了解 2D Graphics Library 的基本知識

有很多套不同的 2D Graphics Library, 像是 Linux 下的 Cairo, OS X 和 iOS 下的 Quartz 2D 還有跨平台的 Skia, 但它們的概念應該差不多, 若看不懂其中一套, 可以參考別套的文件再回頭理解 (特別是 iOS 的文件最齊)。這篇記錄看了那些文件協助我了解 2D Graphics Library 的基本知識。

Cairo Tutorial

Cairo Tutorial 說明 Cairo 的架構, 配合圖示和簡短的範例程式, 相當實用。

Cairo 的架構分成: source, mask, destination, context。可以想像 destination 是一塊畫布 (pixel buffer), 可能對應到 bitmap、螢幕、PDF 或印表機。使用 Cairo API 設定好 source (如顏色、漸層模式 (gradien) 或另一個畫布) 和 mask, 再決定繪圖的動作, 就會將 source 經過 mask 的結果複製到 destination。

context 管理目前設定的各種屬性, 若有用過 OpenGL 或其它繪圖函式庫, 應該不會對 context 的概念感到陌生。繪製的動作會參考 context 內設定的屬性。

整體來說, 使用 2D Graphics Library 就是先產生一個 pixel buffer (Cairo 稱為 cairo_surface_t), 然後產生一個包含 pixel buffer 的 context (Cairo 稱為 cairo_t)。接著設定 context 屬性、source、mask, 然後決定繪圖動作 (如 fill、stroke)。

Path

Cairo Tutorial 有介紹 path 是什麼。Cocoa with Love: 5 ways to draw a 2D shape with a hole in CoreGraphics 提到如何用 path 畫出不同的填色效果。用同一個例子的不同作法說明為何需要 non-zero winding ruleeven-odd rule

Blending

參考 Porter/Duff Compositing and Blend Modes 了解各種 blend mode 的計算方式和圖例, 另外 CGContext reference 裡的 CGBlendMode 有同樣的說明。表中沒有 "source over", 因為 kCGBlendModeNormal 的效果就是 source over。

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