iOS开发CoreGraphics核心图形框架之六——梯度渐变

一、引言

关于颜色梯度渐变视图的创建，CoreGraphics框架中提供了两个类型CGShadingRef与CGGradientRef。CoreGraphics框架在绘制梯度渐变时，有两种绘制方式，分别为轴向绘制与径向绘制。轴向绘制是指确定两个点，起点与终点连接的直线作为梯度渐变的轴，垂直于此轴的线共享相同的颜色，由起点向终点进行颜色渐变。径向渐变是指由两个圆连接成圆台，在同一圆周上的所有点共享相同的颜色，由起始圆向终点圆进行颜色渐变。

轴向渐变：

径向渐变：

前面说到，CGShadingRef与CGGradientRef都可以用于创建梯度渐变视图，这两个类型在使用使又有一些不同，CGShadingRef在使用使需要开发者为其提供一个颜色计算方法，CGGradientRef则不需要，相比之下，CGGradientRef更像是为了方便开发者使用而从CGShadingRef中扩展出的一个类型。

二、使用CGGradientRef创建梯度渐变视图

创建一个UIView子类，在其drawRect:方法中编写如下测试代码：

-(void)drawRect:(CGRect)rect{
    CGGradientRef gradientRef;
    CGColorSpaceRef colorSpaceRef;
    CGFloat locs[2] = {0,1};
    CGFloat colors[8] = { 1.0, 0, 0, 1.0,  // 前4个为起始颜色的rgba
        0, 1, 0, 1.0 }; // 后4个为结束颜色的rgba
    colorSpaceRef = CGColorSpaceCreateWithName(kCGColorSpaceGenericRGB);
    gradientRef = CGGradientCreateWithColorComponents (colorSpaceRef, colors,
                                                       locs, 2);
    CGContextRef contextRef = UIGraphicsGetCurrentContext();
    //这个方法用于创建轴向渐变
//    CGContextDrawLinearGradient(contextRef, gradientRef, rect.origin, CGPointMake(rect.origin.x+rect.size.width, rect.origin.y+rect.size.height), 0);
    //这个方法用于创建径向渐变
    CGContextDrawRadialGradient(contextRef, gradientRef, CGPointMake(rect.origin.x+rect.size.width/2, rect.origin.y+rect.size.height/2), rect.size.width/2, CGPointMake(rect.origin.x+rect.size.width/2, rect.origin.y+rect.size.height/2), rect.size.width/4, 0);
}

CGContextDrawRadiaGradient()方法中的参数解析如下：

/*
c:绘图上下文
gradieent:渐变对象
startCenter:渐变起始圆心
startRadius:渐变起始圆半径
endCenter:渐变终止圆心
endRadius:渐变终止圆半径
options:渐变的填充风格 设置为0则不进行填充
typedef CF_OPTIONS (uint32_t, CGGradientDrawingOptions) {
  kCGGradientDrawsBeforeStartLocation = (1 << 0), //起点以前也进行填充
  kCGGradientDrawsAfterEndLocation = (1 << 1)    //终点之后也进行填充
};
*/    
CG_EXTERN void CGContextDrawRadialGradient(CGContextRef cg_nullable c,
    CGGradientRef cg_nullable gradient, CGPoint startCenter, CGFloat startRadius,
    CGPoint endCenter, CGFloat endRadius, CGGradientDrawingOptions options)
    CG_AVAILABLE_STARTING(__MAC_10_5, __IPHONE_2_0);

CGGradient中定义的方法解析如下：

//获取CGGradient类在CoreGraphics框架中的id
CFTypeID CGGradientGetTypeID(void);
//创建CGGradientRef
/*
space:色彩空间
components:色值数组
locations:渐变临界点
count:locations数组中元素个数
*/
CGGradientRef __nullable CGGradientCreateWithColorComponents(
    CGColorSpaceRef cg_nullable space, const CGFloat * cg_nullable components,
    const CGFloat * __nullable locations, size_t count);
//创建CGGradientRef 这个方法locations中的元素个数需要与colors中的对应
/*
space:色彩空间
colors:颜色数组
locations:渐变临界点
*/
CGGradientRef __nullable CGGradientCreateWithColors(
    CGColorSpaceRef __nullable space, CFArrayRef cg_nullable colors,
    const CGFloat * __nullable locations);
//进行引用计数+1
CGGradientRef cg_nullable CGGradientRetain(
    CGGradientRef cg_nullable gradient);
//进行引用计数-1
void CGGradientRelease(CGGradientRef cg_nullable gradient);

三、CGShadingRef的应用

CGShadingRef的使用就不像CGGradientRef那么方便，其中方法解析如下：

//获取CGShadingRef在CoreGraphics框架中的id
CFTypeID CGShadingGetTypeID(void);
//创建轴向渐变的CGShadingRef对象
/*
space:色彩空间
start:起始点
end:结束点
function:颜色计算函数
extendStart:是否填充起始点以前
extendEnd:是否填充结束点之后
*/
CGShadingRef __nullable CGShadingCreateAxial(
    CGColorSpaceRef cg_nullable space, CGPoint start, CGPoint end,
    CGFunctionRef cg_nullable function, bool extendStart, bool extendEnd);
//创建径向渐变的CGShadingRef对象 参数同上
CGShadingRef __nullable CGShadingCreateRadial(
    CGColorSpaceRef cg_nullable space,
    CGPoint start, CGFloat startRadius, CGPoint end, CGFloat endRadius,
    CGFunctionRef cg_nullable function, bool extendStart, bool extendEnd);
//引用计数+1
CGShadingRef cg_nullable CGShadingRetain(CGShadingRef cg_nullable shading);
//引用计数-1
void CGShadingRelease(CGShadingRef cg_nullable shading);

示例代码如下：

//颜色计算函数
/*
info 是开发者后面将传入的色彩空间的参数个数
in 为输入参数 对应0-1之间
out 为输出参数 为所对应颜色空间的每个色值
*/
static void  myCalculateShadingValues (void *info,
                                       const CGFloat *in,
                                       CGFloat *out)
{
    size_t k, components;
    double frequency[4] = { 55, 220, 110, 0 };
    //获取色彩空间的色值数
    components = (size_t)info;
    for (k = 0; k < components - 1; k++)
        //*out++ 的作用是指针右移 out指针可以理解为数组 右移作用和数组赋值一致
        *out++ = (1 + sin(*in * frequency[k]))/2;
   //最后追加上透明度值
    *out++ = 1; // alpha
}

-(void)drawRect:(CGRect)rect{
    size_t numComponents;
    //输入参数的范围 其中元素个数是 输入参数个数的两倍
    static const CGFloat input_value_range [2] = { 0, 1 };
    //输出参数的范围 其中元素个数是 输出参数个数的两倍
    static const CGFloat output_value_ranges [8] = { 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1 };
    //组合回调函数
    static const CGFunctionCallbacks callbacks = { 0,
        &myCalculateShadingValues,
        NULL };
    //获取色彩空间的色值数
    numComponents = 1 + CGColorSpaceGetNumberOfComponents (CGColorSpaceCreateWithName(kCGColorSpaceGenericRGB));
    //创建CGFunctionRef
    CGFunctionRef func =  CGFunctionCreate ((void *) numComponents,
                             1,
                             input_value_range,
                             numComponents,
                             output_value_ranges,
                             &callbacks);
   
     
    CGPoint startPoint, endPoint;
    CGFloat startRadius, endRadius;
    CGAffineTransform myTransform;
    //起始圆位置
    startPoint = CGPointMake(0.25,0.3);
    //半径
    startRadius = .1;
    //终止圆位置
    endPoint = CGPointMake(.7,0.7);
    //半径
    endRadius = .25;
    //创建CGShadingRef
    CGShadingRef myShading =  CGShadingCreateRadial (CGColorSpaceCreateWithName(kCGColorSpaceGenericRGB),
                           startPoint,
                           startRadius,
                           endPoint,
                           endRadius,
                           func,
                           false,
                           false);
    CGContextRef context = UIGraphicsGetCurrentContext();
    //进行transform的映射
    myTransform = CGAffineTransformMakeScale(320, 568);
    CGContextConcatCTM(context, myTransform);
    CGContextSaveGState(context);
    //进行绘制
    CGContextDrawShading(context, myShading);

    
}

上面的示例代码效果如下图：

四、一些小技巧

灵活的应用CGContextDrawRadialGradient()方法可以创建出伪立体效果的图形，例如如下代码：

-(void)drawRect:(CGRect)rect{
    CGGradientRef gradientRef;
    CGColorSpaceRef colorSpaceRef;
    CGFloat locs[2] = {0,1};
    CGFloat colors[8] = { 1.0, 0, 0, 1.0,  // 前4个为起始颜色的rgba
        1, 1, 1, 1.0 }; // 后4个为结束颜色的rgba
    colorSpaceRef = CGColorSpaceCreateWithName(kCGColorSpaceGenericRGB);
    gradientRef = CGGradientCreateWithColorComponents (colorSpaceRef, colors,
                                                       locs, 2);
    CGContextRef contextRef = UIGraphicsGetCurrentContext();
    CGContextDrawRadialGradient(contextRef, gradientRef, CGPointMake(rect.origin.x+rect.size.width/2, rect.origin.y+rect.size.height/2), rect.size.width/2, CGPointMake(rect.origin.x+rect.size.width/2, rect.origin.y+rect.size.height/2-100), 0, 0);
}

通过调整内圆的位置和半径，可以做到光影的移动，效果如下：

//模拟金属原子
-(void)drawRect:(CGRect)rect{
    CGGradientRef gradientRef;
    CGColorSpaceRef colorSpaceRef;
    CGFloat locs[8] = {0,0.2,0.4,0.5,0.6,0.8,0.9,1.0};
    CGFloat colors[64] = { 1.0, 0, 0, 1.0,  // 前4个为起始颜色的rgba
        0.0, 1, 0, 1.0,
        0.0, 0, 1, 1.0,
        1.0, 0, 0, 1.0,
        0.0, 1, 0, 1.0,
        1.0, 0, 0, 1.0,
        1.0, 1, 0, 1.0,
        1, 1, 1, 1.0 }; // 后4个为结束颜色的rgba
    colorSpaceRef = CGColorSpaceCreateWithName(kCGColorSpaceGenericRGB);
    gradientRef = CGGradientCreateWithColorComponents (colorSpaceRef, colors,
                                                       locs, 8);
    CGContextRef contextRef = UIGraphicsGetCurrentContext();
//    CGContextDrawLinearGradient(contextRef, gradientRef, rect.origin, CGPointMake(rect.origin.x+rect.size.width, rect.origin.y+rect.size.height), 0);
    CGContextDrawRadialGradient(contextRef, gradientRef, CGPointMake(rect.origin.x+rect.size.width/2, rect.origin.y+rect.size.height/2), rect.size.width/2, CGPointMake(rect.origin.x+rect.size.width/2, rect.origin.y+rect.size.height/2-100), 0, 0);
}