IOS之UIColor,CGColor,CIColor三者的区别和联系

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UIColor,CGColor,CIColor三者的区别和联系

最近看了看CoreGraphics的东西,看到关于CGColor的东西,于是就想着顺便看看UIColor,CIColor,弄清楚它们之间的区别和联系。下面我们分别看看它们三个的概念:

一、UIColor

UIColor是UIKit中存储颜色信息的一个重要的类,一个UIColor对象包含了颜色和透明度的值,它的颜色空间已经针对IOS进行了优化。UIColor包含了一些类方法用于创建一些最常见的颜色,如白色,黑色,红色,透明色等,这些颜色的色彩空间也不尽相同(白色和黑色是kCGColorSpaceDeviceGray,红色的色彩空间是kCGColorSpaceDeviceRGB)。

此外UIColor还有两个重要的属性:一个是CGColor,一个是CIColor(5.0之后添加)。这两个属性就可以把UIColor,CGColor,CIColor三个对象联系起来了,后面会详细介绍这三者之间的转换。

二、CGColor

CGColor主要用于CoreGaphics框架之中,CGColor其实是个结构体,而我们通常在使用的CGColor的时候使用的是它的引用类型CGColorRef。CGColor主要由CGColorSapce和Color Components两个部分组成,同样的颜色组成,如果颜色空间不同的话,解析出来的结果可能会有所不同。这就像我们在处理图片数据的时候,如果把RGBA格式当成BGRA格式处理的结果可想而知。在Quartz 2D中CGColor常用来设置context的填充颜色,设置透明度等。

1、如何创建一个CGColor,最常用的函数是CGColorCreate,该函数有两个参数:

1) colorspace,指定CGColor对应的颜色空间,Quartz就会retain该对象,因此调用完之后你就可以安全的释放该对象。

2) components,一个CGFloat的数组,该数组的元素个数是指定色彩空间包含的颜色分量数n,加上对应的alpha值。

该函数该返回一个新创建的CGColorRef,当我们不再使用该对象的时候使用CGColorRelease函数释放该对象。

2、获取CGColor的数据

在我们创建的时候传入两个重要的参数进去,当我们获取到了CGColorRef以后当然就可以拿到对应的ColorSpace以及Components。

1) 获取ColorSpace

通过CGColorGetColorSpace函数我们可以获取到当前CGColorRef对应的ColorSpace,该函数只接受一个参数就是你要获取ColorSpace的CGColorRef。下面请看一个简单的例子:

复制代码 代码如下:
CGColorRef cgColor = [UIColor redColor].CGColor;
CGColorSpaceRef colorSpace = CGColorGetColorSpace(cgColor);
NSLog(@"color space: %@", colorSpace);

 

2) 获取Color Components

要获取到CGColorRef对应的颜色值,我们需要用到CGColorGetNumberOfComponents和CGColorGetComponents两个函数。我们先来看看两个函数的函数原型:

复制代码 代码如下:
size_t CGColorGetNumberOfComponents (
   CGColorRef color
);

const CGFloat * CGColorGetComponents (
   CGColorRef color
);

 

第一个函数是获得CGColorRef的中包含的颜色组成部分的个数,第二个函数就是获取实际的颜色组成部分的数组,下面看一个小例子:

复制代码 代码如下:
NSUInteger num = CGColorGetNumberOfComponents(cgColor);
const CGFloat *colorComponents = CGColorGetComponents(cgColor);
for (int i = 0; i < num; ++i) {
    NSLog(@"color components %d: %f", i, colorComponents[i]);
}

 

三、CIColor

CIColor主要是用于和Core Image框架中其他类,比如CIFilter,CIContext以及CIImage。今天我们主要关心的颜色值部分,CIColor中颜色值的范围是0.0-1.0之间,0.0代表该颜色分量为最小值,1.0代表改颜色分量为最大值。其中alpha值的范围也是0.0到1.0之间,0.0代表全透明,1.0代表完全不透明,同时CIColor的颜色分量通常都是没有乘以alpha值。

我们可以使用initWithCGColor:函数,通过CGColor创建一个CIColor。其中传入的CGColorRef对象可以使任何任何颜色空间,但是Core Image框架会在传入filter kernel之前把所有的颜色空间转换到core image工作颜色空间。core image工作颜色空间使用三个颜色分量加上一个alpha分量组成(其实就是kCGColorSpaceDeviceRGB),后面的例子中我们验证这一点。

四、UIColor,CGColor,CIColor的区别和联系

1、UIColor的两个属性CGColor,CIColor

UIColor的CGColor总是有效的,不管它是通过CGColor,CIColor,还是其他方法创建的,CGColor属性都总是有效的;但是CIColor属性就不总是有效的,只有当UIColor是通过CIColor创建的时候,他才是有效的,否则访问该属性将会抛出异常,下面照旧来一个小例子:

复制代码 代码如下:

2、UIColor使用CGColor初始化

当UIColor使用CGColor初始化的时候,所有CGColorRef包含的信息,都会被原封不动的保留,其中就包括Color space,而且通过下面的小例子我们还可以看到如果使用CGColor初始化UIColor的时候,UIColor其实是直接保留了一份这个CGColorRef对象。例子如下:

复制代码 代码如下:
// test kCGColorSpaceDeviceCMYK
CGColorSpaceRef cmykSpace = CGColorSpaceCreateDeviceCMYK();
CGFloat cmykValue[] = {1, 1, 0, 0, 1};      // blue
CGColorRef colorCMYK = CGColorCreate(cmykSpace, cmykValue);
CGColorSpaceRelease(cmykSpace);
NSLog(@"colorCMYK: %@", colorCMYK);
   
// color with CGColor, uicolor will just retain it
UIColor *color = [UIColor colorWithCGColor:colorCMYK];
NSLog(@"CGColor from UIColor: %@", color.CGColor);

 

3、UIColor使用CIColor初始化

下面我们讨论一下当使用CIColor来初始化一个UIColor的时候,再去访问UIColor的CGColor属性的时候,我们会发现CGColor的color Space和设置CIColor的color space的是不完全一样的,在这个过程中CIColor会为我们做一个转换。下面我们分别看看使用kCGColorSpaceDeviceGray,kCGColorSpaceDeviceRGB,kCGColorSpaceDeviceCMYK三种颜色空间来初始化一个CIColor的时候,再去使用该CIColor去初始化一个UIColor,然后在去访问其CIColor属,CGColor属性,查看颜色空间并打印颜色信息。

1) 使用kCGColorSpaceDeviceGray初始化CIColor

首先看代码:

复制代码 代码如下:
// test kCGColorSpaceDeviceGray
NSLog(@"CGColor white color:%@", [UIColor whiteColor].CGColor);

CIColor *ciColor = [CIColor colorWithCGColor:[UIColor whiteColor].CGColor];
NSLog(@"cicolor: %@", ciColor);
NSLog(@"cicolor colorspace: %@", ciColor.colorSpace);
   
color = [UIColor colorWithCIColor:ciColor];
NSLog(@"color %@", color);
   
// Core Image converts all color spaces to the Core Image working color
// space before it passes the color space to the filter kernel.
// kCGColorSpaceDeviceGray ---> kCGColorSpaceDeviceRGB
NSLog(@"cicolor from UIColor: %@", color.CIColor);
NSLog(@"cicolor's colorspace: %@", color.CIColor.colorSpace);
NSLog(@"color's CGColor: %@", color.CGColor);

 

通过运行程序,我们看出来,如果使用一个kCGColorSpaceDeviceGray的颜色空间的CGColor来初始化CIColor的时候,我们可以看到CIColor的色彩空间一直是kCGColorSpaceDeviceGray,通过访问UIColor的CIColor属性,我们可以看到其颜色空间仍然是kCGColorSpaceDeviceGray,但是当访问UIColor的CGColor属性的时候,通过打印可以发现其色彩空间已经转变成了kCGColorSpaceDeviceRGB空间了,而颜色值也正确的从原来的颜色空间转换到了新的颜色空间。

2) 使用kCGColorSpaceDeviceRGB初始化CIColor

同样的我们看代码:

复制代码 代码如下:
//test kCGColorSpaceDeviceRGB
NSLog(@"CGColor red color:%@", [UIColor redColor].CGColor);
   
CIColor *ciColor = [CIColor colorWithCGColor:[UIColor redColor].CGColor];
NSLog(@"cicolor: %@", ciColor);
NSLog(@"cicolor colorspace: %@", ciColor.colorSpace);
   
UIColor *color = [UIColor colorWithCIColor:ciColor];
NSLog(@"color %@", color);
   
NSLog(@"cicolor from UIColor: %@", color.CIColor);
NSLog(@"cicolor's colorspace: %@", color.CIColor.colorSpace);
NSLog(@"color's CGColor: %@", color.CGColor);

 

整个过程中CIColor,以及通过UIColor的CGColor和CIColor属性访问到的值,打印出来我们可以发现它们都是kCGColorSpaceDeviceRGB空间的。

4、使用kCGColorSpaceDeviceCMYK初始化CIColor

下面继续看一段代码:

复制代码 代码如下:
// test kCGColorSpaceDeviceCMYK
CGColorSpaceRef cmykSpace = CGColorSpaceCreateDeviceCMYK();
NSLog(@"Components number: %zu", CGColorSpaceGetNumberOfComponents(cmykSpace));
CGFloat cmykValue[] = {1, 1, 0, 0, 1};      // blue
CGColorRef colorCMYK = CGColorCreate(cmykSpace, cmykValue);
CGColorSpaceRelease(cmykSpace);
NSLog(@"colorCMYK: %@", colorCMYK);
   
ciColor = [CIColor colorWithCGColor:colorCMYK];
NSLog(@"cicolor: %@", ciColor);     // in fact,the color value of CIColor has converted to RGB Colorspace
NSLog(@"cicolor colorspace: %@", ciColor.colorSpace);
   
color = [UIColor colorWithCIColor:ciColor];
NSLog(@"UIColor with CIColor: %@", color);
   
NSLog(@"cicolor from UIColor: %@", color.CIColor);
NSLog(@"cicolor's colorspace: %@", color.CIColor.colorSpace);
   
// when UIColor init with CIColor, UIColor's CGColor will convert other colorspace to kCGColorSpaceDeviceRGB
NSLog(@"cgcolor from UIColor: %@", color.CGColor);

 

整个过程中,我们通过运行同样可以发现,当我们用一个CMYK颜色空间的CGColor来初始化CIColor的时候,CIColor的颜色空间依然是CMYK,但是颜色值已经转换成RGB的颜色值。当使用该CIColor创建一个UIColor的时候,我们再通过CIColor和CGColor属性打印信息的时候,我们会发现CIColor的色彩空间依然是CMYK,但是CGColor打印所得到的信息说明它已经被转换成RGB空间了。

五、UIColor延伸,如何判断两个颜色是否相等

前面提到一点,不管UIColor使用CIColor,CGColor还是其他方式初始化的,其CGColor属性都是可用的。CoreGraphics中提供一个方法可以判断两个CGColor是否相等,因此我们可以通过判断两个UIColor是否相等,下面是看一个简单的例子:

复制代码 代码如下:
// judge two CGColor is equal
if (CGColorEqualToColor([UIColor whiteColor].CGColor, [UIColor colorWithRed:1 green:1 blue:1 alpha:1].CGColor)) {
    NSLog(@"The two CGColor is equal!");
}
else {
    NSLog(@"The two CGColor is not equal!");
}
   
if (CGColorEqualToColor([UIColor colorWithRed:1 green:1 blue:1 alpha:1].CGColor, [UIColor colorWithRed:1 green:1 blue:1 alpha:1].CGColor)) {
    NSLog(@"The two CGColor is equal!");
}
else {
    NSLog(@"The two CGColor is not equal!");
}

 

例子中第一部分是判断两个白色的UIColor是否相等,虽然都是白色,但是颜色空间是不一样的,通过运行我们可以发现,打印出“The two CGColor is not equal!”。例子的第二部分简单的创建了两个RGB空间的UIColor,运行程序可以看出,这两种颜色是相同的。

判断两个UIColor的颜色值是否相等
前两天有个朋友问我如何判断两个颜色的值是否相等,我想只要判断两个颜色的RGBA值是否相等不久可以了嘛,于是开始查找帮助文档找到了UIColor类,很容易就找到了函数:

复制代码 代码如下:
- (BOOL)getRed:(CGFloat *)red green:(CGFloat *)green blue:(CGFloat *)blue alpha:(CGFloat *)alpha;

 

这样就可以判断两个UIColor对象的颜色是否相等,代码如下:

复制代码 代码如下:
enum {  
 enEqual,   
 enNotEaual,   
 enCannotConvert, 
    };
 typedef NSInteger KCompareResult;

 + (KCompareResult) isTheSameColor:(UIColor*)color 
  redValue:(CGFloat)rValue 
  greenValue:(CGFloat)gValue                                                blueValue:(CGFloat)bValue                                       
  alphaValue:(CGFloat)aValue
 {

  if ([color respondsToSelector:@selector(getRed:green:blue:alpha:)]) { 

   CGFloat redValue, greenValue, blueValue, alphaValue;
   if ([color getRed:&redValue green:&greenValue blue:&blueValue alpha:&alphaValue]) {
    if (redValue == rValue && greenValue == gValue && blueValue == bValue && alphaValue == aValue) {
     return enEqual;
    }
    else {
     return enNotEaual;
    }
   }
   else {          // can not convert  
    return enCannotConvert;
   }
  }
 }

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