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Mac和iOS為開發者提供了許多不同的API用於使用者介面的開發。UIKit和AppKit庫都擁有很多image，color和path類。Core Animation提供了layer層展示的API。使用OpenGL可以渲染3-D畫面。Spritekit可以實現一些列動畫。AVFoundation提供了播放視訊/音訊的介面。

Core Graphic又被稱作“Quartz”，它是一個早期被被用來在系統中實現一系列圖形相關的API庫。Quartz是2-D畫面渲染的基礎。用Core Graphic庫可以實現各種圖形，形狀的繪製，填充，陰影效果，還能合成影象，建立PDF檔案。可見功能非常強大。

CG（Core Graphic）是一個相當大的圖形API庫，包括基本的幾何圖形元素（點，大小，向量和矩形等），還能對這些元素進行操作，渲染影象中的元素，所有這些都是通過事件處理來完成的。你可以建立“Tap事件”，用來監聽互動事件（滑鼠點選，螢幕觸控和鍵盤輸入）。

看到上面這些介紹，比較困惑的就是為什麼圖形API可以處理使用者事件？這些都是歷史遺留問題。如果對這些歷史有所瞭解就能理解為什麼CG是這麼設計的。

一切要從PostScript談起

讓我們把時間倒回到1980年，當年鄧麗君還在風風火火。當時的圖形API跟今天的比起來還很小兒科。那時的API提供的功能也有限，你只能從很少的顏色中選取一種，然後畫畫線，畫畫圖形，你還能通過一個個的畫素點來組成一個圖形。當時Mac上有一個叫做AuickDraw的軟體，能完成一些比較酷的操作，它能畫出不規則的圖形，並實現填充，剪下等功能。但說到頭來，這些API還都是停留在對畫素進行操作。

1985年，蘋果開發出了一款兼做鐳射印表機的裝置，這個裝置比當時的計算機價格要高出兩倍。這個印表機中安裝了一個微處理器器，比電腦上的強大的多。這個印表機依靠了一種叫做PostScript的技術，能打印出非常漂亮的圖片。

PostScript是由Adobe發明的一種基於堆疊的程式語言，和FORTH很相似。通過PostScript技術可以建立向量圖形（使用數學公式進行描述的圖形），而不是通過畫素這種方式。鐳射印表機中有一個用來解釋PostScript的處理器，當需要列印圖形的時候，可以現在Mac中編好程式，然後下載到印表機中，就可以開始列印了。

下面有一張關於PostScript的Demo，左邊是程式，右邊是效果：

你可以在  中下載該專案。

將影象用程式來進行表示，是一個非常天才的設計。程式可以通過編寫特定的演算法來描述圖形，這樣的好處的就是通過這些演算法，可以輸出任意精度的解析度圖形。不管是300dpi還是1200dpi都是用的同一套程式碼。

PostScript不光可以用來渲染影象，它其實就是一個程式語言，可以用來設計web server。

NeXT

當NeXT的工程師在設計他們的系統的時，他們選擇了PostScript作為渲染模型。他們拓展了PostScript模型（DPS），並使其可以在螢幕上顯示出來，而不僅僅是通過印表機輸出，但是核心還是PostScript技術。NeXT設計出的程式可以在螢幕顯示和印表機輸出上使用同一個程式碼，並且還能將PostScript嵌入到C程式中。

DPS是使用者介面的基礎，事件響應（滑鼠，鍵盤等）也一併通過DPS整合到了軟體中。

除了NeXT系統之外，Sun公司的NeWS系統也是使用的PostScript技術來驅動使用者介面系統的。

Quartz

前面說了這麼多，但為什麼Mac和iOS不是用的PostScript呢？因為，錢！Adobe持有PostScript的版權，凡是使用者都要交版權費。而且，蘋果還有一個特點就是，它希望自己能掌握核心技術，而不是使用別人的。他們實現了和PostScript同等功能的技術，這樣可以避免交版權稅，還能擁有自己的core graphic程式碼。

大家一種公認為Quartz是“基於”PDF實現的，這麼說也是有一些道理的。PDF（Adobe’s protable Document Format）是一個PostScript繪畫模型實現的，它遵循嚴格的編碼規則。Quartz也實現了一套和PDF所相容的的APIs。

Quartz保留了基本的實現機制，甚至是DPS中的事件處理也被Quartz包含進來了，但是DPS的實現已經完全被Quzrtz所替代，下圖可以看到程序棧裡出現了DPS的字樣：

基本架構

下一章會對Quartz有更加深入的講解。我們平時所提到的“影象”，實際在計算機中被抽象成“渲染”，“渲染”可以將影象顯示在NSView物件中，或者在UIImage中顯示，甚至可以通過PDF來顯示。

所有通過CG來繪畫的都叫做“context”，context是一個集合，它將所有的資料結構和函式收集起來，然後控制它們如何進行渲染。

有許多不同種類的context，例如NSWindowGraphicsContext（Mac）。這個context將渲染影象的程式碼放到記憶體中的一個共享區域中，window server從這個共享區域取出程式碼，然後顯示在螢幕上。

另一個CG context是image context。編寫的程式碼是通過一個個的畫素表現，然後這些畫素在組成點陣圖。你可以將這個點陣圖context嵌入到其他的context中，或者儲存為PNG，JPEG格式。這裡還有一種叫PDF的context，這種context的繪畫編碼不是變成一個個的畫素，而是轉換程PDF指令碼儲存成檔案。當PDF閱讀器開啟這個檔案的時候，可以將這些指令碼進行解析，渲染，轉變成我們可以閱讀的樣式。