iOS開發學習之路 No.10 ：UIColor，CGColor，CIColor三者的區別和聯係

轉自：https://www.cnblogs.com/smileEvday/archive/2012/06/05/UIColor_CIColor_CGColor.html

最近看了看CoreGraphics的東西，看到關於CGColor的東西，於是就想著順便看看UIColor，CIColor，弄清楚它們之間的區別和聯係。下麵我們分別看看它們三個的概念：

一、UIColor

　　UIColor是UIKit中存儲顏色信息的一個重要的類，一個UIColor對象包含了顏色和透明度的值，它的顏色空間已經針對IOS進行了優化。UIColor包含了一些類方法用於創建一些最常見的顏色，如白色，黑色，紅色，透明色等，這些顏色的色彩空間也不盡相同（白色和黑色是kCGColorSpaceDeviceGray，紅色的色彩空間是kCGColorSpaceDeviceRGB）。

　　此外UIColor還有兩個重要的屬性：一個是CGColor，一個是CIColor(5.0之後添加)。這兩個屬性就可以把UIColor，CGColor，CIColor三個對象聯係起來了，後麵會詳細介紹這三者之間的轉換。

二、CGColor

　　CGColor主要用於CoreGaphics框架之中，CGColor其實是個結構體，而我們通常在使用的CGColor的時候使用的是它的引用類型CGColorRef。CGColor主要由CGColorSapce和Color Components兩個部分組成，同樣的顏色組成，如果顏色空間不同的話，解析出來的結果可能會有所不同。這就像我們在處理圖片數據的時候，如果把RGBA格式當成BGRA格式處理的結果可想而知。在Quartz 2D中CGColor常用來設置context的填充顏色，設置透明度等。

1、如何創建一個CGColor，最常用的函數是CGColorCreate，該函數有兩個參數：

　　1) colorspace，指定CGColor對應的顏色空間，Quartz就會retain該對象，因此調用完之後你就可以安全的釋放該對象。

　　2) components，一個CGFloat的數組，該數組的元素個數是指定色彩空間包含的顏色分量數n，加上對應的alpha值。　

　　該函數該返回一個新創建的CGColorRef，當我們不再使用該對象的時候使用CGColorRelease函數釋放該對象。

2、獲取CGColor的數據

　　在我們創建的時候傳入兩個重要的參數進去，當我們獲取到了CGColorRef以後當然就可以拿到對應的ColorSpace以及Components。

　　1) 獲取ColorSpace

　　通過CGColorGetColorSpace函數我們可以獲取到當前CGColorRef對應的ColorSpace，該函數隻接受一個參數就是你要獲取ColorSpace的CGColorRef。下麵請看一個簡單的例子：

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

　　2) 獲取Color Components

　　要獲取到CGColorRef對應的顏色值，我們需要用到CGColorGetNumberOfComponents和CGColorGetComponents兩個函數。我們先來看看兩個函數的函數原型：

size_t CGColorGetNumberOfComponents (
   CGColorRef color
);

const CGFloat * CGColorGetComponents (
   CGColorRef color
);

　　第一個函數是獲得CGColorRef的中包含的顏色組成部分的個數，第二個函數就是獲取實際的顏色組成部分的數組，下麵看一個小例子：

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主要是用於和Core Image框架中其他類，比如CIFilter，CIContext以及CIImage。今天我們主要關心的顏色值部分，CIColor中顏色值的範圍是0.0-1.0之間，0.0代表該顏色分量為最小值，1.0代表改顏色分量為最大值。其中alpha值的範圍也是0.0到1.0之間，0.0代表全透明，1.0代表完全不透明，同時CIColor的顏色分量通常都是沒有乘以alpha值。

　　我們可以使用initWithCGColor:函數，通過CGColor創建一個CIColor。其中傳入的CGColorRef對象可以使任何任何顏色空間，但是Core Image框架會在傳入filter kernel之前把所有的顏色空間轉換到core image工作顏色空間。core image工作顏色空間使用三個顏色分量加上一個alpha分量組成(其實就是kCGColorSpaceDeviceRGB)，後麵的例子中我們驗證這一點。

四、UIColor，CGColor，CIColor的區別和聯係

1、UIColor的兩個屬性CGColor，CIColor

　　UIColor的CGColor總是有效的，不管它是通過CGColor，CIColor，還是其他方法創建的，CGColor屬性都總是有效的；但是CIColor屬性就不總是有效的，隻有當UIColor是通過CIColor創建的時候，他才是有效的，否則訪問該屬性將會拋出異常，下麵照舊來一個小例子：

// test init uicolor with CGColor
UIColor *color = [UIColor colorWithCGColor:[UIColor whiteColor].CGColor];
    
// CGColor property is always valid
NSLog(@"CGColor from UIColor %@", color.CGColor);

// don't use CIColor property 
// This property throws an exception if the color object was not initialized with a Core Image color. 
NSLog(@"CIColor from UIColor %@", color.CIColor);   // crush

2、UIColor使用CGColor初始化

　　當UIColor使用CGColor初始化的時候，所有CGColorRef包含的信息，都會被原封不動的保留，其中就包括Color space，而且通過下麵的小例子我們還可以看到如果使用CGColor初始化UIColor的時候，UIColor其實是直接保留了一份這個CGColorRef對象。例子如下：

// 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

　　下麵我們討論一下當使用CIColor來初始化一個UIColor的時候，再去訪問UIColor的CGColor屬性的時候，我們會發現CGColor的color Space和設置CIColor的color space的是不完全一樣的，在這個過程中CIColor會為我們做一個轉換。下麵我們分別看看使用kCGColorSpaceDeviceGray，kCGColorSpaceDeviceRGB，kCGColorSpaceDeviceCMYK三種顏色空間來初始化一個CIColor的時候，再去使用該CIColor去初始化一個UIColor，然後在去訪問其CIColor屬，CGColor屬性，查看顏色空間並打印顏色信息。

　　1) 使用kCGColorSpaceDeviceGray初始化CIColor

　　首先看代碼：

 // 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);

　　通過運行程序，我們看出來，如果使用一個kCGColorSpaceDeviceGray的顏色空間的CGColor來初始化CIColor的時候，我們可以看到CIColor的色彩空間一直是kCGColorSpaceDeviceGray，通過訪問UIColor的CIColor屬性，我們可以看到其顏色空間仍然是kCGColorSpaceDeviceGray，但是當訪問UIColor的CGColor屬性的時候，通過打印可以發現其色彩空間已經轉變成了kCGColorSpaceDeviceRGB空間了，而顏色值也正確的從原來的顏色空間轉換到了新的顏色空間。

　　2) 使用kCGColorSpaceDeviceRGB初始化CIColor

　　同樣的我們看代碼：

 //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);

　　整個過程中CIColor，以及通過UIColor的CGColor和CIColor屬性訪問到的值，打印出來我們可以發現它們都是kCGColorSpaceDeviceRGB空間的。

4、使用kCGColorSpaceDeviceCMYK初始化CIColor

　　下麵繼續看一段代碼：

// 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);

　　整個過程中，我們通過運行同樣可以發現，當我們用一個CMYK顏色空間的CGColor來初始化CIColor的時候，CIColor的顏色空間依然是CMYK，但是顏色值已經轉換成RGB的顏色值。當使用該CIColor創建一個UIColor的時候，我們再通過CIColor和CGColor屬性打印信息的時候，我們會發現CIColor的色彩空間依然是CMYK，但是CGColor打印所得到的信息說明它已經被轉換成RGB空間了。

五、UIColor延伸，如何判斷兩個顏色是否相等

　　前麵提到一點，不管UIColor使用CIColor，CGColor還是其他方式初始化的，其CGColor屬性都是可用的。CoreGraphics中提供一個方法可以判斷兩個CGColor是否相等，因此我們可以通過判斷兩個UIColor是否相等，下麵是看一個簡單的例子：

// 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斷兩個白色的UIColor是否相等，雖然都是白色，但是顏色空間是不一樣的，通過運行我們可以發現，打印出“The two CGColor is not equal!”。例子的第二部分簡單的創建了兩個RGB空間的UIColor，運行程序可以看出，這兩種顏色是相同的。

最後更新：2017-04-03 05:39:30

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