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0,1,2
const CFStringRef kCTForegroundColorAttributeName;             
//字体颜色属性  必须是CGColor对象，默认为black
const 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NIL
const CFStringRef kCTStrokeWidthAttributeName;              
//笔画线条宽度 必须是CFNumberRef对象，默为0.0f，标准为3.0f
const 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Cn1
const 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～