UIBezierPath精讲

2017-01-09 来源: JG2014 发布在  http://www.cnblogs.com/yjg2014/p/5454275.html

前言

笔者在写本篇文章之前,也没有系统学习过贝塞尔曲线,只是曾经某一次的需求需要使用到,才临时百度看了一看而且使用最基本的功能。现在总算有时间停下来好好研究研究这个神奇而伟大的贝塞尔先生!

笔者在学习时,首先看了两遍UIBezierPath类头文件定义,熟悉了一下相关的属性和方法。

基础知识

使用UIBezierPath可以创建基于矢量的路径,此类是Core Graphics框架关于路径的封装。使用此类可以定义简单的形状,如椭圆、矩形或者有多个直线和曲线段组成的形状等。

UIBezierPathCGPathRef数据类型的封装。如果是基于矢量形状的路径,都用直线和曲线去创建。我们使用直线段去创建矩形和多边形,使用曲线去创建圆弧(arc)、圆或者其他复杂的曲线形状。

使用UIBezierPath画图步骤:

  1. 创建一个UIBezierPath对象
  2. 调用-moveToPoint:设置初始线段的起点
  3. 添加线或者曲线去定义一个或者多个子路径
  4. 改变UIBezierPath对象跟绘图相关的属性。如,我们可以设置画笔的属性、填充样式等

UIBezierPath创建方法介绍

我们先看看UIBezierPath类提供了哪些创建方式,这些都是工厂方法,直接使用即可。

 
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+ (instancetype)bezierPath;
+ (instancetype)bezierPathWithRect:(CGRect)rect;
+ (instancetype)bezierPathWithOvalInRect:(CGRect)rect;
+ (instancetype)bezierPathWithRoundedRect:(CGRect)rect
                            cornerRadius:(CGFloat)cornerRadius;
+ (instancetype)bezierPathWithRoundedRect:(CGRect)rect
                        byRoundingCorners:(UIRectCorner)corners
                              cornerRadii:(CGSize)cornerRadii;
+ (instancetype)bezierPathWithArcCenter:(CGPoint)center
                                 radius:(CGFloat)radius
                             startAngle:(CGFloat)startAngle
                               endAngle:(CGFloat)endAngle
                              clockwise:(BOOL)clockwise;
+ (instancetype)bezierPathWithCGPath:(CGPathRef)CGPath;
 

下面我们一个一个地介绍其用途。

 
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+ (instancetype)bezierPath;
 

这个使用比较多,因为这个工厂方法创建的对象,我们可以根据我们的需要任意定制样式,可以画任何我们想画的图形。

 
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+ (instancetype)bezierPathWithRect:(CGRect)rect;
 

这个工厂方法根据一个矩形画贝塞尔曲线。

 
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+ (instancetype)bezierPathWithOvalInRect:(CGRect)rect;
 

这个工厂方法根据一个矩形画内切曲线。通常用它来画圆或者椭圆。

 
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+ (instancetype)bezierPathWithRoundedRect:(CGRect)rect
                            cornerRadius:(CGFloat)cornerRadius;
+ (instancetype)bezierPathWithRoundedRect:(CGRect)rect
                        byRoundingCorners:(UIRectCorner)corners
                              cornerRadii:(CGSize)cornerRadii;
 

第一个工厂方法是画矩形,但是这个矩形是可以画圆角的。第一个参数是矩形,第二个参数是圆角大小。 第二个工厂方法功能是一样的,但是可以指定某一个角画成圆角。像这种我们就可以很容易地给UIView扩展添加圆角的方法了。

 
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+ (instancetype)bezierPathWithArcCenter:(CGPoint)center
                                 radius:(CGFloat)radius
                             startAngle:(CGFloat)startAngle
                               endAngle:(CGFloat)endAngle
                              clockwise:(BOOL)clockwise;
 

这个工厂方法用于画弧,参数说明如下: center: 弧线中心点的坐标 radius: 弧线所在圆的半径 startAngle: 弧线开始的角度值 endAngle: 弧线结束的角度值clockwise: 是否顺时针画弧线

温馨提示

我们下面的代码都是在自定义的BezierPathView类中下面的方法中调用:

 
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- (void)drawRect:(CGRect)rect`
 

画三角形

先看效果图:

 
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// 画三角形
- (void)drawTrianglePath {
  
  UIBezierPath *path = [UIBezierPath bezierPath];
  [path moveToPoint:CGPointMake(20, 20)];
  [path addLineToPoint:CGPointMake(self.frame.size.width - 40, 20)];
  [path addLineToPoint:CGPointMake(self.frame.size.width / 2, self.frame.size.height - 20)];
  
  // 最后的闭合线是可以通过调用closePath方法来自动生成的,也可以调用-addLineToPoint:方法来添加
  //  [path addLineToPoint:CGPointMake(20, 20)];
  
  [path closePath];
  
  // 设置线宽
  path.lineWidth = 1.5;
 
  // 设置填充颜色
  UIColor *fillColor = [UIColor greenColor];
  [fillColor set];
  [path fill];
  
  // 设置画笔颜色
  UIColor *strokeColor = [UIColor blueColor];
  [strokeColor set];
  
  // 根据我们设置的各个点连线
  [path stroke];
}
 

我们设置画笔颜色通过set方法:

 
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UIColor *strokeColor = [UIColor blueColor];
[strokeColor set];
 

如果我们需要设置填充颜色,比如这里设置为绿色,那么我们需要在设置画笔颜色之前先设置填充颜色,否则画笔颜色就被填充颜色替代了。也就是说,如果要让填充颜色与画笔颜色不一样,那么我们的顺序必须是先设置填充颜色再设置画笔颜色。如下,这两者顺序不能改变。因为我们设置填充颜色也是跟设置画笔颜色一样调用UIColor-set方法。

 
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// 设置填充颜色
UIColor *fillColor = [UIColor greenColor];
[fillColor set];
[path fill];
 
// 设置画笔颜色
UIColor *strokeColor = [UIColor blueColor];
[strokeColor set];
 

画矩形

先看效果图:

 
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// 画矩形
- (void)drawRectPath {
  UIBezierPath *path = [UIBezierPath bezierPathWithRect:CGRectMake(20, 20, self.frame.size.width - 40, self.frame.size.height - 40)];
  
  path.lineWidth = 1.5;
  path.lineCapStyle = kCGLineCapRound;
  path.lineJoinStyle = kCGLineJoinBevel;
  
  // 设置填充颜色
  UIColor *fillColor = [UIColor greenColor];
  [fillColor set];
  [path fill];
  
  // 设置画笔颜色
  UIColor *strokeColor = [UIColor blueColor];
  [strokeColor set];
  
  // 根据我们设置的各个点连线
  [path stroke];
}
 

lineCapStyle属性是用来设置线条拐角帽的样式的,其中有三个选择:

 
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/* Line cap styles. */
 
typedef CF_ENUM(int32_t, CGLineCap) {
    kCGLineCapButt,
    kCGLineCapRound,
    kCGLineCapSquare
};
 

其中,第一个是默认的,第二个是轻微圆角,第三个正方形。

lineJoinStyle属性是用来设置两条线连结点的样式,其中也有三个选择:

 
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/* Line join styles. */
 
typedef CF_ENUM(int32_t, CGLineJoin) {
    kCGLineJoinMiter,
    kCGLineJoinRound,
    kCGLineJoinBevel
};
 

其中,第一个是默认的表示斜接,第二个是圆滑衔接,第三个是斜角连接。

画圆

我们可以使用+ bezierPathWithOvalInRect:方法来画圆,当我们传的rect参数是一下正方形时,画出来的就是圆。

先看效果图:

 
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- (void)drawCiclePath {
  // 传的是正方形,因此就可以绘制出圆了
  UIBezierPath *path = [UIBezierPath bezierPathWithOvalInRect:CGRectMake(20, 20, self.frame.size.width - 40, self.frame.size.width - 40)];
  
  // 设置填充颜色
  UIColor *fillColor = [UIColor greenColor];
  [fillColor set];
  [path fill];
  
  // 设置画笔颜色
  UIColor *strokeColor = [UIColor blueColor];
  [strokeColor set];
  
  // 根据我们设置的各个点连线
  [path stroke];
}
 

注意:要画圆,我们需要传的rect参数必须是正方形哦!

画椭圆

先看效果图:

前面我们已经画圆了,我们可以使用+ bezierPathWithOvalInRect:方法来画圆,当我们传的rect参数是一下正方形时,画出来的就是圆。那么我们要是不传正方形,那么绘制出来的就是椭圆了。

 
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// 画椭圆
- (void)drawOvalPath {
  // 传的是不是正方形,因此就可以绘制出椭圆圆了
  UIBezierPath *path = [UIBezierPath bezierPathWithOvalInRect:CGRectMake(20, 20, self.frame.size.width - 80, self.frame.size.height - 40)];
  
  // 设置填充颜色
  UIColor *fillColor = [UIColor greenColor];
  [fillColor set];
  [path fill];
  
  // 设置画笔颜色
  UIColor *strokeColor = [UIColor blueColor];
  [strokeColor set];
  
  // 根据我们设置的各个点连线
  [path stroke];
}
 

画带圆角的矩形

 
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+ (instancetype)bezierPathWithRoundedRect:(CGRect)rect
                            cornerRadius:(CGFloat)cornerRadius;
+ (instancetype)bezierPathWithRoundedRect:(CGRect)rect
                        byRoundingCorners:(UIRectCorner)corners
                              cornerRadii:(CGSize)cornerRadii;
 

第一个工厂方法是画矩形,但是这个矩形是可以画圆角的。第一个参数是矩形,第二个参数是圆角大小。 第二个工厂方法功能是一样的,但是可以指定某一个角画成圆角。像这种我们就可以很容易地给UIView扩展添加圆角的方法了。

四个都是圆角10:

 
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- (void)drawRoundedRectPath {
  UIBezierPath *path = [UIBezierPath bezierPathWithRoundedRect:CGRectMake(20, 20, self.frame.size.width - 40, self.frame.size.height - 40) cornerRadius:10];
  
  // 设置填充颜色
  UIColor *fillColor = [UIColor greenColor];
  [fillColor set];
  [path fill];
  
  // 设置画笔颜色
  UIColor *strokeColor = [UIColor blueColor];
  [strokeColor set];
  
  // 根据我们设置的各个点连线
  [path stroke];
}
 

如果要画只有一个角是圆角,那么我们就修改创建方法:

 
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UIBezierPath *path = [UIBezierPath bezierPathWithRoundedRect:CGRectMake(20, 20, self.frame.size.width - 40, self.frame.size.height - 40) byRoundingCorners:UIRectCornerTopRight cornerRadii:CGSizeMake(20, 20)];
 

其中第一个参数一样是传了个矩形,第二个参数是指定在哪个方向画圆角,第三个参数是一个CGSize类型,用来指定水平和垂直方向的半径的大小。看下效果图:

画弧

画弧前,我们需要了解其参考系,如下图(图片来自网络):

 
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#define   kDegreesToRadians(degrees)  ((pi * degrees)/ 180)
- (void)drawARCPath {
  const CGFloat pi = 3.14159265359;
 
  CGPoint center = CGPointMake(self.frame.size.width / 2, self.frame.size.height / 2);
  UIBezierPath *path = [UIBezierPath bezierPathWithArcCenter:center
                                                      radius:100
                                                  startAngle:0
                                                    endAngle:kDegreesToRadians(135)
                                                   clockwise:YES];
  
  path.lineCapStyle = kCGLineCapRound;
  path.lineJoinStyle = kCGLineJoinRound;
  path.lineWidth = 5.0;
  
  UIColor *strokeColor = [UIColor redColor];
  [strokeColor set];
  
  [path stroke];
}
 

效果图如下:

我们要明确一点,画弧参数startAngleendAngle使用的是弧度,而不是角度,因此我们需要将常用的角度转换成弧度。对于效果图中,我们设置弧的中心为控件的中心,起点弧度为0,也就是正东方向,而终点是135度角的位置。如果设置的clockwise:YES是逆时针方向绘制,如果设置为NO,效果如下:

这两者正好是相反的。

画二次贝塞尔曲线

先来学习一下关于控制点,如下图(图片来自网络):

画二次贝塞尔曲线,是通过调用此方法来实现的:

 
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- (void)addQuadCurveToPoint:(CGPoint)endPoint controlPoint:(CGPoint)controlPoint  
 

参数说明:

endPoint:终端点
controlPoint:控制点,对于二次贝塞尔曲线,只有一个控制点

看效果图:

 
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- (void)drawSecondBezierPath {
  UIBezierPath *path = [UIBezierPath bezierPath];
  
  // 首先设置一个起始点
  [path moveToPoint:CGPointMake(20, self.frame.size.height - 100)];
 
  // 添加二次曲线
  [path addQuadCurveToPoint:CGPointMake(self.frame.size.width - 20, self.frame.size.height - 100)
               controlPoint:CGPointMake(self.frame.size.width / 2, 0)];
  
  path.lineCapStyle = kCGLineCapRound;
  path.lineJoinStyle = kCGLineJoinRound;
  path.lineWidth = 5.0;
  
  UIColor *strokeColor = [UIColor redColor];
  [strokeColor set];
  
  [path stroke];
}
 

画二次贝塞尔曲线的步骤:

  1. 先设置一个起始点,也就是通过-moveToPoint:设置
  2. 调用-addQuadCurveToPoint:controlPoint:方法设置终端点和控制点,以画二次曲线

在效果图中,拱桥左边的起始点就是我们设置的起始点,最右边的终点,就是我们设置的终端点,而我们设置的控制点为(width / 2, 0)对应于红色矩形中水平方向在正中央,而垂直方向在最顶部。

这个样式看起来很像sin或者cos函数吧?这两个只是特例而已,其实可以画任意图形,只是想不到,没有做不到的。

画三次贝塞尔曲线

贝塞尔曲线必定通过首尾两个点,称为端点;中间两个点虽然未必要通过,但却起到牵制曲线形状路径的作用,称作控制点。关于三次贝塞尔曲线的控制器,看下图:

提示:其组成是起始端点+控制点1+控制点2+终止端点

如下方法就是画三次贝塞尔曲线的关键方法,以三个点画一段曲线,一般和-moveToPoint:配合使用。

 
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- (void)addCurveToPoint:(CGPoint)endPoint
          controlPoint1:(CGPoint)controlPoint1
          controlPoint2:(CGPoint)controlPoint2
 

看下效果图:

实现代码是这样的:

 
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- (void)drawThirdBezierPath {
  UIBezierPath *path = [UIBezierPath bezierPath];
  
  // 设置起始端点
  [path moveToPoint:CGPointMake(20, 150)];
  
  [path addCurveToPoint:CGPointMake(300, 150)
          controlPoint1:CGPointMake(160, 0)
          controlPoint2:CGPointMake(160, 250)];
  
  path.lineCapStyle = kCGLineCapRound;
  path.lineJoinStyle = kCGLineJoinRound;
  path.lineWidth = 5.0;
  
  UIColor *strokeColor = [UIColor redColor];
  [strokeColor set];
  
  [path stroke];
}
 

我们需要注意,这里确定的起始端点为(20,150),终止端点为(300, 150),基水平方向是一致的。控制点1的坐标是(160,0),水平方向相当于在中间附近,这个参数可以调整。控制点2的坐标是(160,250),如果以两个端点的连线为水平线,那么就是250-150=100,也就是在水平线下100。这样看起来就像一个sin函数了。

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