有条线叫“一个像素”

Posted by Roylee on 2016-08-02

在项目中,经常会用到一个像素的线。有的时候,1个点的线无法满足要求,只有一个像素的线的效果是最好的。

1 Point的线在非Retina屏幕则是一个像素,在Retina屏幕上则可能是2个或者3个,取决于系统设备的PPI。

这样,最简单的是想到,在画线的时候通常会采用一个像素的数值:

1.f/[UIScreen mainScreen].scale

但是,有时候这样并不能达到想要的效果。最近在写一个项目的时候,便遇到了这个问题。之前,有过印象,iOS在渲染的时候,如果采用坐标数值,当出现小数的时候,所画的点也许并不会恰好的落到每个像素上,便不能达到预期的效果了。这次,正好具体的研究一下像素画线的问题

系统是如何渲染的?

常见的情况是,当我们创建视图的frame并不是整数的时候,系统在渲染时候由于点的渲染并不会总能落到每个像素上,会采用做自己的处理来达到相对好的效果。

  • 为了获得良好的视觉效果,绘图系统通常都会采用一个叫“antialiasing(反锯齿)”的技术,iOS也是如此。
  • 显示屏幕是由很多小的显示单元组成,可以简单的理解为一个单元就代表一个像素。如果要画一条黑线,线刚好落在了一列或者一行显示显示单元之内,将会渲染出标准的一个像素的黑线。但如果线落在了两个行或列的中间时,那么会得到一条“失真”的线,其实是两个像素宽的灰线。

如下图所示:

Line

注:画线通常会在drawRect:方法中,画的线并不是在我们指定的点向外延伸,而是以指定的点为线的中心向两边渲染。所以便会出现上面的情况(我们画的像素倍数的点就是落在上图中格子的分割线上)

这就是我们画的一个像素的线为什么会失真的原因。所以,解决的办法就是,在画线的时候,对所画的点做偏移处理。如下图:

Line

上面的图片中每一格子代表一个像素,而顶部标记的则代表我们布局时的坐标。可以看到左边的非Retina屏幕,我们要在(3,0)这个位置画一条一个像素宽的竖线时,由于渲染的最小单位是像素,而(3,0)这个坐标恰好位于两个像素中间,此时系统会对坐标3左右两列的像素填充,为了不至于线显得太宽,为对线的颜色淡化。那么根据上述信息我们可以得出,如果要画出一个像素宽的线,就得把绘制的坐标移动到(2.5, 0)或者(3.5,0)这个位置,这样系统渲染的时候刚好可以填充一列像素,也就是标准的一个像素的线。

那么由此得出结论,我们画线的时候只要在原有的基础上做0.5个像素的偏移就可以了

(1.f/[UIScreen mainScreen].scale) / 2

解决像素偏差问题

通过上面的分析,我们得出结论:对线的位置做0.5个像素的位移处理。但是在实际中,我们可能并不是直接在整数点的位置画线,所以我们需要做以下处理:

CGFloat CGFloatPixelRound(CGFloat value) {
   CGFloat scale = [UIScreen mainScreen].scale;
   return round(value * scale) / scale;
}

通过上面的函数,我们需要将我们画线的起始位置做round()或者ceil()的取整处理。之后我们再对线的位置做偏移处理

并且,实际中会出现下面的两种情况:

  1. 如果在drawRect:方法中自己画线,我们需要对线的坐标做像素取整处理之后,再做0.5个像素的偏移

  2. 如果我们只是创建一个普通的view来作为线使用的话,并不需要做像素偏移的处理。只需要对线的起点坐标做像素取整就好了。因为view由起点向外渲染,而画线则是以指定的点为中心向两边渲染

同时,上面对point的点的像素取整操作在平时的使用中也很有用处。如果我们不能确定所建视图的位置大小恰好为整,我们便可以对视图的位置大小做上面的操作。

比较常出现的一种问题就是:在滚动视图中,如果某个视图的frame是动态的,或者根据屏幕尺寸计算的,偶尔会在视图的滚动过程中,视图边缘出现闪烁的情况,尤其是上下两个视图重叠的时候。(这就是屏幕渲染的时候出现滚动前后像素差别的问题)

以上,就是对怎么做出一个像素的线的总结。

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