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[操作系统]初识CoreText


一、基本知识介绍

1.字符(Character)和字形(Glyphs)

排版系统中文本显示的一个重要的过程就是字符到字形的转换,字符是信息本身的元素,而字形是字符的图形表征,字符还会有其它表征比如发音。 字符在计算机中其实就是一个编码,某个字符集中的编码,比如Unicode字符集,就囊括了大都数存在的字符。 而字形则是图形,一般都存储在字体文件中,字形也有它的编码,也就是它在字体中的索引。 一个字符可以对应多个字形(不同的字体,或者同种字体的不同样式:粗体斜体等);多个字符也可能对应一个字形,比如字符的连写( Ligatures)。

Roman Ligatures

下面就来详情看看字形的各个参数也就是所谓的字形度量Glyph Metrics

  • bounding box(边界框 bbox),这是一个假想的框子,它尽可能紧密的装入字形。
  • baseline(基线),一条假想的线,一行上的字形都以此线作为上下位置的参考,在这条线的左侧存在一个点叫做基线的原点,
  • ascent(上行高度)从原点到字体中最高(这里的高深都是以基线为参照线的)的字形的顶部的距离,ascent是一个正值
  • descent(下行高度)从原点到字体中最深的字形底部的距离,descent是一个负值(比如一个字体原点到最深的字形的底部的距离为2,那么descent就为-2)
  • linegap(行距),linegap也可以称作leading(其实准确点讲应该叫做External leading),行高lineHeight则可以通过 ascent + |descent| + linegap 来计算。

一些Metrics专业知识还可以参考Free Type的文档 Glyph metrics,其实iOS就是使用Free Type库来进行字体渲染的。

2.坐标系

首先不得不说 苹果编程中的坐标系花样百出,经常让开发者措手不及。 传统的Mac中的坐标系的原点在左下角,比如NSView默认的坐标系,原点就在左下角。但Mac中有些View为了其实现的便捷将原点变换到左上角,像NSTableView的坐标系坐标原点就在左上角。iOS UIKit的UIView的坐标系原点在左上角。 
往底层看,Core Graphics的context使用的坐标系的原点是在左下角。而在iOS中的底层界面绘制就是通过Core Graphics进行的,那么坐标系列是如何变换的呢? 在UIView的drawRect方法中我们可以通过UIGraphicsGetCurrentContext()来获得当前的Graphics Context。drawRect方法在被调用前,这个Graphics Context被创建和配置好,你只管使用便是。如果你细心,通过CGContextGetCTM(CGContextRef c)可以看到其返回的值并不是CGAffineTransformIdentity,通过打印出来看到值为

Printing description of contextCTM: (CGAffineTransform) contextCTM = {     a = 1     b = 0     c = 0     d = -1     tx = 0     ty = 460 }     

 

这是非retina分辨率下的结果,如果是如果是retina上面的a,d,ty的值将会乘2,如果是iPhone 5,ty的值会再大些。 但是作用都是一样的就是将上下文空间坐标系进行了flip,使得原本左下角原点变到左上角,y轴正方向也变换成向下。

上面说了一大堆,下面进入正题,Core Text一开始便是定位于桌面的排版系统,使用了传统的原点在左下角的坐标系,所以它在绘制文本的时候都是参照左下角的原点进行绘制的。 但是iOS的UIView的drawRect方法的context被做了次flip,如果你啥也不做处理,直接在这个context上进行Core Text绘制,你会发现文字是镜像且上下颠倒。 如图所示

所以首先我们需要把坐标系翻转过来,插入一下代码即可

CGContextSetTextMatrix(context, CGAffineTransformIdentity);CGContextTranslateCTM(context, 0, self.bounds.size.height);CGContextScaleCTM(context, 1.0, -1.0);

接下来我们实现一个最基本最简单的绘制,代码如下

- (void)drawRect:(CGRect)rect{  [super drawRect:rect];  // 获取当前上下文  CGContextRef context = UIGraphicsGetCurrentContext();  // 翻转坐标系  CGContextSetTextMatrix(context, CGAffineTransformIdentity);  CGContextTranslateCTM(context, 0, self.bounds.size.height);  CGContextScaleCTM(context, 1.0, -1.0);  // 绘制路径  CGMutablePathRef path = CGPathCreateMutable();  CGPathAddRect(path, NULL, self.bounds);  // 创建绘制的字符串和CTFrame  NSAttributedString *attString = [[NSAttributedString alloc] initWithString:@"Hello core text world!"];  CTFramesetterRef framesetter =  CTFramesetterCreateWithAttributedString((CFAttributedStringRef)attString);  CTFrameRef frame =  CTFramesetterCreateFrame(framesetter,               CFRangeMake(0, [attString length]), path, NULL);  // 绘制  CTFrameDraw(frame, context);  // 释放内存  CFRelease(frame);  CFRelease(path);  CFRelease(framesetter);}

实现效果如图所示:

 

 这里来解释一下CTFramesetter和CTFrame,首先我们来看两张图,可以帮助我们更好的理解CoreText的对象模型

      

CTFrame可以理解为一个整体的画布由很多行(CTLine)组成,而每一行又由一个或者多个小方块(CTRun)组成,我们不需要自己创建CTRun,Core Text将根据NSAttributedString的属性来自动创建CTRun。每个CTRun对象对应不同的属性,正因此,你可以自由的控制字体、颜色、字间距等等信息。

CTFramesetter其实就是CTFrame的工厂方法,通过给定的NSAttributedString,生成CTRrame,同时系统自动的创建了CTTypesetter,CTTypesetter就是管理你的字体的类。

那么又如何来使用NSAttributedString呢?如何来设置行高,字体样式,大小呢?

下面列举了可以设置的属性

const CFStringRef kCTCharacterShapeAttributeName;       //字体形状属性 必须是CFNumberRef对象默认为0,非0则对应相应的字符形状定义,如1表示传统字符形状const CFStringRef kCTFontAttributeName;            //字体属性  必须是CTFont对象const CFStringRef kCTKernAttributeName;            //字符间隔属性 必须是CFNumberRef对象const CFStringRef kCTLigatureAttributeName;         //设置是否使用连字属性,设置为0,表示不使用连字属性。标准的英文连字有FI,FL.默认值为1,既是使用标准连字。也就是当搜索到f时候,会把fl当成一个文字。必须是CFNumberRef 默认为1,可取0,1,2const CFStringRef kCTForegroundColorAttributeName;       //字体颜色属性 必须是CGColor对象,默认为blackconst CFStringRef kCTForegroundColorFromContextAttributeName; //上下文的字体颜色属性 必须为CFBooleanRef 默认为False,const CFStringRef kCTParagraphStyleAttributeName;       //段落样式属性 必须是CTParagraphStyle对象 默认为NILconst CFStringRef kCTStrokeWidthAttributeName;       //笔画线条宽度 必须是CFNumberRef对象,默为0.0f,标准为3.0fconst CFStringRef kCTStrokeColorAttributeName;       //笔画的颜色属性 必须是CGColorRef 对象,默认为前景色const CFStringRef kCTSuperscriptAttributeName;       //设置字体的上下标属性 必须是CFNumberRef对象 默认为0,可为-1为下标,1为上标,需要字体支持才行。如排列组合的样式Cn1const CFStringRef kCTUnderlineColorAttributeName;      //字体下划线颜色属性 必须是CGColorRef对象,默认为前景色const CFStringRef kCTUnderlineStyleAttributeName;      //字体下划线样式属性 必须是CFNumberRef对象,默为kCTUnderlineStyleNone 可以通过CTUnderlineStypleModifiers 进行修改下划线风格const CFStringRef kCTVerticalFormsAttributeName;//文字的字形方向属性 必须是CFBooleanRef 默认为false,false表示水平方向,true表示竖直方向const CFStringRef kCTGlyphInfoAttributeName;//字体信息属性 必须是CTGlyphInfo对象const CFStringRef kCTRunDelegateAttributeName//CTRun 委托属性 必须是CTRunDelegate对象

举例来说明下吧

- (void)drawRect:(CGRect)rect {    [super drawRect:rect];    // 1.  CGContextRef context = UIGraphicsGetCurrentContext();    // 2.抓换坐标  CGContextSetTextMatrix(context, CGAffineTransformIdentity);  CGContextTranslateCTM(context, 0, self.bounds.size.height);  CGContextScaleCTM(context, 1.0, -1.0);    NSMutableAttributedString *attriString = [[NSMutableAttributedString alloc] initWithString:@"this is test!"]                       ;  //把this的字体颜色变为红色  [attriString addAttribute:(NSString *)kCTForegroundColorAttributeName            value:(id)[UIColor redColor].CGColor            range:NSMakeRange(0, 4)];  //把is变为绿色  [attriString addAttribute:(NSString *)kCTForegroundColorAttributeName            value:(id)[UIColor greenColor].CGColor            range:NSMakeRange(5, 2)];  //改变this的字体,value必须是一个CTFontRef  [attriString addAttribute:(NSString *)kCTUnderlineStyleAttributeName            value:(id)[NSNumber numberWithInt:kCTUnderlineStyleDouble]            range:NSMakeRange(0, 4)];  //给this加上下划线,value可以在指定的枚举中选择  [attriString addAttribute:(NSString *)kCTUnderlineStyleAttributeName            value:(id)[NSNumber numberWithInt:kCTUnderlineStyleDouble]            range:NSMakeRange(0, 4)];  // 绘制路径  CGMutablePathRef path = CGPathCreateMutable();  CGPathAddRect(path, NULL, self.bounds);  // 创建绘制的字符串和CTFrame  CTFramesetterRef framesetter =  CTFramesetterCreateWithAttributedString((CFAttributedStringRef)attriString);  CTFrameRef frame =  CTFramesetterCreateFrame(framesetter,               CFRangeMake(0, [attriString length]), path, NULL);    // 绘制  CTFrameDraw(frame, context);    // 释放内存  CFRelease(frame);  CFRelease(path);  CFRelease(framesetter);  }

效果如下

到这里简单的自定义绘制就完成了~