臟矩形

有時候用CAShapeLayer或者其他矢量圖形圖層替代Core Graphics並不是那麽切實可行。比如我們的繪圖應用：我們用線條完美地完成了矢量繪制。但是設想一下如果我們能進一步提高應用的性能，讓它就像一個黑板一樣工作，然後用『粉筆』來繪制線條。模擬粉筆最簡單的方法就是用一個『線刷』圖片然後將它粘貼到用戶手指碰觸的地方，但是這個方法用CAShapeLayer沒辦法實現。

我們可以給每個『線刷』創建一個獨立的圖層，但是實現起來有很大的問題。屏幕上允許同時出現圖層上線數量大約是幾百，那樣我們很快就會超出的。這種情況下我們沒什麽辦法，就用Core Graphics吧（除非你想用OpenGL做一些更復雜的事情）。

我們的『黑板』應用的最初實現見清單13.3，我們更改了之前版本的DrawingView，用一個畫刷位置的數組代替UIBezierPath。圖13.2是運行結果

清單13.3 簡單的類似黑板的應用

 1 #import "DrawingView.h"
 2 #import 
 3 #define BRUSH_SIZE 32
 4 
 5 @interface DrawingView ()
 6 
 7 @property (nonatomic, strong) NSMutableArray *strokes;
 8 
 9 @end
10 
11 @implementation DrawingView
 
12 
13 - (void)awakeFromNib
14 {
15     //create array
16     self.strokes = [NSMutableArray array];
17 }
18 
19 - (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event
20 {
21     //get the starting point
22     CGPoint point = [[touches anyObject] locationInView:self];
23 
24     //add brush stroke
 

25     [self addBrushStrokeAtPoint:point];
26 }
27 
28 - (void)touchesMoved:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event
29 {
30     //get the touch point
31     CGPoint point = [[touches anyObject] locationInView:self];
32 
33     //add brush stroke
34     [self addBrushStrokeAtPoint:point];
35 }
36 
37 - (void)addBrushStrokeAtPoint:(CGPoint)point
38 {
39     //add brush stroke to array
40     [self.strokes addObject:[NSValue valueWithCGPoint:point]];
41 
42     //needs redraw
43     [self setNeedsDisplay];
44 }
45 
46 - (void)drawRect:(CGRect)rect
47 {
48     //redraw strokes
49     for (NSValue *value in self.strokes) {
50         //get point
51         CGPoint point = [value CGPointValue];
52 
53         //get brush rect
54         CGRect brushRect = CGRectMake(point.x - BRUSH_SIZE/2, point.y - BRUSH_SIZE/2, BRUSH_SIZE, BRUSH_SIZE);
55 
56         //draw brush stroke    ?
57         [[UIImage imageNamed:@"Chalk.png"] drawInRect:brushRect];
58     }
59 }
60 @end

圖13.2 用程序繪制一個簡單的『素描』

這個實現在模擬器上表現還不錯，但是在真實設備上就沒那麽好了。問題在於每次手指移動的時候我們就會重繪之前的線刷，即使場景的大部分並沒有改變。我們繪制地越多，就會越慢。隨著時間的增加每次重繪需要更多的時間，幀數也會下降（見圖13.3），如何提高性能呢？

圖13.3 幀率和線條質量會隨時間下降。

為了減少不必要的繪制，Mac OS和iOS設備將會把屏幕區分為需要重繪的區域和不需要重繪的區域。那些需要重繪的部分被稱作『臟區域』。在實際應用中，鑒於非矩形區域邊界裁剪和混合的復雜性，通常會區分出包含指定視圖的矩形位置，而這個位置就是『臟矩形』。

當一個視圖被改動過了，TA可能需要重繪。但是很多情況下，只是這個視圖的一部分被改變了，所以重繪整個寄宿圖就太浪費了。但是Core Animation通常並不了解你的自定義繪圖代碼，它也不能自己計算出臟區域的位置。然而，你的確可以提供這些信息。

當你檢測到指定視圖或圖層的指定部分需要被重繪，你直接調用-setNeedsDisplayInRect:來標記它，然後將影響到的矩形作為參數傳入。這樣就會在一次視圖刷新時調用視圖的-drawRect:（或圖層代理的-drawLayer:inContext:方法）。

傳入-drawLayer:inContext:的CGContext參數會自動被裁切以適應對應的矩形。為了確定矩形的尺寸大小，你可以用CGContextGetClipBoundingBox()方法來從上下文獲得大小。調用-drawRect()會更簡單，因為CGRect會作為參數直接傳入。

你應該將你的繪制工作限制在這個矩形中。任何在此區域之外的繪制都將被自動無視，但是這樣CPU花在計算和拋棄上的時間就浪費了，實在是太不值得了。

相比依賴於Core Graphics為你重繪，裁剪出自己的繪制區域可能會讓你避免不必要的操作。那就是說，如果你的裁剪邏輯相當復雜，那還是讓Core Graphics來代勞吧，記住：當你能高效完成的時候才這樣做。

清單13.4 展示了一個-addBrushStrokeAtPoint:方法的升級版，它只重繪當前線刷的附近區域。另外也會刷新之前線刷的附近區域，我們也可以用CGRectIntersectsRect()來避免重繪任何舊的線刷以不至於覆蓋已更新過的區域。這樣做會顯著地提高繪制效率（見圖13.4）

清單13.4 用-setNeedsDisplayInRect:來減少不必要的繪制

 1 - (void)addBrushStrokeAtPoint:(CGPoint)point
 2 {
 3     //add brush stroke to array
 4     [self.strokes addObject:[NSValue valueWithCGPoint:point]];
 5 
 6     //set dirty rect
 7     [self setNeedsDisplayInRect:[self brushRectForPoint:point]];
 8 }
 9 
10 - (CGRect)brushRectForPoint:(CGPoint)point
11 {
12     return CGRectMake(point.x - BRUSH_SIZE/2, point.y - BRUSH_SIZE/2, BRUSH_SIZE, BRUSH_SIZE);
13 }
14 
15 - (void)drawRect:(CGRect)rect
16 {
17     //redraw strokes
18     for (NSValue *value in self.strokes) {
19         //get point
20         CGPoint point = [value CGPointValue];
21 
22         //get brush rect
23         CGRect brushRect = [self brushRectForPoint:point];
24         ?
25         //only draw brush stroke if it intersects dirty rect
26         if (CGRectIntersectsRect(rect, brushRect)) {
27             //draw brush stroke
28             [[UIImage imageNamed:@"Chalk.png"] drawInRect:brushRect];
29         }
30     }
31 }

臟矩形(高效繪圖 13.3)