傻傻分不清:Quartz2D、QuartzCore、CoreAnimation、CoreImage、CoreGraphics

在iOS开发中,你可能都用到过这些知识点,但是并没有仔细区分过,正所谓,百姓日用而不知,现在就来细说一下他们之间的区别和联系。

1. CoreGraphics

这是一个C语言写就的库,来看看他的头文件:

#ifndef COREGRAPHICS_H_
#define COREGRAPHICS_H_

#include <CoreGraphics/CGBase.h>

#include <CoreGraphics/CGAffineTransform.h>
#include <CoreGraphics/CGBitmapContext.h>
#include <CoreGraphics/CGColor.h>
#include <CoreGraphics/CGColorConversionInfo.h>
#include <CoreGraphics/CGColorSpace.h>
#include <CoreGraphics/CGContext.h>
#include <CoreGraphics/CGDataConsumer.h>
#include <CoreGraphics/CGDataProvider.h>
#include <CoreGraphics/CGError.h>
#include <CoreGraphics/CGFont.h>
#include <CoreGraphics/CGFunction.h>
#include <CoreGraphics/CGGeometry.h>
#include <CoreGraphics/CGGradient.h>
#include <CoreGraphics/CGImage.h>
#include <CoreGraphics/CGLayer.h>
#include <CoreGraphics/CGPDFArray.h>
#include <CoreGraphics/CGPDFContentStream.h>
#include <CoreGraphics/CGPDFContext.h>
#include <CoreGraphics/CGPDFDictionary.h>
#include <CoreGraphics/CGPDFDocument.h>
#include <CoreGraphics/CGPDFObject.h>
#include <CoreGraphics/CGPDFOperatorTable.h>
#include <CoreGraphics/CGPDFPage.h>
#include <CoreGraphics/CGPDFScanner.h>
#include <CoreGraphics/CGPDFStream.h>
#include <CoreGraphics/CGPDFString.h>
#include <CoreGraphics/CGPath.h>
#include <CoreGraphics/CGPattern.h>
#include <CoreGraphics/CGShading.h>


#endif  /* COREGRAPHICS_H_ */

通过头文件可以看到,CoreGraphics的类名都是以CG开头的,平时所用的CGRect、CGPoint就在CGGeometry这个几何相关的类中定义,CGFont类则被封装成了UIFont,CGImage构成了UIImage,CGContext是绘图的上下文等等。所以CoreGraphics是系统绘制界面、文字、图像等UI的基础。

2. Quartz2D

这是一个基于CoreGraphics API的绘图框架,系统中并没有Quartz2D.framework这么一个库,他只是包含了CoreGraphics中的部分API,是一个抽象的引擎,并不是一个实体,他在iOS和MAC系统中负责:

  • 绘制图形 : 线条\三角形\矩形\圆\弧等
  • 绘制文字
  • 绘制\生成图片(图像)
  • 读取\生成PDF
  • 截图\裁剪图片
  • 自定义UI控件

PS:因为是API是C语言写成的,所以ARC并不起作用,仍然需要手动管理内存。

3.QuartzCore和CoreAnimation

打开QuartzCore的头文件可以看到

#ifndef QUARTZCORE_H
#define QUARTZCORE_H

#include <QuartzCore/CoreAnimation.h>

#endif /* QUARTZCORE_H */

QuartzCore就是引用了CoreAnimation的头文件,所以这两个实际上是同一个,是雌雄同体。。。。
CoreAnimation中文名核心动画,看名字是负责动画的,其实不然,作用相当大,来看看他的头文件


#ifndef COREANIMATION_H
#define COREANIMATION_H

#include <QuartzCore/CABase.h>
#include <QuartzCore/CATransform3D.h>

#ifdef __OBJC__
#import <Foundation/Foundation.h>
#import <QuartzCore/CAAnimation.h>
#import <QuartzCore/CADisplayLink.h>
#import <QuartzCore/CAEAGLLayer.h>
#import <QuartzCore/CAEmitterBehavior.h>
#import <QuartzCore/CAEmitterCell.h>
#import <QuartzCore/CAEmitterLayer.h>
#import <QuartzCore/CAGradientLayer.h>
#import <QuartzCore/CALayer.h>
#import <QuartzCore/CAMediaTiming.h>
#import <QuartzCore/CAMediaTimingFunction.h>
#import <QuartzCore/CAReplicatorLayer.h>
#import <QuartzCore/CAScrollLayer.h>
#import <QuartzCore/CAShapeLayer.h>
#import <QuartzCore/CATextLayer.h>
#import <QuartzCore/CATiledLayer.h>
#import <QuartzCore/CATransaction.h>
#import <QuartzCore/CATransform3D.h>
#import <QuartzCore/CATransformLayer.h>
#import <QuartzCore/CAValueFunction.h>
#endif

#endif /* COREANIMATION_H */

以CA开头的都是他的类,其中带layer的类是构成UIView的基石,用来呈现内容。其中:

  • CAShapeLayer
    用来根据CGPath来渲染的图层,这里CGPath就是上文中提到的CoreGraphics的一部分,比如常做的圆角,都是用cornerRadius来做,但是这是四个角都有的,要想做一个角的就得用他了。
  • CATextLayer
    这个layer可以呈现文字,包含了UILabel的功能,如果你闲的蛋疼,也可以用他来实现一个label。
  • CAGradientLayer
    是用来生成两种或更多颜色平滑渐变的。
  • CAReplicatorLayer
    是为了高效生成许多相似的图层。它会绘制一个或多个图层的子图层,并在每个复制体上应用不同的变换。
  • CAScrollLayer
    有点像UIScrollView,可以用来呈现比他大的内容。
  • CATiledLayer
    Tiled意思的瓷砖,就像铺地板一样,可以把一个很大的图片,切成一格一格的来呈现。
  • CAEAGLLayer
    用来进行OpenGL绘图的工作,需要有OpenGL的基础。

这其中可能存在疑问,比如既然有了CATextLayer,为啥还要UILabel,有了CAScrollLayer还要有UIScrollView。答案是layer层只能呈现视图,不能响应用户事件,比如输入,点击,拖拽等,所以才会有UIKit对layer的封装,用来处理事件,然后用layer来呈现内容。

CAAnimation类继承与NSObject,他是一个抽象类,并不直接负责动画,他有一个子类CAPropertyAnimation,也是抽象类。CAPropertyAnimation的两个子类才直接对layer层进行动画操作,其中CABasicAnimation负责基础动画,CAKeyframeAnimation负责关键帧动画。

带有Emitter的类是负责粒子动画的类,可以用来做炫酷的粒子动画。

带有Trans的类负责仿射动画,所谓仿射,就是模仿阳光照射,就有了立体的感觉,可以做三维空间的变换,不像CAAnimation,只能在平面上动手脚。

CAMediaTiming是一个协议,里边规定了几个属性,用来精确控制时间,animation和layer实现了这个协议。

4. CoreImage

照例,来看看头文件

#ifdef __OBJC__

#import <CoreImage/CoreImageDefines.h>
#import <Foundation/Foundation.h>

#define UNIFIED_CORE_IMAGE 1

#import <CoreImage/CIVector.h>
#import <CoreImage/CIColor.h>
#import <CoreImage/CIImage.h>
#import <CoreImage/CIContext.h>
#import <CoreImage/CIFilter.h>
#import <CoreImage/CIKernel.h>
#import <CoreImage/CIDetector.h>
#import <CoreImage/CIFeature.h>
#import <CoreImage/CIImageProvider.h>
#import <CoreImage/CIImageProcessor.h>
#import <CoreImage/CIImageAccumulator.h>
#import <CoreImage/CIFilterConstructor.h>
#import <CoreImage/CIFilterShape.h>
#import <CoreImage/CISampler.h>
#import <CoreImage/CIRAWFilter.h>
#if !TARGET_OS_IPHONE
#import <CoreImage/CIFilterGenerator.h>
#import <CoreImage/CIPlugIn.h>
#endif

#endif /* __OBJC__ */

头文件里可以看出来,这个库主要针对图片,跟上文里讲到的不太相关。

早年间,想要对图片做滤镜操作,要用到一个叫GPUImage的第三方库,如今,系统有了自己的库,可以对图片进行操作。其中CIFilter定义了各种滤镜,比如把图片变成黑白的,变成仿古的。还有以前流行的模糊图片等等,在美颜相机上做的,就能用这个库来做。

总结

写了这么多,可能又蒙了,这里总结一下

1. Quartz2D是CoreGraphics的一部分API的抽象,不是实际存在的.framework
2. CoreGraphics定义了颜色、位置、字体、路径、图片等UIKit的常见属性。是构成UIKit的基石。
3. QuartzCore和CoreAnimation是雌雄同体的同义词。
4. CoreAnimation定义了动画类来对layer做动画,定义了layer来呈现内容。定义了仿射变换来做3D动画。
5. CoreImage定义了滤镜,来对图片进行颜色过滤混合等操作。

PS:UIKit里的UIView,封装了layer来呈现内容,内容通过CoreGraphics来绘制到layer上,其中位置、大小、颜色,也都在CoreGraphics里定义了。并且加上了用户事件,用来响应用户的输入、点击、拖拽等操作。

才疏学浅,欢迎指正😀

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