前言
app在渲染視圖時，需要在坐標(biāo)系中指定繪制區(qū)域。
這個概念看似乎簡單，事實(shí)并非如此。
When an app draws something in iOS, it has to locate the drawn content in a two-dimensional space defined by a coordinate system.
This notion might seem straightforward at first glance, but it isn't.
正文
我們先從一段最簡單的代碼入手，在drawRect中顯示一個普通的UILabel；
為了方便判斷，我把整個view的背景設(shè)置成黑色：
- (void)drawRect:(CGRect)rect { [super drawRect:rect]; CGContextRef context = UIGraphicsGetCurrentContext(); NSLog(@"CGContext default CTM matrix %@", NSStringFromCGAffineTransform(CGContextGetCTM(context))); UILabel *testLabel = [[UILabel alloc] initWithFrame:CGRectMake(0, 0, 100, 28)]; testLabel.text = @"測試文本"; testLabel.font = [UIFont systemFontOfSize:14]; testLabel.textColor = [UIColor whiteColor]; [testLabel.layer renderInContext:context];}這段代碼首先創(chuàng)建一個UILabel，然后設(shè)置文本，顯示到屏幕上，沒有修改坐標(biāo)。
所以按照UILabel.layer默認(rèn)的坐標(biāo)(0, 0)，在左上角進(jìn)行了繪制。
UILabel繪制
接著，我們嘗試使用CoreText來渲染一段文本。
- (void)drawRect:(CGRect)rect { [super drawRect:rect]; CGContextRef context = UIGraphicsGetCurrentContext(); NSLog(@"CGContext default matrix %@", NSStringFromCGAffineTransform(CGContextGetCTM(context))); NSAttributedString *attrStr = [[NSAttributedString alloc] initWithString:@"測試文本" attributes:@{ NSForegroundColorAttributeName:[UIColor whiteColor], NSFontAttributeName:[UIFont systemFontOfSize:14], }]; CTFramesetterRef frameSetter = CTFramesetterCreateWithAttributedString((__bridge CFAttributedStringRef) attrStr); // 根據(jù)富文本創(chuàng)建排版類CTFramesetterRef UIBezierPath * bezierPath = [UIBezierPath bezierPathWithRect:CGRectMake(0, 0, 100, 20)]; CTFrameRef frameRef = CTFramesetterCreateFrame(frameSetter, CFRangeMake(0, 0), bezierPath.CGPath, NULL); // 創(chuàng)建排版數(shù)據(jù) CTFrameDraw(frameRef, context);}首先用NSString創(chuàng)建一個富文本，然后根據(jù)富文本創(chuàng)建CTFramesetterRef，結(jié)合CGRect生成的UIBezierPath，我們得到CTFrameRef，最終渲染到屏幕上。
但是結(jié)果與上文不一致：文字是上下顛倒。
CoreText的文本繪制
從這個不同的現(xiàn)象開始，我們來理解iOS的坐標(biāo)系。
坐標(biāo)系概念
在iOS中繪制圖形必須在一個二維的坐標(biāo)系中進(jìn)行，但在iOS系統(tǒng)中存在多個坐標(biāo)系，常需要處理一些坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換。
先介紹一個圖形上下文(graphics context)的概念，比如說我們常用的CGContext就是Quartz 2D的上下文。圖形上下文包含繪制所需的信息，比如顏色、線寬、字體等。用我們在Windows常用的畫圖來參考，當(dāng)我們使用畫筆🖌在白板中寫字時，圖形上下文就是畫筆的屬性設(shè)置、白板大小、畫筆位置等等。
iOS中，每個圖形上下文都會有三種坐標(biāo)：
1、繪制坐標(biāo)系（也叫用戶坐標(biāo)系），我們平時繪制所用的坐標(biāo)系；
2、視圖（view）坐標(biāo)系，固定左上角為原點(diǎn)（0，0）的view坐標(biāo)系；
3、物理坐標(biāo)系，物理屏幕中的坐標(biāo)系，同樣是固定左上角為原點(diǎn)；
根據(jù)我們繪制的目標(biāo)不同（屏幕、位圖、PDF等），會有多個context；
Quartz常見的繪制目標(biāo)
不同context的繪制坐標(biāo)系各不相同，比如說UIKit的坐標(biāo)系為左上角原點(diǎn)的坐標(biāo)系，CoreGraphics的坐標(biāo)系為左下角為原點(diǎn)的坐標(biāo)系；
CoreGraphics坐標(biāo)系和UIKit坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換
CoreText基于CoreGraphics，所以坐標(biāo)系也是CoreGraphics的坐標(biāo)系。
我們回顧下上文提到的兩個渲染結(jié)果，我們產(chǎn)生如下疑問：
UIGraphicsGetCurrentContext返回的是CGContext，代表著是左下角為原點(diǎn)的坐標(biāo)系，用UILabel（UIKit坐標(biāo)系）可以直接renderInContext，并且“測”字對應(yīng)為UILabel的（0，0）位置，是在左上角？
當(dāng)用CoreText渲染時，坐標(biāo)是（0，0），但是渲染的結(jié)果是在左上角，并不是在左下角；并且文字是上下顛倒的。
為了探究這個問題，我在代碼中加入了一行l(wèi)og：
NSLog(@"CGContext default matrix %@", NSStringFromCGAffineTransform(CGContextGetCTM(context)));
其結(jié)果是CGContext default matrix [2, 0, 0, -2, 0, 200]；
CGContextGetCTM返回是CGAffineTransform仿射變換矩陣：
一個二維坐標(biāo)系上的點(diǎn)p，可以表達(dá)為(x, y, 1)，乘以變換的矩陣，如下：
把結(jié)果相乘，得到下面的關(guān)系
此時，我們再來看看打印的結(jié)果[2, 0, 0, -2, 0, 200]，可以化簡為
x' = 2x, y' = 200 - 2y
因?yàn)殇秩镜膙iew高度為100，所以這個坐標(biāo)轉(zhuǎn)換相當(dāng)于把原點(diǎn)在左下角（0，100）的坐標(biāo)系，轉(zhuǎn)換為原點(diǎn)在左上角（0，0）的坐標(biāo)系！通常我們都會使用UIKit進(jìn)行渲染，所以iOS系統(tǒng)在drawRect返回CGContext的時候，默認(rèn)幫我們進(jìn)行了一次變換，以方便開發(fā)者直接用UIKit坐標(biāo)系進(jìn)行渲染。
我們嘗試對系統(tǒng)添加的坐標(biāo)變換進(jìn)行還原：
先進(jìn)行CGContextTranslateCTM(context, 0, self.bounds.size.height);
對于x' = 2x, y' = 200 - 2y，我們使得x=x,y=y+100；（self.bounds.size.height=100）
于是有x' = 2x, y' = 200-2(y+100) = -2y;
再進(jìn)行CGContextScaleCTM(context, 1.0, -1.0);
對于x' = 2x, y' = -2y，我們使得x=x, y=-y;
于是有 x'=2x, y' = -2(-y) = 2y；
- (void)drawRect:(CGRect)rect { [super drawRect:rect]; CGContextRef context = UIGraphicsGetCurrentContext(); CGContextTranslateCTM(context, 0, self.bounds.size.height); CGContextScaleCTM(context, 1.0, -1.0); NSLog(@"CGContext default matrix %@", NSStringFromCGAffineTransform(CGContextGetCTM(context))); NSAttributedString *attrStr = [[NSAttributedString alloc] initWithString:@"測試文本" attributes:@{ NSForegroundColorAttributeName:[UIColor whiteColor], NSFontAttributeName:[UIFont systemFontOfSize:14], }]; CTFramesetterRef frameSetter = CTFramesetterCreateWithAttributedString((__bridge CFAttributedStringRef) attrStr); // 根據(jù)富文本創(chuàng)建排版類CTFramesetterRef UIBezierPath * bezierPath = [UIBezierPath bezierPathWithRect:CGRectMake(0, 0, 100, 20)]; CTFrameRef frameRef = CTFramesetterCreateFrame(frameSetter, CFRangeMake(0, 0), bezierPath.CGPath, NULL); // 創(chuàng)建排版數(shù)據(jù) CTFrameDraw(frameRef, context);}通過log也可以看出來CGContext default matrix [2, 0, -0, 2, 0, 0]；
最終結(jié)果如下，文本從左下角開始渲染，并且沒有出現(xiàn)上下顛倒的情況。
這時我們產(chǎn)生新的困擾：
用CoreText渲染文字的上下顛倒現(xiàn)象解決，但是修改后的坐標(biāo)系UIKit無法正常使用，如何兼容兩種坐標(biāo)系？
iOS可以使用CGContextSaveGState()方法暫存context狀態(tài)，然后在CoreText繪制完后通過CGContextRestoreGState ()可以恢復(fù)context的變換。
- (void)drawRect:(CGRect)rect { [super drawRect:rect]; CGContextRef context = UIGraphicsGetCurrentContext(); NSLog(@"CGContext default matrix %@", NSStringFromCGAffineTransform(CGContextGetCTM(context))); CGContextSaveGState(context); CGContextTranslateCTM(context, 0, self.bounds.size.height); CGContextScaleCTM(context, 1.0, -1.0); NSAttributedString *attrStr = [[NSAttributedString alloc] initWithString:@"測試文本" attributes:@{ NSForegroundColorAttributeName:[UIColor whiteColor], NSFontAttributeName:[UIFont systemFontOfSize:14], }]; CTFramesetterRef frameSetter = CTFramesetterCreateWithAttributedString((__bridge CFAttributedStringRef) attrStr); // 根據(jù)富文本創(chuàng)建排版類CTFramesetterRef UIBezierPath * bezierPath = [UIBezierPath bezierPathWithRect:CGRectMake(0, 0, 100, 20)]; CTFrameRef frameRef = CTFramesetterCreateFrame(frameSetter, CFRangeMake(0, 0), bezierPath.CGPath, NULL); // 創(chuàng)建排版數(shù)據(jù) CTFrameDraw(frameRef, context); CGContextRestoreGState(context); NSLog(@"CGContext default CTM matrix %@", NSStringFromCGAffineTransform(CGContextGetCTM(context))); UILabel *testLabel = [[UILabel alloc] initWithFrame:CGRectMake(0, 0, 100, 20)]; testLabel.text = @"測試文本"; testLabel.font = [UIFont systemFontOfSize:14]; testLabel.textColor = [UIColor whiteColor]; [testLabel.layer renderInContext:context];}渲染結(jié)果如下，控制臺輸出的兩個matrix都是[2, 0, 0, -2, 0, 200]；
遇到的問題
1、UILabel.layer在renderInContext的時候frame失效
初始化UILabel時設(shè)定了frame，但是沒有生效。
UILabel *testLabel = [[UILabel alloc] initWithFrame:CGRectMake(20, 20, 100, 28)];
這是因?yàn)閒rame是在上一層view中坐標(biāo)的偏移，在renderInContext中坐標(biāo)起點(diǎn)與frame無關(guān)，所以需要修改的是bounds屬性：
testLabel.layer.bounds = CGRectMake(50, 50, 100, 28);
2、renderInContext和drawInContext的選擇
在把UILabel.layer渲染到context的時候，應(yīng)該采用drawInContext還是renderInContext？
雖然這兩個方法都可以生效，但是根據(jù)畫線部分的內(nèi)容來判斷，還是采用了renderInContext，并且問題1就是由這里的一句Renders in the coordinate space of the layer，定位到問題所在。
3、如何理解CoreGraphics坐標(biāo)系不一致后，會出現(xiàn)繪制結(jié)果異常？
我的理解方法是，我們可以先不考慮坐標(biāo)系變換的情況。
如下圖，上半部分是普通的渲染結(jié)果，可以很容易的想象；
接下來是增加坐標(biāo)變換后，坐標(biāo)系變成原點(diǎn)在左上角的頂點(diǎn)，相當(dāng)于按照下圖的虛線進(jìn)行了一次垂直的翻轉(zhuǎn)。
也可以按照坐標(biāo)系變換的方式去理解，將左下角原點(diǎn)的坐標(biāo)系相對y軸做一次垂直翻轉(zhuǎn)，然后向上平移height的高度，這樣得到左上角原點(diǎn)的坐標(biāo)系。
附錄
總結(jié)
以上就是這篇文章的全部內(nèi)容了，希望本文的內(nèi)容對大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價值，如果有疑問大家可以留言交流，謝謝大家對武林網(wǎng)的支持。
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