iOS開發 貝塞爾曲線UIBezierPath

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使用UIBezierPath類可以創建基於矢量的路徑，這個類在UIKit中。此類是Core Graphics框架關於path的一個封裝。使用此類可以定義簡單的形狀，如橢圓或者矩形，或者有多個直線和曲線段組成的形狀。

    

1.Bezier Path 基礎

   UIBezierPath對象是CGPathRef數據類型的封裝。path如果是基於矢量形狀的，都用直線和曲線段去創建。我們使用直線段去創建矩形和多邊形，使用曲線段去創建弧（arc），圓或者其他複雜的曲線形狀。每一段都包括一個或者多個點，繪圖命令定義如何去詮釋這些點。每一個直線段或者曲線段的結束的地方是下一個的開始的地方。每一個連接的直線或者曲線段的集合成爲subpath。一個UIBezierPath對象定義一個完整的路徑包括一個或者多個subpaths。

 

   創建和使用一個path對象的過程是分開的。創建path是第一步，包含一下步驟：

（1）創建一個Bezier path對象。

（2）使用方法moveToPoint:去設置初始線段的起點。

（3）添加line或者curve去定義一個或者多個subpaths。

（4）改變UIBezierPath對象跟繪圖相關的屬性。

例如，我們可以設置stroked path的屬性lineWidth和lineJoinStyle。也可以設置filled path的屬性usesEvenOddFillRule。

 

   當創建path，我們應該管理path上面的點相對於原點（0，0），這樣我們在隨後就可以很容易的移動path了。爲了繪製path對象，我們要用到stroke和fill方法。這些方法在current graphic context下渲染path的line和curve段。

 

 

2、使用UIBezierPath創建多邊形---在path下面添加直線條形成多邊形

多邊形是一些簡單的形狀,這些形狀是由一些直線線條組成，我們可以用moveToPoint: 和 addLineToPoint:方法去構建。

方法moveToPoint:設置我們想要創建形狀的起點。從這點開始，我們可以用方法addLineToPoint:去創建一個形狀的線段。

我們可以連續的創建line，每一個line的起點都是先前的終點，終點就是指定的點。

 

下面的代碼描述瞭如何用線段去創建一個五邊形。第五條線通過調用closePath方法得到的，它連接了最後一個點（0，40）和第一個點（100，0）

說明：closePath方法不僅結束一個shape的subpath表述，它也在最後一個點和第一個點之間畫一條線段，如果我們畫多邊形的話，這個一個便利的方法我們不需要去畫最後一條線。

 

// Only override drawRect: if you perform custom drawing.
// An empty implementation adversely affects performance during animation.
- (void)drawRect:(CGRect)rect
{
    UIColor *color = [UIColor redColor];
    [color set]; //設置線條顏色

    UIBezierPath* aPath = [UIBezierPath bezierPath];
    aPath.lineWidth = 5.0;

    aPath.lineCapStyle = kCGLineCapRound; //線條拐角
    aPath.lineJoinStyle = kCGLineCapRound; //終點處理

    // Set the starting point of the shape.
    [aPath moveToPoint:CGPointMake(100.0, 0.0)];

    // Draw the lines
    [aPath addLineToPoint:CGPointMake(200.0, 40.0)];
    [aPath addLineToPoint:CGPointMake(160, 140)];
    [aPath addLineToPoint:CGPointMake(40.0, 140)];
    [aPath addLineToPoint:CGPointMake(0.0, 40.0)];
    [aPath closePath];//第五條線通過調用closePath方法得到的

    [aPath stroke];//Draws line 根據座標點連線
}

注：這個類要繼承自UIView。

 

運行的結果如下圖：

 

如果修改最後一句代碼：[aPathfill];

運行結果就如下：

 

這樣就知道stroke  和  fill  方法的區別了吧！

 

3、使用UIBezierPath創建矩形

使用這個方法即可：

Creates and returns a new UIBezierPath object initialized with a rectangular path.

+ (UIBezierPath *)bezierPathWithRect:(CGRect)rect

demo代碼：

- (void)drawRect:(CGRect)rect
{
    UIColor *color = [UIColor redColor];
    [color set]; //設置線條顏色

    UIBezierPath* aPath = [UIBezierPath bezierPathWithRect:CGRectMake(20, 20, 100, 50)];

    aPath.lineWidth = 5.0;
    aPath.lineCapStyle = kCGLineCapRound; //線條拐角
    aPath.lineJoinStyle = kCGLineCapRound; //終點處理

    [aPath stroke];
}

4、使用UIBezierPath創建圓形或者橢圓形

使用這個方法即可：

Creates and returns a new UIBezierPath object initialized with an oval path inscribed in the specified rectangle

+ (UIBezierPath *)bezierPathWithOvalInRect:(CGRect)rect

這個方法根據傳入的rect矩形參數繪製一個內切曲線。

當傳入的rect是一個正方形時，繪製的圖像是一個內切圓；當傳入的rect是一個長方形時，繪製的圖像是一個內切橢圓。

 

5、使用UIBezierPath創建一段弧線

使用這個方法：

 

Creates and returns a new UIBezierPath object initialized with an arc of a circle.

+ (UIBezierPath *)bezierPathWithArcCenter:(CGPoint)center radius:(CGFloat)radius startAngle:(CGFloat)startAngle endAngle:(CGFloat)endAngle clockwise:(BOOL)clockwise
Parameters
center
Specifies the center point of the circle (in the current coordinate system) used to define the arc.
radius
Specifies the radius of the circle used to define the arc.
startAngle
Specifies the starting angle of the arc (measured in radians).
endAngle
Specifies the end angle of the arc (measured in radians).
clockwise
The direction in which to draw the arc.
Return Value
A new path object with the specified arc.

 

其中的參數分別指定：這段圓弧的中心，半徑，開始角度，結束角度，是否順時針方向。

 

下圖爲弧線的參考系。

 

demo代碼：

#define pi 3.14159265359
#define   DEGREES_TO_RADIANS(degrees)  ((pi * degrees)/ 180)

 

- (void)drawRect:(CGRect)rect
{
    UIColor *color = [UIColor redColor];
    [color set]; //設置線條顏色

    UIBezierPath* aPath = [UIBezierPath bezierPathWithArcCenter:CGPointMake(150, 150)
                                                         radius:75
                                                     startAngle:0
                                                       endAngle:DEGREES_TO_RADIANS(135)
                                                      clockwise:YES];

    aPath.lineWidth = 5.0;
    aPath.lineCapStyle = kCGLineCapRound; //線條拐角
    aPath.lineJoinStyle = kCGLineCapRound; //終點處理

    [aPath stroke];
}

 

結果如下圖：

 

6、UIBezierPath類提供了添加二次貝塞爾曲線和三次貝塞爾曲線的支持。

曲線段在當前點開始，在指定的點結束。曲線的形狀有開始點，結束點，一個或者多個控制點的切線定義。下圖顯示了兩種曲線類型的相似，以及控制點和curve形狀的關係。

 

(1)繪製二次貝塞爾曲線

 

使用到這個方法：

Appends a quadratic Bézier curve to the receiver’s path.

- (void)addQuadCurveToPoint:(CGPoint)endPoint controlPoint:(CGPoint)controlPoint
Parameters
endPoint
The end point of the curve.
controlPoint
The control point of the curve.

 

demo代碼：

- (void)drawRect:(CGRect)rect
{
    UIColor *color = [UIColor redColor];
    [color set]; //設置線條顏色

    UIBezierPath* aPath = [UIBezierPath bezierPath];

    aPath.lineWidth = 5.0;
    aPath.lineCapStyle = kCGLineCapRound; //線條拐角
    aPath.lineJoinStyle = kCGLineCapRound; //終點處理

    [aPath moveToPoint:CGPointMake(20, 100)];

    [aPath addQuadCurveToPoint:CGPointMake(120, 100) controlPoint:CGPointMake(70, 0)];

    [aPath stroke];
}

 

 

(2)繪製三次貝塞爾曲線

 

使用到這個方法：

Appends a cubic Bézier curve to the receiver’s path.

- (void)addCurveToPoint:(CGPoint)endPoint controlPoint1:(CGPoint)controlPoint1 controlPoint2:(CGPoint)controlPoint2
Parameters
endPoint
The end point of the curve.
controlPoint1
The first control point to use when computing the curve.
controlPoint2
The second control point to use when computing the curve.

 

demo代碼：

- (void)drawRect:(CGRect)rect
{
    UIColor *color = [UIColor redColor];
    [color set]; //設置線條顏色

    UIBezierPath* aPath = [UIBezierPath bezierPath];

    aPath.lineWidth = 5.0;
    aPath.lineCapStyle = kCGLineCapRound; //線條拐角
    aPath.lineJoinStyle = kCGLineCapRound; //終點處理

    [aPath moveToPoint:CGPointMake(20, 50)];

    [aPath addCurveToPoint:CGPointMake(200, 50) controlPoint1:CGPointMake(110, 0) controlPoint2:CGPointMake(110, 100)];

    [aPath stroke];
}

 

 

7.使用Core Graphics函數去修改path。

    UIBezierPath類只是CGPathRef數據類型和path繪圖屬性的一個封裝。雖然通常我們可以用UIBezierPath類的方法去添加直線段和曲線段，UIBezierPath類還提供了一個屬性CGPath，我們可以用來直接修改底層的path data type。如果我們希望用Core Graphics 框架函數去創建path，則我們要用到此屬性。

 

    有兩種方法可以用來修改和UIBezierPath對象相關的path。可以完全的使用Core Graphics函數去修改path，也可以使用Core Graphics函數和UIBezierPath函數混合去修改。第一種方法在某些方面相對來說比較容易。我們可以創建一個CGPathRef數據類型，並調用我們需要修改path信息的函數。

下面的代碼就是賦值一個新的CGPathRef給UIBezierPath對象。

// Create the path data

CGMutablePathRef cgPath = CGPathCreateMutable();

CGPathAddEllipseInRect(cgPath, NULL, CGRectMake(0, 0, 300, 300));

CGPathAddEllipseInRect(cgPath, NULL, CGRectMake(50, 50, 200, 200));

// Now create the UIBezierPath object

UIBezierPath* aPath = [UIBezierPath bezierPath];

aPath.CGPath = cgPath;

aPath.usesEvenOddFillRule = YES;

// After assigning it to the UIBezierPath object, you can release

// your CGPathRef data type safely.

CGPathRelease(cgPath);

     如果我們使用Core Graphics函數和UIBezierPath函數混合方法，我們必須小心的移動path 信息在兩者之間。因爲UIBezierPath類擁有自己底層的CGPathRef data type，我們不能簡單的檢索該類型並直接的修改它。相反，我們應該生成一個副本，然後修改此副本，然後賦值此副本給CGPath屬性，如下代碼：

 Mixing Core Graphics and UIBezierPath calls

UIBezierPath*    aPath = [UIBezierPath bezierPathWithOvalInRect:CGRectMake(0, 0, 300, 300)];

// Get the CGPathRef and create a mutable version.

CGPathRef cgPath = aPath.CGPath;

CGMutablePathRef  mutablePath = CGPathCreateMutableCopy(cgPath);

// Modify the path and assign it back to the UIBezierPath object

CGPathAddEllipseInRect(mutablePath, NULL, CGRectMake(50, 50, 200, 200));

aPath.CGPath = mutablePath;

// Release both the mutable copy of the path.

CGPathRelease(mutablePath);

 

8.rendering（渲染）Bezier Path對象的內容。

   當創建一個UIBezierPath對象之後，我們可以使用它的stroke和fill方法在current graphics context中去渲染它。在調用這些方法之前，我們要進行一些其他的任務去確保正確的繪製path。

   使用UIColor類的方法去stroke和fill想要的顏色。

   設置形狀在目標視圖中的位置。如果我們創建的path相對於原點（0，0），則我們可以給current drawing context應用一個適當的affie transform。例如，我想drawing一個形狀起始點在（0，0），我可以調用函數CGContextTranslateCTM,並指定水平和垂直方向的translation值爲10。調整graphic context相對於調整path對象的points是首選的方法，因爲我們可以很容易的保存和撤銷先前的graphics state。

    更新path對象的drawing 屬性。當渲染path時，UIBezierPath實例的drawing屬性會覆蓋graphics context下的屬性值。

 

   下面的代碼實現了在一個自定義view中實現drawRect：方法中去繪製一個橢圓。橢圓邊框矩形的左上角位於視圖座標系統的點（50，50）處。

  Drawing a path in a view

- (void)drawRect:(CGRect)rect

{

    // Create an oval shape to draw.

    UIBezierPath* aPath = [UIBezierPath bezierPathWithOvalInRect:

                                CGRectMake(0, 0, 200, 100)];

    // Set the render colors

    [[UIColor blackColor] setStroke];

    [[UIColor redColor] setFill];

    CGContextRef aRef = UIGraphicsGetCurrentContext();

    // If you have content to draw after the shape,

    // save the current state before changing the transform

    //CGContextSaveGState(aRef);

    // Adjust the view's origin temporarily. The oval is

    // now drawn relative to the new origin point.

    CGContextTranslateCTM(aRef, 50, 50);

    // Adjust the drawing options as needed.

    aPath.lineWidth = 5;

    // Fill the path before stroking it so that the fill

    // color does not obscure the stroked line.

    [aPath fill];

    [aPath stroke];

    // Restore the graphics state before drawing any other content.

    //CGContextRestoreGState(aRef);

}