13.3 脏矩形

# 脏矩形     有时候用`CAShapeLayer`或者其他矢量图形图层替代Core Graphics并不是那么切实可行。比如我们的绘图应用：我们用线条完美地完成了矢量绘制。但是设想一下如果我们能进一步提高应用的性能，让它就像一个黑板一样工作，然后用『粉笔』来绘制线条。模拟粉笔最简单的方法就是用一个『线刷』图片然后将它粘贴到用户手指碰触的地方，但是这个方法用`CAShapeLayer`没办法实现。     我们可以给每个『线刷』创建一个独立的图层，但是实现起来有很大的问题。屏幕上允许同时出现图层上线数量大约是几百，那样我们很快就会超出的。这种情况下我们没什么办法，就用Core Graphics吧（除非你想用OpenGL做一些更复杂的事情）。     我们的『黑板』应用的最初实现见清单13.3，我们更改了之前版本的`DrawingView`，用一个画刷位置的数组代替`UIBezierPath`。图13.2是运行结果 清单13.3 简单的类似黑板的应用 ~~~ #import "DrawingView.h" #import #define BRUSH_SIZE 32 @interface DrawingView () @property (nonatomic, strong) NSMutableArray *strokes; @end @implementation DrawingView - (void)awakeFromNib { //create array self.strokes = [NSMutableArray array]; } - (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event { //get the starting point CGPoint point = [[touches anyObject] locationInView:self]; //add brush stroke [self addBrushStrokeAtPoint:point]; } - (void)touchesMoved:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event { //get the touch point CGPoint point = [[touches anyObject] locationInView:self]; //add brush stroke [self addBrushStrokeAtPoint:point]; } - (void)addBrushStrokeAtPoint:(CGPoint)point { //add brush stroke to array [self.strokes addObject:[NSValue valueWithCGPoint:point]]; //needs redraw [self setNeedsDisplay]; } - (void)drawRect:(CGRect)rect { //redraw strokes for (NSValue *value in self.strokes) { //get point CGPoint point = [value CGPointValue]; //get brush rect CGRect brushRect = CGRectMake(point.x - BRUSH_SIZE/2, point.y - BRUSH_SIZE/2, BRUSH_SIZE, BRUSH_SIZE); //draw brush stroke  [[UIImage imageNamed:@"Chalk.png"] drawInRect:brushRect]; } } @end ~~~  图13.2 用程序绘制一个简单的『素描』     这个实现在模拟器上表现还不错，但是在真实设备上就没那么好了。问题在于每次手指移动的时候我们就会重绘之前的线刷，即使场景的大部分并没有改变。我们绘制地越多，就会越慢。随着时间的增加每次重绘需要更多的时间，帧数也会下降（见图13.3），如何提高性能呢？  图13.3 帧率和线条质量会随时间下降。     为了减少不必要的绘制，Mac OS和iOS设备将会把屏幕区分为需要重绘的区域和不需要重绘的区域。那些需要重绘的部分被称作『脏区域』。在实际应用中，鉴于非矩形区域边界裁剪和混合的复杂性，通常会区分出包含指定视图的矩形位置，而这个位置就是『脏矩形』。     当一个视图被改动过了，TA可能需要重绘。但是很多情况下，只是这个视图的一部分被改变了，所以重绘整个寄宿图就太浪费了。但是Core Animation通常并不了解你的自定义绘图代码，它也不能自己计算出脏区域的位置。然而，你的确可以提供这些信息。     当你检测到指定视图或图层的指定部分需要被重绘，你直接调用`-setNeedsDisplayInRect:`来标记它，然后将影响到的矩形作为参数传入。这样就会在一次视图刷新时调用视图的`-drawRect:`（或图层代理的`-drawLayer:inContext:`方法）。     传入`-drawLayer:inContext:`的`CGContext`参数会自动被裁切以适应对应的矩形。为了确定矩形的尺寸大小，你可以用`CGContextGetClipBoundingBox()`方法来从上下文获得大小。调用`-drawRect()`会更简单，因为`CGRect`会作为参数直接传入。     你应该将你的绘制工作限制在这个矩形中。任何在此区域之外的绘制都将被自动无视，但是这样CPU花在计算和抛弃上的时间就浪费了，实在是太不值得了。     相比依赖于Core Graphics为你重绘，裁剪出自己的绘制区域可能会让你避免不必要的操作。那就是说，如果你的裁剪逻辑相当复杂，那还是让Core Graphics来代劳吧，记住：当你能高效完成的时候才这样做。     清单13.4 展示了一个`-addBrushStrokeAtPoint:`方法的升级版，它只重绘当前线刷的附近区域。另外也会刷新之前线刷的附近区域，我们也可以用`CGRectIntersectsRect()`来避免重绘任何旧的线刷以不至于覆盖已更新过的区域。这样做会显著地提高绘制效率（见图13.4）     清单13.4 用`-setNeedsDisplayInRect:`来减少不必要的绘制 ~~~ - (void)addBrushStrokeAtPoint:(CGPoint)point { //add brush stroke to array [self.strokes addObject:[NSValue valueWithCGPoint:point]]; //set dirty rect [self setNeedsDisplayInRect:[self brushRectForPoint:point]]; } - (CGRect)brushRectForPoint:(CGPoint)point { return CGRectMake(point.x - BRUSH_SIZE/2, point.y - BRUSH_SIZE/2, BRUSH_SIZE, BRUSH_SIZE); } - (void)drawRect:(CGRect)rect { //redraw strokes for (NSValue *value in self.strokes) { //get point CGPoint point = [value CGPointValue]; //get brush rect CGRect brushRect = [self brushRectForPoint:point];  //only draw brush stroke if it intersects dirty rect if (CGRectIntersectsRect(rect, brushRect)) { //draw brush stroke [[UIImage imageNamed:@"Chalk.png"] drawInRect:brushRect]; } } } ~~~  图13.4 更好的帧率和顺滑线条