## contents屬性
CALayer 有一個屬性叫做`contents`,這個屬性的類型被定義為id,意味著它可以是任何類型的對象。在這種情況下,你可以給`contents`屬性賦任何值,你的app仍然能夠編譯通過。但是,在實踐中,如果你給`contents`賦的不是CGImage,那么你得到的圖層將是空白的。
`contents`這個奇怪的表現是由Mac OS的歷史原因造成的。它之所以被定義為id類型,是因為在Mac OS系統上,這個屬性對CGImage和NSImage類型的值都起作用。如果你試圖在iOS平臺上將UIImage的值賦給它,只能得到一個空白的圖層。一些初識Core Animation的iOS開發者可能會對這個感到困惑。
頭疼的不僅僅是我們剛才提到的這個問題。事實上,你真正要賦值的類型應該是CGImageRef,它是一個指向CGImage結構的指針。UIImage有一個CGImage屬性,它返回一個"CGImageRef",如果你想把這個值直接賦值給CALayer的`contents`,那你將會得到一個編譯錯誤。因為CGImageRef并不是一個真正的Cocoa對象,而是一個Core Foundation類型。
盡管Core Foundation類型跟Cocoa對象在運行時貌似很像(被稱作toll-free bridging),他們并不是類型兼容的,不過你可以通過bridged關鍵字轉換。如果要給圖層的寄宿圖賦值,你可以按照以下這個方法:
~~~
layer.contents = (__bridge id)image.CGImage;
~~~
如果你沒有使用ARC(自動引用計數),你就不需要__bridge這部分。但是,你干嘛不用ARC?!
讓我們來繼續修改我們在第一章新建的工程,以便能夠展示一張圖片而不僅僅是一個背景色。我們已經用代碼的方式建立一個圖層,那我們就不需要額外的圖層了。那么我們就直接把layerView的宿主圖層的`contents`屬性設置成圖片。
清單2.1 更新后的代碼。
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@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad
{
[super viewDidLoad]; //load an image
UIImage *image = [UIImage imageNamed:@"Snowman.png"];
//add it directly to our view's layer
self.layerView.layer.contents = (__bridge id)image.CGImage;
}
@end
~~~
圖表2.1 在UIView的宿主圖層中顯示一張圖片

我們用這些簡單的代碼做了一件很有趣的事情:我們利用CALayer在一個普通的UIView中顯示了一張圖片。這不是一個UIImageView,它不是我們通常用來展示圖片的方法。通過直接操作圖層,我們使用了一些新的函數,使得UIView更加有趣了。
contentGravity
你可能已經注意到了我們的雪人看起來有點。。。胖 ==! 我們加載的圖片并不剛好是一個方的,為了適應這個視圖,它有一點點被拉伸了。在使用UIImageView的時候遇到過同樣的問題,解決方法就是把`contentMode`屬性設置成更合適的值,像這樣:
~~~
view.contentMode = UIViewContentModeScaleAspectFit;
~~~
這個方法基本和我們遇到的情況的解決方法已經接近了(你可以試一下 :) ),不過UIView大多數視覺相關的屬性比如`contentMode`,對這些屬性的操作其實是對對應圖層的操作。
CALayer與`contentMode`對應的屬性叫做`contentsGravity`,但是它是一個NSString類型,而不是像對應的UIKit部分,那里面的值是枚舉。`contentsGravity`可選的常量值有以下一些:
* kCAGravityCenter
* kCAGravityTop
* kCAGravityBottom
* kCAGravityLeft
* kCAGravityRight
* kCAGravityTopLeft
* kCAGravityTopRight
* kCAGravityBottomLeft
* kCAGravityBottomRight
* kCAGravityResize
* kCAGravityResizeAspect
* kCAGravityResizeAspectFill
和`cotentMode`一樣,`contentsGravity`的目的是為了決定內容在圖層的邊界中怎么對齊,我們將使用kCAGravityResizeAspect,它的效果等同于UIViewContentModeScaleAspectFit, 同時它還能在圖層中等比例拉伸以適應圖層的邊界。
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self.layerView.layer.contentsGravity = kCAGravityResizeAspect;
~~~
圖2.2 可以看到結果

圖2.2 正確地設置`contentsGravity`的值
## contentsScale
`contentsScale`屬性定義了寄宿圖的像素尺寸和視圖大小的比例,默認情況下它是一個值為1.0的浮點數。
`contentsScale`的目的并不是那么明顯。它并不是總會對屏幕上的寄宿圖有影響。如果你嘗試對我們的例子設置不同的值,你就會發現根本沒任何影響。因為`contents`由于設置了`contentsGravity`屬性,所以它已經被拉伸以適應圖層的邊界。
如果你只是單純地想放大圖層的`contents`圖片,你可以通過使用圖層的`transform`和`affineTransform`屬性來達到這個目的(見第五章『Transforms』,里面對此有解釋),這(指放大)也不是`contengsScale`的目的所在.
`contentsScale`屬性其實屬于支持高分辨率(又稱Hi-DPI或Retina)屏幕機制的一部分。它用來判斷在繪制圖層的時候應該為寄宿圖創建的空間大小,和需要顯示的圖片的拉伸度(假設并沒有設置`contentsGravity`屬性)。UIView有一個類似功能但是非常少用到的`contentScaleFactor`屬性。
如果`contentsScale`設置為1.0,將會以每個點1個像素繪制圖片,如果設置為2.0,則會以每個點2個像素繪制圖片,這就是我們熟知的Retina屏幕。(如果你對像素和點的概念不是很清楚的話,這個章節的后面部分將會對此做出解釋)。
這并不會對我們在使用kCAGravityResizeAspect時產生任何影響,因為它就是拉伸圖片以適應圖層而已,根本不會考慮到分辨率問題。但是如果我們把`contentsGravity`設置為kCAGravityCenter(這個值并不會拉伸圖片),那將會有很明顯的變化(如圖2.3)

圖2.3 用錯誤的`contentsScale`屬性顯示Retina圖片
如你所見,我們的雪人不僅有點大還有點像素的顆粒感。那是因為和UIImage不同,CGImage沒有拉伸的概念。當我們使用UIImage類去讀取我們的雪人圖片的時候,他讀取了高質量的Retina版本的圖片。但是當我們用CGImage來設置我們的圖層的內容時,拉伸這個因素在轉換的時候就丟失了。不過我們可以通過手動設置`contentsScale`來修復這個問題(如2.2清單),圖2.4是結果
~~~
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad
{
[super viewDidLoad]; //load an image
UIImage *image = [UIImage imageNamed:@"Snowman.png"]; //add it directly to our view's layer
self.layerView.layer.contents = (__bridge id)image.CGImage; //center the image
self.layerView.layer.contentsGravity = kCAGravityCenter;
//set the contentsScale to match image
self.layerView.layer.contentsScale = image.scale;
}
@end
~~~

圖2.4 同樣的Retina圖片設置了正確的`contentsScale`之后
當用代碼的方式來處理寄宿圖的時候,一定要記住要手動的設置圖層的`contentsScale`屬性,否則,你的圖片在Retina設備上就顯示得不正確啦。代碼如下:
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layer.contentsScale = [UIScreen mainScreen].scale;
~~~
## maskToBounds
現在我們的雪人總算是顯示了正確的大小,不過你也許已經發現了另外一些事情:他超出了視圖的邊界。默認情況下,UIView仍然會繪制超過邊界的內容或是子視圖,在CALayer下也是這樣的。
UIView有一個叫做`clipsToBounds`的屬性可以用來決定是否顯示超出邊界的內容,CALayer對應的屬性叫做`masksToBounds`,把它設置為YES,雪人就在邊界里啦~(如圖2.5)

圖2.5 使用`masksToBounds`來修建圖層內容
## contentsRect
CALayer的`contentsRect`屬性允許我們在圖層邊框里顯示寄宿圖的一個子域。這涉及到圖片是如何顯示和拉伸的,所以要比`contentsGravity`靈活多了
和`bounds`,`frame`不同,`contentsRect`不是按點來計算的,它使用了*單位坐標*,單位坐標指定在0到1之間,是一個相對值(像素和點就是絕對值)。所以他們是相對與寄宿圖的尺寸的。iOS使用了以下的坐標系統:
* 點 —— 在iOS和Mac OS中最常見的坐標體系。點就像是虛擬的像素,也被稱作邏輯像素。在標準設備上,一個點就是一個像素,但是在Retina設備上,一個點等于2*2個像素。iOS用點作為屏幕的坐標測算體系就是為了在Retina設備和普通設備上能有一致的視覺效果。
* 像素 —— 物理像素坐標并不會用來屏幕布局,但是仍然與圖片有相對關系。UIImage是一個屏幕分辨率解決方案,所以指定點來度量大小。但是一些底層的圖片表示如CGImage就會使用像素,所以你要清楚在Retina設備和普通設備上,他們表現出來了不同的大小。
* 單位 —— 對于與圖片大小或是圖層邊界相關的顯示,單位坐標是一個方便的度量方式, 當大小改變的時候,也不需要再次調整。單位坐標在OpenGL這種紋理坐標系統中用得很多,Core Animation中也用到了單位坐標。
默認的`contentsRect`是{0, 0, 1, 1},這意味著整個寄宿圖默認都是可見的,如果我們指定一個小一點的矩形,圖片就會被裁剪(如圖2.6)

圖2.6 一個自定義的`contentsRect`(左)和之前顯示的內容(右)
事實上給`contentsRect`設置一個負數的原點或是大于{1, 1}的尺寸也是可以的。這種情況下,最外面的像素會被拉伸以填充剩下的區域。
`contentsRect`在app中最有趣的地方在于一個叫做*image sprites*(圖片拼合)的用法。如果你有游戲編程的經驗,那么你一定對圖片拼合的概念很熟悉,圖片能夠在屏幕上獨立地變更位置。拋開游戲編程不談,這個技術常用來指代載入拼合的圖片,跟移動圖片一點關系也沒有。
典型地,圖片拼合后可以打包整合到一張大圖上一次性載入。相比多次載入不同的圖片,這樣做能夠帶來很多方面的好處:內存使用,載入時間,渲染性能等等
2D游戲引擎入Cocos2D使用了拼合技術,它使用OpenGL來顯示圖片。不過我們可以使用拼合在一個普通的UIKit應用中,對!就是使用`contentsRect`
首先,我們需要一個拼合后的圖表 —— 一個包含小一些的拼合圖的大圖片。如圖2.7所示:

接下來,我們要在app中載入并顯示這些拼合圖。規則很簡單:像平常一樣載入我們的大圖,然后把它賦值給四個獨立的圖層的`contents`,然后設置每個圖層的`contentsRect`來去掉我們不想顯示的部分。
我們的工程中需要一些額外的視圖。(為了避免太多代碼。我們將使用Interface Builder來拜訪他們的位置,如果你愿意還是可以用代碼的方式來實現的)。清單2.3有需要的代碼,圖2.8展示了結果
~~~
@interface ViewController ()
@property (nonatomic, weak) IBOutlet UIView *coneView;
@property (nonatomic, weak) IBOutlet UIView *shipView;
@property (nonatomic, weak) IBOutlet UIView *iglooView;
@property (nonatomic, weak) IBOutlet UIView *anchorView;
@end
@implementation ViewController
- (void)addSpriteImage:(UIImage *)image withContentRect:(CGRect)rect ?toLayer:(CALayer *)layer //set image
{
layer.contents = (__bridge id)image.CGImage;
//scale contents to fit
layer.contentsGravity = kCAGravityResizeAspect;
//set contentsRect
layer.contentsRect = rect;
}
- (void)viewDidLoad
{
[super viewDidLoad]; //load sprite sheet
UIImage *image = [UIImage imageNamed:@"Sprites.png"];
//set igloo sprite
[self addSpriteImage:image withContentRect:CGRectMake(0, 0, 0.5, 0.5) toLayer:self.iglooView.layer];
//set cone sprite
[self addSpriteImage:image withContentRect:CGRectMake(0.5, 0, 0.5, 0.5) toLayer:self.coneView.layer];
//set anchor sprite
[self addSpriteImage:image withContentRect:CGRectMake(0, 0.5, 0.5, 0.5) toLayer:self.anchorView.layer];
//set spaceship sprite
[self addSpriteImage:image withContentRect:CGRectMake(0.5, 0.5, 0.5, 0.5) toLayer:self.shipView.layer];
}
@end
~~~

拼合不僅給app提供了一個整潔的載入方式,還有效地提高了載入性能(單張大圖比多張小圖載入地更快),但是如果有手動安排的話,他們還是有一些不方便的,如果你需要在一個已經創建好的品和圖上做一些尺寸上的修改或者其他變動,無疑是比較麻煩的。
Mac上有一些商業軟件可以為你自動拼合圖片,這些工具自動生成一個包含拼合后的坐標的XML或者plist文件,拼合圖片的使用大大簡化。這個文件可以和圖片一同載入,并給每個拼合的圖層設置`contentsRect`,這樣開發者就不用手動寫代碼來擺放位置了。
這些文件通常在OpenGL游戲中使用,不過呢,你要是有興趣在一些常見的app中使用拼合技術,那么一個叫做LayerSprites的開源庫([https://github.com/nicklockwood/LayerSprites](https://github.com/nicklockwood/LayerSprites)),它能夠讀取Cocos2D格式中的拼合圖并在普通的Core Animation層中顯示出來。
## contentsCenter
本章我們介紹的最后一個和內容有關的屬性是`contentsCenter`,看名字你可能會以為它可能跟圖片的位置有關,不過這名字著實誤導了你。`contentsCenter`其實是一個CGRect,它定義了一個固定的邊框和一個在圖層上可拉伸的區域。 改變`contentsCenter`的值并不會影響到寄宿圖的顯示,除非這個圖層的大小改變了,你才看得到效果。
默認情況下,`contentsCenter`是{0, 0, 1, 1},這意味著如果大小(由`conttensGravity`決定)改變了,那么寄宿圖將會均勻地拉伸開。但是如果我們增加原點的值并減小尺寸。我們會在圖片的周圍創造一個邊框。圖2.9展示了`contentsCenter`設置為{0.25, 0.25, 0.5, 0.5}的效果。

圖2.9?`contentsCenter`的例子
這意味著我們可以隨意重設尺寸,邊框仍然會是連續的。他工作起來的效果和UIImage里的-resizableImageWithCapInsets: 方法效果非常類似,只是它可以運用到任何寄宿圖,甚至包括在Core Graphics運行時繪制的圖形(本章稍后會講到)。

圖2.10 同一圖片使用不同的`contentsCenter`
清單2.4 演示了如何編寫這些可拉伸視圖。不過,contentsCenter的另一個很酷的特性就是,它可以在Interface Builder里面配置,根本不用寫代碼。如圖2.11
清單2.4 用`contentsCenter`設置可拉伸視圖
~~~
@interface ViewController ()
@property (nonatomic, weak) IBOutlet UIView *button1;
@property (nonatomic, weak) IBOutlet UIView *button2;
@end
@implementation ViewController
- (void)addStretchableImage:(UIImage *)image withContentCenter:(CGRect)rect toLayer:(CALayer *)layer
{
//set image
layer.contents = (__bridge id)image.CGImage;
//set contentsCenter
layer.contentsCenter = rect;
}
- (void)viewDidLoad
{
[super viewDidLoad]; //load button image
UIImage *image = [UIImage imageNamed:@"Button.png"];
//set button 1
[self addStretchableImage:image withContentCenter:CGRectMake(0.25, 0.25, 0.5, 0.5) toLayer:self.button1.layer];
//set button 2
[self addStretchableImage:image withContentCenter:CGRectMake(0.25, 0.25, 0.5, 0.5) toLayer:self.button2.layer];
}
@end
~~~

圖2.11 用Interface Builder 探測窗口控制`contentsCenter`屬性
- Introduction
- 1. 圖層樹
- 1.1 圖層與視圖
- 1.2 圖層的能力
- 1.3 使用圖層
- 1.4 總結
- 2. 寄宿圖
- 2.1 contents屬性
- 2.2 Custom Drawing
- 2.3 總結
- 3. 圖層幾何學
- 3.1 布局
- 3.2 錨點
- 3.3 坐標系
- 3.4 Hit Testing
- 3.5 自動布局
- 3.6 總結
- 4. 視覺效果
- 4.1 圓角
- 4.2 圖層邊框
- 4.3 陰影
- 4.4 圖層蒙板
- 4.5 拉伸過濾
- 4.6 組透明
- 4.7 總結
- 5. 變換
- 5.1 仿射變換
- 5.2 3D變換
- 5.3 固體對象
- 5.4 總結
- 6. 專用圖層
- 6.1 CAShapeLayer
- 6.2 CATextLayer
- 6.3 CATransformLayer
- 6.4 CAGradientLayer
- 6.5 CAReplicatorLayer
- 6.6 CAScrollLayer
- 6.7 CATiledLayer
- 6.8 CAEmitterLayer
- 6.9 CAEAGLLayer
- 6.10 AVPlayerLayer
- 6.11 總結
- 7. 隱式動畫
- 7.1 事務
- 7.2 完成塊
- 7.3 圖層行為
- 7.4 呈現與模型
- 7.5 總結
- 8. 顯式動畫
- 8.1 屬性動畫
- 8.2 動畫組
- 8.3 過渡
- 8.4 在動畫過程中取消動畫
- 8.5 總結
- 9. 圖層時間
- 9.1 CAMediaTiming協議
- 9.2 層級關系時間
- 9.3 手動動畫
- 9.4 總結
- 10. 緩沖
- 10.1 動畫速度
- 10.2 自定義緩沖函數
- 10.3 總結
- 11. 基于定時器的動畫
- 11.1 定時幀
- 11.2 物理模擬
- 12. 性能調優
- 12.1. CPU VS GPU
- 12.2 測量,而不是猜測
- 12.3 Instruments
- 12.4 總結
- 13. 高效繪圖
- 13.1 軟件繪圖
- 13.2 矢量圖形
- 13.3 臟矩形
- 13.4 異步繪制
- 13.5 總結
- 14. 圖像IO
- 14.1 加載和潛伏
- 14.2 緩存
- 14.3 文件格式
- 14.4 總結
- 15. 圖層性能
- 15.1 隱式繪制
- 15.2 離屏渲染
- 15.3 混合和過度繪制
- 15.4 減少圖層數量
- 15.5 總結