Graphics Contexts图形上下文
图形上下文（graphics context）是绘制目标，可以理解为画布，包含着绘图时的参数和设备信息。类型为CGContextRef。获取graphics context后，调用Quartz 2D的函数进行绘制、旋转等操作，还可以修改如线宽、填充颜色等绘画参数。
获取图形上下文
当view出现在屏幕上以及视图将要更新时，系统会调用view的drawRect:方法。我们创建UIView子类，并重写drawRect:方法，此时调用UIKit提供的方法UIGraphicsGetCurrentContext，来获取系统为我们准备好的当前绘图环境的graphics context对象，。
路径
路径构成一个或多个图形或子路径。子路径可以由直线、曲线或两者相结合组成。如图：
点
调用CGContextMoveToPoint，传入表示x和y坐标的两个float值来确定路径的起始点。
CGContextMoveToPoint(context, 50, 50);线段
两个点确定一条线，线的起点为当前点，所以只需要确定终点。
1、调用CGContextAddLineToPoint，传入终点坐标来添加一条线。
CGContextAddLineToPoint(context, 100, 50);2、调用CGContextAddLines可以添加多条线，传入点的数组，Quartz以第一个点为起点，然后用直线依次连接剩下的点。
GPoint aPoints[3];//坐标点
aPoints[0] = CGPointMake(100, 80);//坐标1
aPoints[1] = CGPointMake(130, 150);//坐标2
aPoints[2] = CGPointMake(130, 200);//坐标3
CGContextAddLines(context, aPoints, 3);【实例1】
Quartz 2D简单绘制分割线：https://www.jianshu.com/p/52700532f854
弧
弧是圆的一部分，Quartz提供两个方法来创建弧。
1、CGContextAddArc，传入圆的中心点坐标(x,y)、半径、起始角度、结束角度、方向（1为时钟方向）。
CGContextAddArc(context, 100, 100, 50, M_PI_2 , 0, 1);2、CGContextAddArcToPoint，传入两个终点的坐标值以及半径长度，Quartz以两个终点确定两条切线，从而确定弧。
【实例2】
可拖动的环形进度：http://blog.csdn.net/dolacmeng/article/details/46617517
曲线
二次和三次贝塞尔曲线可以确定各种各样的曲线形状，如图：
1、调用CGContextAddCurveToPoint函数，传入两个控制点、结束点，来确定一条三次贝塞尔曲线。
2、通过调用CGContextAddQuadCurveToPoint，传入控制点和结束点，确定一条二次贝塞尔曲线
【实例】贝塞尔曲线动画demo（仿美人相机效果）：http://blog.csdn.net/dolacmeng/article/details/79276039
**实例中使用CAShapeLayer与UIBezierPath结合绘制，而非通过重写drawRect。UIBezierPath类可以创建基于矢量的路径，这个类在UIKit中，是Core Graphics框架关于path的一个封装。
CAShapeLayer和drawRect的比较：
- 1.drawRect：属于CoreGraphics框架，占用CPU，性能消耗大。
- 2.CAShapeLayer：属于CoreAnimation框架，通过GPU来渲染图形，节省性能。动画渲染直接提交给手机GPU，不消耗内存。
参考链接：https://www.jianshu.com/p/b1c38a3a67a9闭合路径
调用CGContextClosePath，会添加一条从当前点到起始点的线来闭合当前的形状。
椭圆
椭圆是一个被压扁的圆形，调用CGContextAddEllipseInRect方法，传入一个用以确定椭圆边界的矩形。
CGContextAddEllipseInRect(context, CGRectMake(0, 0, 200, 100));矩形
调用CGContextAddRect来添加一个矩形，传入一个包含原点坐标、宽度和高度的CGRect结构体。
CGContextAddRect(context, CGRectMake(0, 0, 200, 100));可以一次添加多个矩形，只需调用CGContextAddRects方法，并传入CGRect结构体数组。
CGRect rects[4];
rects[0] = (CGRect){{0,0}, {50, 50}};
rects[1] = (CGRect){{100, 100}, {30, 30}};
rects[2] = (CGRect){{0,100}, {20, 20}};
rects[3] = (CGRect){{100,0}, {10, 10}};
CGContextAddRects(context, rects, 4);
CGContextSetFillColorWithColor(context, [UIColor redColor].CGColor);
CGContextFillPath(context);Creating a Path
创建路径：
在图形上下文中创建路径，先调用CGContextBeginPath.然后通过调用CGContextMoveToPoint设置起点。之后就绘制添加线、弧或曲线。总之记住：
* 在开始新路径前，调用CGContextBeginPath.
* 线、弧、曲线从当前点开始绘制，所以必须调用CGContextMoveToPoint来设置当前起始点或者调用对应的便捷方法。
* 当你想要闭合当前路径，调用 CGContextClosePath方法来连接上起始点。
* 当你绘制弧时，Quartz会在当前点和弧的起始点之间绘制一条直线。
* 最后需调用绘制函数来填充(fill)或画(stroke)出路径。
如：
CGContextMoveToPoint(context, 100, 100);
CGContextAddLineToPoint(context, 200, 200);
CGContextAddLineToPoint(context, 50, 300);
CGContextClosePath(context);
CGContextSetStrokeColorWithColor(context, [UIColor redColor].CGColor);
CGContextStrokePath(context);当路径被绘制出来后，路径会被清除。如果想要保存路径，Quartz提供了两种数据类型来创建可重复利用的路径：CGPathRef 和 CGMutablePathRef。但操作的是CGPath而不是graphics context：
* CGPathCreateMutable 代替 CGContextBeginPath
* CGPathMoveToPoint 代替 CGContextMoveToPoint
* CGPathAddLineToPoint 代替 CGContextAddLineToPoint
* CGPathAddCurveToPoint 代替 CGContextAddCurveToPoint
* CGPathAddEllipseInRect 代替 CGContextAddEllipseInRect
* CGPathAddArc 代替 CGContextAddArc
* CGPathAddRect 代替 CGContextAddRect
* CGPathCloseSubpath 代替 CGContextClosePath
Painting a Path
Quartz提供方法画出（画线）或填充路径，或者同时画出（画线）并填充路径。绘制的线条特性（宽度、颜色等）、填充颜色和计算填充区域的方式都是graphics state的一部分。
可以通过下表的属性，修改画出的路径特性。一旦修改这些属性，会作用于之后的所有绘制中。
| Parameter | Function to set parameter value |
|---|---|
| Line width | CGContextSetLineWidth |
| Line join | CGContextSetLineJoin |
| Line cap | CGContextSetLineCap |
| Miter limit | CGContextSetMiterLimit |
| Line dash pattern | CGContextSetLineDash |
| Stroke color space | CGContextSetStrokeColorSpace |
| Stroke color | CGContextSetStrokeColorCGContextSetStrokeColorWithColor |
| Stroke pattern | CGContextSetStrokePattern |
line width是线条的宽度，路径两边各占线宽的一半。
line join表示Quartz怎么处理线条的连接处。Quartz支持的连接样式 如下：
line cap表示线的两个端点的样式：
line dash线条的样式：
Quartz提供的画线方法：
| Function | Description |
|---|---|
| CGContextStrokePath | Strokes the current path. |
| CGContextStrokeRect | Strokes the specified rectangle. |
| CGContextStrokeRectWithWidth | Strokes the specified rectangle, using the specified line width. |
| CGContextStrokeEllipseInRect | Strokes an ellipse that fits inside the specified rectangle. |
| CGContextStrokeLineSegments | Strokes a sequence of lines. |
| CGContextDrawPath | If you pass the constant kCGPathStroke, strokes the current path. See Filling a Path if you want to both fill and stroke a path. |
Filling a Path
当填充路径时，Quartz认为每一个路径都是闭合的，然后利用这些闭合的路径计算填充区域。一共有两种计算填充区域的方式。椭圆形、矩形等简单的路径，很好确定填充区域。但是如果有重叠的路径或者路径内包含多个路径时（如下图），有两种规则来确定填充区域。
默认的填充规则为非零绕组规则：给定一条曲线C和一个点P，构造一条从P点出发射向无穷远的射线。找出所有该射线和曲线的交点，并按如下规则统计绕组数量(winding number)：每一个顺时针方向（曲线从左向右通过射线）上的交点减1，每一个逆时针方向（曲线从右向左通过射线）上的交点加1。如果绕组总数为0，表示该点在曲线外；否则，该点在曲线内。
另一个为奇偶规则。平面内的任何一点P，引出一条射线，注意不要经过多边形的顶点，如果射线与多边形的交点的个数为奇数，则点P在多边形的内部，如果交点的个数为偶数，则点P在多边形的外部。
（参考：http://blog.csdn.net/wodownload2/article/details/52151714）
【实例】中间透明的引导蒙层
http://blog.csdn.net/dolacmeng/article/details/79285679
Quartz提供的填充函数如下3-5：
| Function | Description |
|---|---|
| CGContextEOFillPath | Fills the current path using the even-odd rule. |
| CGContextFillPath | Fills the current path using the nonzero winding number rule. |
| CGContextFillRect | Fills the area that fits inside the specified rectangle. |
| CGContextFillRects | Fills the areas that fits inside the specified rectangles. |
| CGContextFillEllipseInRect | Fills an ellipse that fits inside the specified rectangle. |
| CGContextDrawPath | Fills the current path if you pass kCGPathFill (nonzero winding number rule) or kCGPathEOFill (even-odd rule). Fills and strokes the current path if you pass kCGPathFillStroke or kCGPathEOFillStroke. |
Setting Blend Modes
重叠模式，两个绘制重叠时，重叠部分默认的颜色为：
result = (alpha * foreground) + (1 - alpha) * background
Clipping to a Path
路径可以作为遮罩，进行裁剪。例如有一张大图，但只希望显示其中一部分，可以设置裁剪区域，即只显示在闭合路径内部的部分：
CGContextBeginPath (context);
CGContextAddArc (context, w/2, h/2, ((w>h) ? h : w)/2, 0, 2*PI, 0);
CGContextClosePath (context);
CGContextClip (context);
提供的裁剪方法：
| Function | Description |
|---|---|
| CGContextClip | Uses the nonzero winding number rule to calculate the intersection of the current path with the current clipping path. |
| CGContextEOClip | Uses the even-odd rule to calculate the intersection of the current path with the current clipping path. |
| CGContextClipToRect | Sets the clipping area to the area that intersects both the current clipping path and the specified rectangle. |
| CGContextClipToRects | Sets the clipping area to the area that intersects both the current clipping path and region within the specified rectangles. |
| CGContextClipToMask | Maps a mask into the specif |
Transforms
在绘图前，可以通过变换矩阵（CTM）进行旋转、缩放、移动（可以理解为对坐标系操作），从而实现对即将绘制的图像进行变换。
下面的代码会把一张图片绘制到上下文：
CGContextDrawImage (myContext, rect, myImage);
调用CGContextTranslateCTM函数，改变坐标空间原点的x和y，如在x轴上移动100个单位，在y轴上移动50个单位：
CGContextTranslateCTM (myContext, 100, 50);
调用CGContextRotateCTM来旋转坐标系。如，旋转-45度：
CGContextRotateCTM (myContext, radians(–45.));
此时部分图片内容被裁剪了，因为这部分被移到图形上下文之外了。另外需要将角度转换为弧度：
include <math.h>
static inline double radians (double degrees) {return degrees * M_PI/180;}调用CGContextScaleCTM可以在x轴和y轴上对坐标系进行缩放，如果为负值，可以进行翻转。例如在x轴上缩放0.5倍，在y轴上缩放0.75倍：
可以结合使用多个变换，通过CGContextConcatCTM方法可将多个变换组合成一个变换。
也可以直接依次执行多个变换。如：
CGContextTranslateCTM (myContext, w/4, 0);
CGContextScaleCTM (myContext, .25, .5);
CGContextRotateCTM (myContext, radians ( 22.));
Creating Affine Transforms
仿射变换（affine transform）是作用于矩阵而非CTM。可以使用这些函数构造一个矩阵，然后通过函数CGContextConcatCTM应用于CTM。
仿射变换和CTM变换作用相同，都可以进行平移、旋转、缩放操作。方法和作用如下表：
| Function | Use |
|---|---|
| CGAffineTransformMakeTranslation | To construct a new translation matrix from x and y values that specify how much to move the origin. |
| CGAffineTransformTranslate | To apply a translation operation to an existing affine transform. |
| CGAffineTransformMakeRotation | To construct a new rotation matrix from a value that specifies in radians how much to rotate the coordinate system. |
| CGAffineTransformRotate | To apply a rotation operation to an existing affine transform. |
| CGAffineTransformMakeScale | To construct a new scaling matrix from x and y values that specify how much to stretch or shrink coordinates. |
| CGAffineTransformScale | To apply a scaling operation to an existing affine transform. |
.
Quartz提供了CGAffineTransformInvert方法来撤消一个矩阵。但一般可以通过保存和还原graphics state实现类似的需求。
如果想要只对某个点或某部分进行变换，可以通过CGPointApplyAffineTransform方法对点，通过CGSizeApplyAffineTransform对某部分进行操作。
【待续…】