在介绍渲染框架之前,我们得先了解一下iOS系统的渲染流水和具体的渲染技术栈
毫无疑问，开发者们接触得最多的框架是以下几个，UIKit、CoreAnimation，CoreGraphic,CoreImage。下面简要介绍这几个框架,顺便介绍下GPUImage:
UIKit是iOS应用程序开发的基础框架之一，也是iOS开发中的一个核心框架。它提供了一系列的类和组件,通过UIKit，开发者可以快速构建各种界面元素、实现用户交互和动画效果.
UIKit的主要功能和组件:
UIKit的绘图功能主要用于实现简单的图形绘制、文本显示和图像处理，适用于构建基本的用户界面元素和视图效果。对于更复杂的绘图需求,可以结合CoreGraphics框架来实现更丰富用户界面和图形效果
以下是UIKit与CoreGraphics结合使用的一些常见场景和方法:
在UIKit中，UIView类本身在绘制时自动创建一个图形环境，即CoreGraphics层的CGContext类型，作为当前的图形绘制环境。在绘制时可以调用UIGraphicsGetCurrentContext函数获得当前的图形环境;
Objective-C示例:
//Swift代码示例//CustomView.swiftimportUIKitclassCustomView:UIView{overridefuncdraw(_rect:CGRect){ifletcontext=UIGraphicsGetCurrentContext(){letpath=UIBezierPath()path.move(to:CGPoint(x:50,y:50))path.addLine(to:CGPoint(x:150,y:150))path.addArc(withCenter:CGPoint(x:100,y:100),radius:50,startAngle:0,endAngle:CGFloat(Double.pi*2),clockwise:true)context.setStrokeColor(UIColor.red.cgColor)context.setLineWidth(2.0)context.addPath(path.cgPath)context.strokePath()}}}3.2绘制自定义视图|绘制形状、文本等:Objective-C示例:
//CustomView.swiftimportUIKitclassCustomView:UIView{overridefuncdraw(_rect:CGRect){ifletcontext=UIGraphicsGetCurrentContext(){//绘制矩形context.setFillColor(UIColor.blue.cgColor)context.fill(CGRect(x:50,y:50,width:100,height:100))//绘制圆形context.setFillColor(UIColor.red.cgColor)context.fillEllipse(in:CGRect(x:150,y:150,width:50,height:50))//绘制文本lettext="Hello,CoreGraphics!"letattributes:[NSAttributedString.Key:Any]=[NSAttributedString.Key.font:UIFont.systemFont(ofSize:16),NSAttributedString.Key.foregroundColor:UIColor.green]text.draw(at:CGPoint(x:50,y:200),withAttributes:attributes)}}}3.3创建自定义按钮:Objective-C示例:
//Swift示例：//CustomButton.swiftimportUIKitclassCustomButton:UIButton{overridefuncdraw(_rect:CGRect){ifletcontext=UIGraphicsGetCurrentContext(){//绘制背景context.setFillColor(UIColor.blue.cgColor)context.fill(rect)//绘制边框context.setStrokeColor(UIColor.white.cgColor)context.stroke(rect)//绘制文本lettext="CustomButton"letattributes=[NSAttributedString.Key.font:UIFont.systemFont(ofSize:16.0),NSAttributedString.Key.foregroundColor:UIColor.white]lettextSize=text.size(withAttributes:attributes)lettextOrigin=CGPoint(x:(rect.width-textSize.width)/2,y:(rect.height-textSize.height)/2)text.draw(at:textOrigin,withAttributes:attributes)}}}3.4绘制图像和文本:Objective-C示例:
//Objective-C示例：//在UIView的drawRect方法中结合CoreGraphics绘制图像和文本-(void)drawRect:(CGRect)rect{CGContextRefcontext=UIGraphicsGetCurrentContext();//绘制图像UIImage*image=[UIImageimageNamed:@"exampleImage"];CGContextDrawImage(context,CGRectMake(20,20,100,100),image.CGImage);//添加滤镜效果CGContextSetBlendMode(context,kCGBlendModeMultiply);CGContextSetAlpha(context,0.5);//绘制文本NSString*text=@"Hello,World!";[textdrawAtPoint:CGPointMake(20,150)withAttributes:@{NSFontAttributeName:[UIFontsystemFontOfSize:16],NSForegroundColorAttributeName:[UIColorredColor]}];}Swift示例:
//Swift示例：//在UIView的draw方法中结合CoreGraphics绘制图像和文本overridefuncdraw(_rect:CGRect){ifletcontext=UIGraphicsGetCurrentContext(){//绘制图像ifletimage=UIImage(named:"exampleImage"){context.draw(image.cgImage!,in:CGRect(x:20,y:20,width:100,height:100))}//添加滤镜效果context.setBlendMode(.multiply)context.setAlpha(0.5)//绘制文本lettext="Hello,World!"letattributes=[NSAttributedString.Key.font:UIFont.systemFont(ofSize:16),NSAttributedString.Key.foregroundColor:UIColor.red]text.draw(at:CGPoint(x:20,y:150),withAttributes:attributes)}}3.5绘制动画效果:Objective-C示例:
//Swift示例：importUIKitclassCustomView:UIView{overridefuncdraw(_rect:CGRect){ifletcontext=UIGraphicsGetCurrentContext(){//绘制路径context.setStrokeColor(UIColor.red.cgColor)context.setLineWidth(2.0)context.move(to:CGPoint(x:50,y:50))context.addLine(to:CGPoint(x:200,y:200))context.strokePath()//创建路径动画letpathAnimation=CABasicAnimation(keyPath:"position")pathAnimation.fromValue=CGPoint(x:50,y:50)pathAnimation.toValue=CGPoint(x:200,y:200)pathAnimation.duration=2.0//添加动画layer.add(pathAnimation,forKey:"position")}}}3.6绘制图形上下文:Objective-C示例:
//Objective-C示例：-(UIImage*)drawCustomImage{UIGraphicsBeginImageContextWithOptions(CGSizeMake(200,200),NO,0.0);CGContextRefcontext=UIGraphicsGetCurrentContext();//绘制矩形CGContextSetFillColorWithColor(context,[UIColorblueColor].CGColor);CGContextFillRect(context,CGRectMake(50,50,100,100));//绘制文本NSString*text=@"Hello,CoreGraphics!";[textdrawAtPoint:CGPointMake(20,20)withAttributes:@{NSFontAttributeName:[UIFontsystemFontOfSize:16],NSForegroundColorAttributeName:[UIColorredColor]}];UIImage*image=UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();UIGraphicsEndImageContext();returnimage;}Swift示例:
//Swift示例：funcdrawCustomImage()->UIImage{UIGraphicsBeginImageContextWithOptions(CGSize(width:200,height:200),false,0.0)ifletcontext=UIGraphicsGetCurrentContext(){//绘制矩形context.setFillColor(UIColor.blue.cgColor)context.fill(CGRect(x:50,y:50,width:100,height:100))//绘制文本lettext="Hello,CoreGraphics!"letattributes=[NSAttributedString.Key.font:UIFont.systemFont(ofSize:16),NSAttributedString.Key.foregroundColor:UIColor.red]text.draw(at:CGPoint(x:20,y:20),withAttributes:attributes)ifletimage=UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext(){UIGraphicsEndImageContext()returnimage}}returnnil}三、CoreAnimation框架1.主要特点和功能CoreAnimation框架是iOS和macOS平台上用于实现动画效果和图层管理的核心框架。它提供了一套强大的API，用于创建、组合和管理图层，实现各种动画效果和视觉效果。以下是CoreAnimation框架的一些主要特点和功能:
CoreAnimation框架中的核心类主要包括以下几个：
CoreGraphics（Quartz2D）框架中的核心类主要包括以下几个:
CoreImage是苹果提供的图像处理框架，主要用于实现图像处理、滤镜应用和图像分析等功能。以下是CoreImage的核心要点:
//创建基于CPU的CIContext对象(默认是基于GPU，CPU需要额外设置参数)context=[CIContextcontextWithOptions:[NSDictionarydictionaryWithObject:[NSNumbernumberWithBool:YES]forKey:kCIContextUseSoftwareRenderer]];//创建基于GPU的CIContext对象context=[CIContextcontextWithOptions:nil];//创建基于GPU的CIContext对象EAGLContext*eaglctx=[[EAGLContextalloc]initWithAPI:kEAGLRenderingAPIOpenGLES2];context=[CIContextcontextWithEAGLContext:eaglctx];```2.核心类介绍六、Metal1.主要特点和功能Metal是苹果公司推出的图形和计算框架，主要用于实现高性能的图形渲染和通用计算任务。以下是Metal框架的主要特点和功能:
以下是Metal框架中一些核心类的介绍:
核心类:
协议:
OpenGLES（OpenGLforEmbeddedSystems）是一种用于嵌入式系统的轻量级版本的OpenGL图形库，常用于移动设备和嵌入式系统中的图形渲染。以下是OpenGLES的核心要点:
ARKit是苹果公司提供的增强现实（AR）框架，用于在iOS设备上实现增强现实体验。以下是ARKit的主要特点和功能:
ARKit框架中一些核心类的介绍:
通过这些核心类，开发者可以利用ARKit框架实现各种增强现实体验，包括追踪设备位置、识别环境特征、渲染3D内容等功能，为用户提供沉浸式的增强现实体验。
结合ARKit和Metal实现VR（VirtualReality）体验的核心要点包括以下几个方面:
在iOS开发中,使用SpriteKit框架、SenceKit框架可以进行2D、3D游戏开发。使用OpenCV可以进行计算机视觉处理开发。
OpenCV（OpenSourceComputerVisionLibrary）是一个开源的计算机视觉库，提供了丰富的图像处理和计算机视觉算法。通过OpenCV提供的丰富功能和算法，开发者可以实现各种计算机视觉任务，包括图像处理、特征检测、目标检测、机器学习、特征提取、视频处理等，为图像处理和计算机视觉应用提供强大支持。以下是OpenCV的核心要点:
对于寻找游戏引擎的开发者来说，Metal不是最佳选择。苹果官方的是更好的选择:
另外还有功能更全面的3D引擎，例如:
SpriteKit让开发者可以开发高性能、省电节能的2D游戏。在iOS8中，我们新添了多项增强功能，这将使2D游戏体验更加精彩。这些新技术有助于使游戏角色的动作更加自然，并让开发者可以更轻松地在游戏中加入力场、检测碰撞和生成新的灯光效果。
SceneKit专为休闲3D游戏而设计，可让开发者渲染3D游戏场景。SceneKit内置了物理引擎、粒子发生器和各种易用工具，可以轻松快捷地为3D物体编写动作。不仅如此，它还与SpriteKit完全集成，所以开发者可以直接在3D游戏中加入SpriteKit的素材。
本文主要针对官方自带的图形界面处理框架和比较流行视频图层处理框架进行简单介绍: