iOS坐标系探究

前言

app在渲染视图时，需要在坐标系中指定绘制区域。

这个概念看似乎简单，事实并非如此。

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

我们先从一段最简单的代码入手，在drawRect中显示一个普通的UILabel；

为了方便判断，我把整个view的背景设置成黑色：

- (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 = @"测试文本";
    testLabel.font = [UIFont systemFontOfSize:14];
    testLabel.textColor = [UIColor whiteColor];
    [testLabel.layer renderInContext:context];
}

这段代码首先创建一个UILabel，然后设置文本，显示到屏幕上，没有修改坐标。

所以按照UILabel.layer默认的坐标(0, 0)，在左上角进行了绘制。

UILabel绘制

接着，我们尝试使用CoreText来渲染一段文本。

- (void)drawRect:(CGRect)rect {
    [super drawRect:rect];
    CGContextRef context = UIGraphicsGetCurrentContext();
    NSLog(@"CGContext default matrix %@", NSStringFromCGAffineTransform(CGContextGetCTM(context)));
    NSAttributedString *attrStr = [[NSAttributedString alloc] initWithString:@"测试文本" attributes:@{
                                                                                                  NSForegroundColorAttributeName:[UIColor whiteColor],
                                                                                                  NSFontAttributeName:[UIFont systemFontOfSize:14],
                                                                                                  }];
    CTFramesetterRef frameSetter = CTFramesetterCreateWithAttributedString((__bridge CFAttributedStringRef) attrStr); // 根据富文本创建排版类CTFramesetterRef
    UIBezierPath * bezierPath = [UIBezierPath bezierPathWithRect:CGRectMake(0, 0, 100, 20)];
    CTFrameRef frameRef = CTFramesetterCreateFrame(frameSetter, CFRangeMake(0, 0), bezierPath.CGPath, NULL); // 创建排版数据
    CTFrameDraw(frameRef, context);
}

首先用NSString创建一个富文本，然后根据富文本创建CTFramesetterRef，结合CGRect生成的UIBezierPath，我们得到CTFrameRef，最终渲染到屏幕上。

但是结果与上文不一致：文字是上下颠倒。

CoreText的文本绘制

从这个不同的现象开始，我们来理解iOS的坐标系。

坐标系概念

在iOS中绘制图形必须在一个二维的坐标系中进行，但在iOS系统中存在多个坐标系，常需要处理一些坐标系的转换。

先介绍一个图形上下文(graphics context)的概念，比如说我们常用的CGContext就是Quartz 2D的上下文。图形上下文包含绘制所需的信息，比如颜色、线宽、字体等。用我们在Windows常用的画图来参考，当我们使用画笔