數(shù)的原點或者設置一個大于{1，1}的尺寸也是可以的。在這種情況下，最外面的一層像素會被拉伸以填充剩下的區(qū)域。
contentsRect在app中最有趣的地方在于一個叫image sprites(圖片拼合)的用法。如果你有游戲編程的經(jīng)驗，那你一定對圖片拼合的概念很熟悉，圖片能夠在屏幕上獨立的變更位置。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。
典型的，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，這樣能夠帶來很多方面的好處：內(nèi)存使用，載入時間，渲染性能等等。
2D游戲引擎Cocoa2D使用了拼合技術，它使用OpenGL來顯示圖片。不過我們可以在一個普通的UIKit應用中使用拼合，那就是contentsRect。
首先我們需要一個拼合后的圖表——一個包含了小一些拼合圖的大圖片。舉例：
接下來，我們要在app中載入并顯示這些拼合圖（在此我們以之前的特斯拉圖片為例，以3 * 2 的網(wǎng)格分割為6張拼合圖）。規(guī)則很簡單：像平常一樣載入我們的大圖，然后把它賦值給6個獨立的圖層的contents。然后設置圖層的contentsRect來去掉我們不想顯示的部分。
代碼如下：
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
// Do any additional setup after loading the view.
self.view.backgroundColor = [UIColor whiteColor];
//載入圖片
UIImage *tesleImg = [UIImage imageNamed:@"tesla.jpg"];///600 × 450
//存放6個圖片的圖層
UIView *view1 = [[UIView alloc] initWithFrame:CGRectMake(0, 0, 200, 200)];
[self imageSpriteOnLayer:view1.layer withRect:CGRectMake(0, 0, 0.5, 0.5) withImage:tesleImg];
UIView *view2 = [[UIView alloc] initWithFrame:CGRectMake(120, 150, 200, 200)];
[self imageSpriteOnLayer:view2.layer withRect:CGRectMake(0.5, 0, 0.5, 0.5) withImage:tesleImg];
UIView *view3 = [[UIView alloc] initWithFrame:CGRectMake(0, 300, 200, 200)];
[self imageSpriteOnLayer:view3.layer withRect:CGRectMake(0, 0.5, 0.5, 0.5) withImage:tesleImg];
UIView *view4 = [[UIView alloc] initWithFrame:CGRectMake(120, 500, 200, 200)];
[self imageSpriteOnLayer:view4.layer withRect:CGRectMake(0.5, 0.5, 0.5 , 0.5) withImage:tesleImg];
[self.view addSubview:view1];
[self.view addSubview:view2];
[self.view addSubview:view3];
[self.view addSubview:view4];
}
- (void)imageSpriteOnLayer:(CALayer *)layer withRect:(CGRect) rect withImage:(UIImage *)image
{
layer.contents = (__bridge id) image.CGImage;
layer.contentsRect = rect;
layer.contentsGravity = kCAGravityResizeAspect;
}
效果如下：
拼合不僅給app提供了一個整潔的載入方式，還有效的提高了載入性能（單張大圖要比多張小圖載入地更快）。但是如果有手動安排的話，他們還是有一些不方便的，如果你需要在已經(jīng)創(chuàng)建好的拼合圖上做一些尺寸上的修改或者其他變動，無疑是比較麻煩的。
Mac上有一些商業(yè)軟件可以為你自動拼合圖片，這些工具自動生成一個包含拼合后的坐標的xml或者plist文件，拼合圖片的使用大大簡化。這個文件可以和圖片一同載入，并給每個拼合的圖層設置contentsRect，這樣開發(fā)人員就不用手動寫代碼來擺放位置了。
這些文件通常在OpenGL游戲中使用，不過，你要是有興趣在一些常見的app中使用拼合技術，那么有一個叫做LayerSprites的開源庫。他能夠讀取Cocos2D格式中的拼合圖并在普通的Core Animation層中顯示出來。
contentsCenter
本章我們介紹的最后一個和內(nèi)容相關的屬性是contentsCenter。看名字你感覺可能會跟圖片的位置有關，不過這名字著實誤導了你。contentsCenter其實是一個CGRect類型，它定義了一個固定的邊框和一個在圖層上可拉伸的區(qū)域。改變contentsRect的值并不會影響寄宿圖的顯示。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的值為{0，0，1，1}（這里要特別注意contentsCenter用的是單位坐標），這意味著如果大小（由contentsGravity決定）改變了，那么寄宿圖就會均勻的拉伸開**。但是如果我們增加原點的值并減小尺寸。我們就會在圖片的周圍創(chuàng)建出一個邊框。如下圖所示：我們將contentsCenter的值設置成{0.25，0.25，0.5，0.5}
這意味著我們可以隨便調(diào)整尺寸，邊框仍是會是連續(xù)的。他工作起來的效果和UIImage中的-resizeableImageWithCapInsets:方法效果非常類似，只是它可以用到任何寄宿圖上，甚至包括用Core Graphics運行時繪制的圖形上。
代碼如下：
self.view.backgroundColor = [UIColor whiteColor];
UIImage *image = [UIImage imageNamed:@"geren_.png"];
CGRect contentsCenterRect = CGRectMake(0.25, 0.25, 0.5, 0.5); //會拉伸的區(qū)域
//橫向拉伸
CALayer *layerH = [CALayer layer];
layerH.contents = (__bridge id) image.CGImage;
layerH.frame = CGRectMake(0, 60, 320, 72);
layerH.backgroundColor = [UIColor grayColor].CGColor;
layerH.contentsCenter = contentsCenterRect;
// layerH.contentsGravity = kCAGravityResizeAspect;
[self.view.layer addSublayer:layerH];
//縱向拉伸
CALayer *layerV = [CALayer layer];
layerV.contents = (__bridge id) image.CGImage;
layerV.frame = CGRectMake(100, 150, 72, 320);
layerV.backgroundColor = [UIColor redColor].CGColor;
layerV.contentsCenter = contentsCenterRect;
// layerV.contentsGravity = kCAGravityResizeAspect;
[self.view.layer addSublayer:layerV];
效果如下：
contentsCenter另外一個很酷的特性就是可以直接在interface builder里面進行配置，根本不用寫代碼。
如圖：
custom Drawing
給contents賦CGImage值不是唯一的設置寄宿圖的方法。我們也可以直接使用Core Graphics直接繪制寄宿圖。能夠通過集成UIView來重新實現(xiàn)-drawRect:方法來自定義繪制。
-drawRect:方法沒有默認的實現(xiàn)，因為對UIView來說，寄宿圖并不是必須的，它不在意那到底是一個單調(diào)的顏色還是一張圖片的實例。如果UIView檢測到-drawRect:方法被調(diào)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(chuàng)建這個方法了，這會造成CPU和內(nèi)存資源的浪費，這也就是為什么蘋果建議：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(xiàn)的時候-drawRect：方法會被自動調(diào)用，-drawRect：里面的代碼會利用Core Graphics 去繪制一個寄宿圖。然后內(nèi)容就會被緩存起來直到他需要被更新（通常是因為開發(fā)者調(diào)用了-setNeedsToDisplay方法，盡管影響到表現(xiàn)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的方法。事實上都是底層的CALayer安排了重繪工作和保存了因此產(chǎn)生的圖片。
CALayer有一個可選的delegate屬性，實現(xiàn)了CALayerDelegate協(xié)議，當CALayer需要一個內(nèi)容特定的信息時，就會從協(xié)議中請求。CALayerDelegate是一個非正式協(xié)議，其實就是說沒有CALayerDelegate @protocol可以讓你在類里面應用了。你只需要調(diào)用你想調(diào)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會請求他的代理給他一個寄宿圖用來顯示。它通過下面這個方法調(diào)用的：
-(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(diào)用了。如果代理不實現(xiàn)-displayLayer：方法，CALayer就會轉(zhuǎn)而嘗試下面的方法：
- (void)drawLayer:(CALayer *)layer inContext:(CGContextRef)ctx;
在調(diào)用這個方法之前，CALayer創(chuàng)建了一個合適尺寸的空寄宿圖（尺寸由bounds和contentsScale決定）和一個Core Graphics的繪制上下文環(huán)境，為繪制寄宿圖做準備，他作為ctx參數(shù)傳入。
讓我們繼續(xù)在項目學習，讓他實現(xiàn)CALayerDelegate并做一些繪圖操作：
代碼如下：
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
self.view.backgroundColor = [UIColor whiteColor];
//創(chuàng)建一個layer
CALayer *layer = [CALayer layer];
layer.frame = CGRectMake(100, 100, 200, 200);
layer.backgroundColor = [UIColor blueColor].CGColor;
//ensure that layer backing image uses correct scale
layer.contentsScale = [UIScreen mainScreen].scale;
[self.view.layer addSublayer:layer];
layer.delegate = self;
//重新繪制
[layer display];
}
- (void)drawLayer:(CALayer *)layer inContext:(CGContextRef)ctx
{
CGContextSetLineWidth(ctx, 10.f);
CGContextSetStrokeColorWithColor(ctx,[UIColor redColor].CGColor);
CGContextStrokeEllipseInRect(ctx, layer.bounds);
}
效果如下：
這里我們要注意一些有趣的事情：
1：我們在layer上顯示調(diào)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(nèi)容。它把重新繪制的決定權交給了開發(fā)者。
2：盡管我們沒有用maskToBounds屬性。繪制的這個圓仍然沿著邊界被裁剪了。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(nèi)容提供繪制支持。
現(xiàn)在你理解了CALayerDelegate，并知道怎么使用它。但是除非你創(chuàng)建了一個單獨的圖層。你幾乎沒有機會用到CALayerDelegate協(xié)議，因為當UIView創(chuàng)建它的宿主圖層時，它就會自動把圖層的delegate設置為它自己。并提供一個-displaylayer:來實現(xiàn)，那所有的問題都沒了、
當使用寄宿了視圖的圖層的時候，你也不必再實現(xiàn) -displayLayer：和 -drawLayer:inContext：方法來繪制你的寄宿圖。通常的做法就是實現(xiàn)UIView中的-drawRect方法，UIView會幫你做完剩下的工作，包括在需要重繪時調(diào)用-display方法。
總結
本章介紹了寄宿圖和一些相關的屬性，如何顯示和放置圖片。使用拼合技術來顯示。使用CALayerDelegate和CoreGraphics來繪制圖層內(nèi)容。
