一、前言 本系列文章旨在快速复习并上手Flutter开发,并在适当分享在项目实战过程中遇到的一些比较有价值的知识内容: 01-📝Flutter核心知识|了解Flutter【诞生背景、应用简介、页面渲染

前言

我们在前面,首先进行了针对 iOS中的多媒体技术相关几个框架概述:

• 01-iOS 多媒体技术| 图形处理框架简介:Core Animation、Core Graphics、OpenGL ES、Metal、GPUImage等

1. 进而 用 两篇文章 对 其中的 UIKit相关要点 进行了分述:
   • 02-iOS 多媒体技术| 图形处理框架-UIKit要点回顾1【UITouch、UIEvent、手势处理、UIResponder、UIApplication等】
   • 03-iOS 多媒体技术| 图形处理框架-UIKit要点回顾2【UIView、UIViewController、UIWindow、生命周期、事件响应者链等
2. 然后我们 针对 Core Animation框架的要点 进一步展开分述:
   • 04-iOS 多媒体技术| Core Animation要点回顾1【CAlayer与UIView树、核心动画、Core Animation渲染原理等】
   • 05-iOS 多媒体技术| Core Animation要点回顾2【iOS动画】
3. 紧接着 我们快速回顾了 2D绘图引擎Core Graphics框架的要点
   • 06-iOS 多媒体技术| Core Graphics要点回顾【UIBezierPath绘制、CGContext绘制、图像处理、富文本处理、经典第三方库等】
4. 再然后 我们 围绕 滤镜框架Core Image、GPUImage框架的要点 进行了快速回顾:
   • 07-iOS 多媒体技术| 滤镜框架Core Image、GPUImage要点回顾【滤镜链、内置滤镜、自定义滤镜、GPUImage的简单使用等】
5. 我们 在此篇文章 ,将 针对 底层渲染框架Metal、OpenGL ES框架的要点 进一步展开分述:

一、图形API简介(OpenGL ES、Metal)

1. 走向3D图形世界

关于3D图形世界 的更详细介绍,我推荐阅读书籍: 《OpenGL超级宝典》第一章: 3D图形和OpenGL简介.
幸运的是,已经有图形开发爱好者,将一些重点整理在博文上:3D图形和OpenGL简介

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三维（3D）表示一个正在描述或显示的物体具有3个维度：宽度、高度和深度。例如

• 放在书桌上的一张画是一个二维物体，因为它没有可以令人感受得到的深度。
• 而旁边的药瓶却能感受到它是3D，因为它具备高度、深度、宽度。

几个世纪以来，艺术家们已经知道如何让一幅画有立体感并且具有真实的深度。

• 通过颜料在二维画布上所创作的作品，它其实本质上画的是一个二维物体
• 类似，计算机3D图像实质上也是平面的，它只是在计算机屏幕上所显示的二维图像，但它可以提供深度的错觉。

2D + 透视 = 3D

2. 图形API简介

无论是2D还是3D图形界面,它们都有相关的编程接口,这里介绍几个图形API:

• OpenGL（Open Graphics Library）
  • 是一种跨平台的图形API，用于开发2D和3D图形应用程序
  • 它将计算机的资源抽象称为一个个OpenGL的对象
  • 对这些资源的操作抽象为一个个的OpenGL指令。
• OpenGL ES（OpenGL for Embedded Systems）
  • 是OpenGL三维图形API的子集
  • 针对手机、PDA和游戏主机等嵌入式设备而设计的，去除了许多不必要和性能较低的API接口
• DirectX
  • 是由很多API组成的，DirectX并不是一个单纯的图形API。
  • 最重要的是DirectX是属于Windows上一个多媒体处理API。
  • 并不支持Windows以外的平台，所以不是跨平台框架。
  • 按照性质分类，可分为四大部分:
    • 显示部分、声音部分、输入部分和网络部分
• Metal
  • Apple为游戏开发者推出了新的平台技术，该技术能够为3D图像提高10倍的渲染性能。
  • Metal是Apple为解决3D渲染而推出的框架

3. 学习OpenGL ES和Metal的选择

我们首先 引入苹果 官方提供的OpenGL ES编程指南:OpenGL ES Programming Guide 从指南中,苹果已经提及,在iOS12以后,对OpenGL ES弃用,转向对Metal的支持。

苹果都弃用了OpenGL/OpenGL ES，那还需要学OpenGL ES？

• 1、苹果自身系统迁移到Metal是花费了4年时间
• 2、在没有推出Metal时，苹果对于OpenGL ES是高度集成且配合相应图层和GLKit来辅助开发者能快速使用OpenGL ES
• 3、OpenGL ES的弃用，只是针对苹果内部系统底层API依赖而言
  • 并不是想让iOS开发者从此不使用OpenGL ES
  • 只是角色变成了第三方，毕竟它的跨平台以及稳定是很难让现有的开发放弃，而这几点Metal目前很难做到
• 4、目前大多数类似百度地图、高德地图和音视频处理的项目组已经很庞大了，暂时不会迁移到Metal，所以只学习Metal是不够用的
• 5、所以学习需要一步一步的走OpenGL -> OpenGL ES -> Metal

4. 图形API用于解决什么问题

实现图形的底层渲染 比如:

• 在游戏开发中，对游戏场景/游戏任务的渲染
• 在音视频开发中，对于视频解码后的数据渲染
• 在地图引擎，对于地图上的数据渲染
• 在动画中，实现动画的绘制
• 在视频处理中，对于视频加上滤镜效果
• ...

图形API工作的本质

• 图形API工作的本质:就是利用GPU芯片来高效渲染图形图像
• 图形API是iOS开发者唯一接近GPU的方式

二、渲染工作流水线简介

以iOS平台为例。我们先回顾一下渲染工作流水线,再过渡到图形API(如OpenGL ES、Metal)的在流水线上的工作环节和工作流程。再介绍一下流程内涉及到的一些 3D图形技术 术语。如此,我们学习 3D图形技术就不那么突兀了。

1. 渲染工作流水线说明(点击查看详情)

• ①-应用交互前端UIKit/AppKit →
• ②-Core Animation →
  • Core Animation 渲染流水线详细说明
• ③ OpenGL ES/ Metal →
  • GPU图形渲染流水线
• ④ GPU Driver →
• ⑤ GPU →
• ⑥ Screen Display

在屏幕成像的过程中，CPU和GPU起着至关重要的作用

• CPU（Central Processing Unit，中央处理器）
  CPU的主要任务是进行对象的创建和销毁、对象属性的调整、布局计算、文本的计算和排版、图片的格式转换和解码、图像的绘制（Core Graphics）
• GPU（Graphics Processing Unit，图形处理器）
  GPU的主要任务是对纹理的渲染
• 小结:
  从CPU准备渲染数据(纹理),交由GPU进行渲染

2. Core Animation 渲染流水线详细说明(点击查看详情)

• ①-CPU阶段: Core Animation (Commit Transaction)
  • CPU阶段 → 数据缓存 → GPU阶段
  • 注:
    • CPU、GPU无法直接交换数据
    • 从⼀块内存中将数据复制到另⼀块内存中, 传递速度是非常慢的,内存复制数据时, CPU和GPU 都不能 操作数据(避免引起错误)
    • OpenGL API 可以 在CPU(C端)工作、也可以在GPU(S端)工作,是两者的桥梁
    • Buffers数据 用于 C端 与 S端 交互
• ②-GPU阶段: → Render Server(OpenGL ES、Metal等图形API在工作)

3. GPU图形渲染流水线(点击查看详情)

1. (CPU 负责的时期)Application 应用处理阶段：得到图元

• 这个阶段具体指的就是图像在应用中被处理的阶段，此时还处于 CPU 负责的时期。
• 在这个阶段应用可能会对图像进行一系列的操作或者改变，最终将新的图像信息传给下一阶段
• 这部分信息被叫做图元（primitives）
  • 图元（Primitive） 是指 OpenGL ES 中支持渲染的基本图形。
  • OpenGL ES 只支持三种图元，分别是三角形、线段、顶点等。
  • 复杂的图形得通过渲染多个三角形来实现。

2. Geometry 几何处理阶段：处理图元

• 进入这个阶段之后，以及之后的阶段，就都主要由 GPU 负责了
• 此时 GPU 可以拿到上一个阶段传递下来的图元信息，GPU 会对这部分图元进行处理，之后输出新的图元。这一系列阶段包括:
  • 顶点着色器（Vertex Shader）：
    这个阶段中会将图元中的顶点信息进行视角转换、添加光照信息、增加纹理等操作。
  • 形状装配（Shape Assembly）：
    图元中的三角形、线段、点分别对应三个 Vertex、两个 Vertex、一个 Vertex。
    这个阶段会将 Vertex 连接成相对应的形状。
  • 几何着色器（Geometry Shader）：
    额外添加额外的Vertex，将原始图元转换成新图元，以构建一个不一样的模型。
    简单来说就是基于通过三角形、线段和点构建更复杂的几何图形。

3. Rasterization 光栅化阶段：图元转换为像素

• 光栅化的主要目的是将几何渲染之后的图元信息，转换为一系列的像素，以便后续显示在屏幕上
• 这个阶段中会根据图元信息，计算出每个图元所覆盖的像素信息等，从而将像素划分成不同的部分。

4. Pixel 像素处理阶段：处理像素，得到位图

• 经过上述光栅化阶段，我们得到了图元所对应的像素
• 此时，我们需要给这些像素填充颜色和效果

GPU 图形渲染流水线的主要工作可以被划分为两个部分:

• 把 3D 坐标转换为 2D 坐标
• 把 2D 坐标转变为实际的有颜色的像素

4. OpenGL ES工作过程(点击查看详情)

前面提及的 →②几何处理阶段→③光栅化阶段→④像素处理阶段 都属于OpenGL ES的工作环节。它又可以细分为,上图的6个小阶段:

• ②几何处理阶段
  • 顶点着色器（Vertex Shader）
  • 形状装配（Shape Assembly）
  • 几何着色器（Geometry Shader）
• ③光栅化阶段
  • 光栅化(Rasterization)
• ④像素处理阶段
  • 片段着色器（Fragment Shader）
  • 测试与混合（Tests and Blending）

5. GLES 渲染三角形

简述 GLES 工作过程 :

渲染三角形的基本流程如下图所示,我们通过了解“怎么渲染三角形”,来理解一下 GLES 工作过程:

其中，顶点着色器和片段着色器是可编程的部分:

• 着色器（Shader） 是一个小程序，它们运行在 GPU 上，在主程序运行的时候进行动态编译，而不用写死在代码里面。
• 编写着色器用的语言是 GLSL（OpenGL Shading Language） (相关的学习,附在下文)

下面介绍一下渲染流程的每一步都做了什么：

1、顶点数据

• 为了渲染一个三角形，我们需要传入一个包含 3 个三维顶点坐标的数组
• 每个顶点都有对应的顶点属性，顶点属性中可以包含任何我们想用的数据。
• 在上图的例子里，我们的每个顶点包含了一个颜色值。
• 并且，为了让 OpenGL ES 知道我们是要绘制三角形，而不是点或者线段，我们在调用绘制指令的时候，都会把图元信息传递给 OpenGL ES 。

2、顶点着色器

• 顶点着色器会对每个顶点执行一次运算，它可以使用顶点数据来计算该顶点的坐标、颜色、光照、纹理坐标等。
• 顶点着色器的一个重要任务是进行坐标转换，例如将模型的原始坐标系（一般是指其 3D 建模工具中的坐标）转换到屏幕坐标系。

3、图元装配

• 在顶点着色器程序输出顶点坐标之后，各个顶点按照绘制命令中的图元类型参数，以及顶点索引数组被组装成一个个图元。
• 通过这一步，模型中 3D 的图元已经被转化为屏幕上 2D 的图元。

4、几何着色器

• 在「OpenGL」的版本中，顶点着色器和片段着色器之间有一个可选的着色器，叫做几何着色器（Geometry Shader） 。

几何着色器把图元形式的一系列顶点的集合作为输入，它可以通过产生新顶点构造出新的图元来生成其他形状。

OpenGL ES 目前还不支持几何着色器，这个部分我们可以先不关注。

5、光栅化

• 在光栅化阶段，基本图元被转换为供片段着色器使用的片段。
• 片段表示可以被渲染到屏幕上的像素，它包含位置、颜色、纹理坐标等信息，这些值是由图元的顶点信息进行插值计算得到的。
• 在片段着色器运行之前会执行裁切，处于视图以外的所有像素会被裁切掉，用来提升执行效率。

6、片段着色器

• 片段着色器的主要作用是计算每一个片段最终的颜色值（或者丢弃该片段）。
• 片段着色器决定了最终屏幕上每一个像素点的颜色值。

7、测试与混合

• 在这一步，OpenGL ES 会根据片段是否被遮挡、视图上是否已存在绘制好的片段等情况，对片段进行丢弃或着混合，最终被保留下来的片段会被写入帧缓存中，最终呈现在设备屏幕上。

6. GLES 如何渲染多变形

• 由于 OpenGL ES 只能渲染三角形，因此多边形需要由多个三角形来组成。

如图所示，一个五边形，我们可以把它拆分成 3 个三角形来渲染。

• 渲染一个三角形，我们需要一个保存 3 个顶点的数组。
• 这意味着我们渲染一个五边形，需要用 9 个顶点。
• 而且我们可以看到，其中 V0 、 V2 、V3 都是重复的顶点，显得有点冗余。

那么有没有更简单的方式，可以让我们复用之前的顶点呢？答案是肯定的。

3种绘制三角形模式

在 OpenGL ES 中，对于三角形有 3 种绘制模式。在给定的顶点数组相同的情况下，可以指定我们想要的连接方式。如下图所示：

• 1、GL_TRIANGLES
  • GL_TRIANGLES 就是我们一开始说的方式，没有复用顶点，以每三个顶点绘制一个三角形。
  • 第一个三角形使用 V0 、 V1 、V2
  • 第二个使用 V3 、 V4 、V5 ，以此类推。
  • 如果顶点的个数不是 3 的倍数，那么最后的 1 个或者 2 个顶点会被舍弃。
• 2、GL_TRIANGLE_STRIP
  • GL_TRIANGLE_STRIP 在绘制三角形的时候，会复用前两个顶点。
  • 第一个三角形依然使用 V0 、 V1 、V2
  • 第二个则会使用 V1 、 V2 、V3，以此类推。
  • 第 n 个会使用 V(n-1) 、 V(n) 、V(n+1) 。
• 3、GL_TRIANGLE_FAN
  • GL_TRIANGLE_FAN 在绘制三角形的时候，会复用第一个顶点和前一个顶点。
  • 第一个三角形依然使用 V0 、 V1 、V2
  • 第二个则会使用 V0 、 V2 、V3，以此类推。
  • 第 n 个会使用 V0 、 V(n) 、V(n+1) 。
  • 这种方式看上去像是在绕着 V0 画扇形。

接下来,我们就由OpenGL ES的工作环节,引入图形API相关的技术术语

三、3D图形技术概念

1. OpenGL状态机

• OpenGL上下文 Context
  • 上下文是一个非常庞大的状态机，保存了OpenGL中的各种状态
  • 不管在哪个语言中，都是类似C语言一样面向过程的函数
  • 我们可以配置多个上下文，通过调用 [EAGLContext setCurrentContext:context] 来切换
• OpenGL状态机
  • 描述了一个对象的生命周期经历各种状态,发生转变时的动因、条件及转变中所执行的活动
  • 有记忆功能
    • 能记住其当前的状态（如当前所使用的颜色、是否开启了混合功能等）:
    • glClearColor(1,1,1,1)设置颜色
    • glEable(GL_DEPTH_TEST)开启深度测试
    • glEable(GL_BLEND)开启混合
  • 可以接收输入
    • 根据输入的内容和自己的原先状态，修改自己当前状态，并且可以有对应输出
  • 当进入特殊状态（停机状态）时便不再接收输入，停止工作

2. 渲染管线

• 渲染:
  • 将图形/图像数据转换成3D空间图像的操作叫做渲染（Rendering）
  • 即 数据->可视化界面的过程，也就是我们口中所说的 绘制
• 顶点数组（VertexArray）和 顶点缓冲区（VertexBuffer）：
  • 顶点数据是由GPU处理的
  • 顶点数组是存在内存中，GPU通过操作内存来处理顶点数据
  • 顶点缓冲区存在显卡显存中，使得GPU的操作更为简单
  • 在调用绘制方法的时候，直接有内存传入顶点数据，也就是这部分数据之前是存储在内存中的，被称为顶点数组；
  • 性能更高的做法是，提前分配一块显存，将顶点数据预先传入到显存当中，这块显存就是顶点缓冲区
• 管线:
  • 可以理解为流水线。在OpenGL下渲染图形，就会经历一个一个节点，这样的操作可以理解为管线。
  • 之所以称为管线是因为显卡在处理数据的时候是按照一个固定的顺序来的
• 固定管线/存储着色器:
  • 在早期OpenGL版本中，开发者只需要传入相应的参数，就能快速完成图形的渲染。
  • 开发者只需要调用API使用封装好的固定shader程序段，并不需要关注底层实现原理

3. 着色器程序Shader

• 着色器程序Shader
  • 是一段小程序代码，是用来操作GPU进行计算的，主要的着色器有：
    • 顶点着色器（VertexShader）
    • 片元着色器（Metal叫片元函数）/片段着色器（FragmentShader）/像素着色器（PixelShader）
    • 几何着色器（GeometryShader）
    • 曲面细分着色器（TessellationShader）
  • 在绘制的时候
    • 首先由 顶点着色器对传入的顶点数据进行运算，将顶点转换为图元；
    • 然后进行 光栅化转化为栅格化数据；
    • 最后传入 片元着色器进行运算
• 顶点着色器（VertexShader）
  • 用来处理图形每个顶点变换——旋转/平移/投影
  • 每一个顶点都会执行一次
• 片元着色器（FragmentShader）
  • 用来处理图形中每个像素点的颜色计算和填充
  • 每个像素都会执行一次片元着色器（并行执行）
• GLSL（OpenGL Shading Language）
  • 是用来在OpenGL中着色编程的语言，即开发人员写的短小的自定义程序
  • 代替了固定渲染管线，使渲染管线中不同层次具有可编程性，比如：视图转换、投影转换等
  • 用来操作 顶点着色器和 片元着色器

学习GLSL语言

关于GLSL语言的学习,可以参考这几篇文章:

• GLSL 详解（基础篇）：详细介绍 OpenGL ES 2.0 着色器语言 GLSL 基础语法。
• GLSL 详解（高级篇）：详细介绍 OpenGL ES 2.0 着色器语言高级特性。
• OpenGL ES 着色器语言 文章的内容包括：
  • GLSL ES 版本介绍
  • Shader 的结构
  • GLSL ES 中的预处理
  • GLSL ES 中的数据类型
  • GLSL ES 中向量和矩阵的操作
  • GLSL ES 中的限定符
  • GLSL ES 中的函数
  • GLSL ES 中的内置变量和内置函数

4. 纹理相关

• 光栅化（Rasterization）
  • 是把顶点数据转换成片元的过程，具有将图转化为一个个栅格组成的图像的作用(像素数据)
  • 其实就是将 几何图元变为二维图像的过程。
    • 该过程包含了两部分工作:
      • 决定窗口坐标中的那些整形栅格区域被基本图元占用;
      • 分配一个颜色值和一个深度值到各个区域
  • 把物体的数学描述以及与物体相关的颜色信息转换为屏幕上用于对应位置的像素及用于填充像素的颜色，这个过程称为光栅化
• 缓存:
  • OpenGL ES 部分运行在 CPU 上，部分运行在 GPU 上，为了协调这两部分的数据交换，定义了缓存（Buffers） 的概念。
  • CPU 和 GPU 都有独自控制的内存区域，缓存可以避免数据在这两块内存区域之间进行复制，提高效率。缓存实际上就是指一块连续的 RAM 。
• 纹理: 可以简单理解成图片（位图）
  • 纹理是一个用来保存图像颜色的元素值的缓存
  • 渲染是指将数据生成图像的过程。
  • 纹理渲染则是将保存在内存中的颜色值等数据，生成图像（位图）的过程。

纹理相关的概念

• 纹素（Texel）：
  • 一个图像初始化为一个纹理缓存后，每个像素会变成一个纹素。
  • 纹理的坐标是范围是 0 ~ 1，在这个单位长度内，可能包含任意多个纹素。
• 片段（Fragment）：
  • 视口坐标中的颜色像素。
  • 没有使用纹理时，会使用对象顶点来计算片段的颜色；
  • 使用纹理时，会根据纹素来计算。
• 映射（Mapping）：
  • 对齐顶点和纹素的方式。
  • 即将顶点坐标 (X, Y, Z) 与 纹理坐标 (U, V) 对应起来。
• 取样（Sampling）：
  • 在顶点固定后，每个片段根据计算出来的 (U, V) 坐标，去找相应纹素的过程。
• 帧缓存（Frame Buffer）：
  • 一个接收渲染结果的缓冲区，为 GPU 指定存储渲染结果的区域。
  • 更通俗点，可以理解成存储屏幕上最终显示的一帧画面的区域。

注： (U, V) 可能会超出 0 ~ 1 这个范围，需要通过 glTextParameteri() 配置相应的方案，来映射到 S 轴和 T 轴。

5. 其它

• 混合：两种颜色的视图叠在一起后的颜色就叫混合
• 变换矩阵（Transformation）：图形发生平移、缩放、旋转变换
• 投影矩阵（Projection）：将3D坐标转换为二维屏幕坐标
• 渲染上屏/交换缓冲区（SwapBuffer）
  • 常规的OpenGL程序至少都会有两个缓冲区
    • 显示在屏幕上的成为帧缓冲区 frame buffer，没有显示的成为离屏缓冲区 offscreen buffer。
    • 在一个缓冲区渲染完成之后，通过将屏幕缓冲区和离屏缓冲区交换，实现图像在屏幕上的显示
  • 为了防止交换缓冲区的时候屏幕上下区域的图像分属于两个不同的帧，因此交换一般会等待显示器刷新完成的信号，在显示器两次刷新的间各种进行交换，这个信号就成为 垂直同步信号，这个技术成为 垂直同步

6. 坐标系

6.1 2D 笛卡尔坐标系

• 2D笛卡尔坐标系:
  拥有x轴、y轴的平面坐标系（用来描述平面图形）

6.2 3D 笛卡尔坐标系

• 3D笛卡尔坐标系:
  拥有x轴、y轴、z轴（z轴表示深度）的立体坐标系（用来描述立体图形）

6.3 投影: 从 3D 到 2D

• 视口: 显示的窗口区域,OpenGL使用glViewPort来设置视口
• 投影方式
  • 正投影: 用来渲染平面图形（远近物体大小一样）
  • 透视投影: 用来渲染立体图形（远小近大）

6.4 OpenGL ES 坐标系

OpenGL ES 坐标系的范围是 -1 ~ 1，是一个三维的坐标系，通常用 X、Y、Z 来表示。Z 轴的正方向指向屏幕外。在不考虑 Z 轴的情况下，左下角为 (-1, -1, 0)，右上角为 (1, 1, 0)。

6.5 纹理坐标系

纹理坐标系的范围是 0 ~ 1，是一个二维坐标系，横轴称为 S 轴，纵轴称为 T 轴。在坐标系中，点的横坐标一般用 U 表示，点的纵坐标一般用 V 表示。左下角为 (0, 0)，右上角为 (1, 1)。

注： UIKit 坐标系的 (0, 0) 点在左上角，其纵轴的方向和纹理坐标系纵轴的方向刚好相反。

7. 快速了解OpenGL

我在这里推荐几篇文章,可以帮助我们快速了解 Open GL 一些比较核心的基础:

• ***01-《一看就懂的 OpenGL 基础概念》介绍:
  • OpenGL 的角色、渲染架构、状态机、渲染管线等内容;
  • 要点备注:
    • OpenGL 提供了 3 个通道来让我们从 Client 向 Server 中的顶点着色器（Vertex Shader）和片元着色器（Fragment Shader）传递参数和渲染信息
• 02-《一看就懂的 OpenGL 基础概念》：EGL，OpenGL 与设备的桥梁
• 03-《一看就懂的 OpenGL 基础概念》：各种 O 之 VBO、EBO、VAO
• 04-《一看就懂的 OpenGL 基础概念》：各种 O 之 FBO

9. GL ES 编程小Demo

• github.com/VanZhang-CN…
  • 1. GLES环境搭建
  • 2. GLES|绘制三角形
  • 3. GLES|纹理渲染

四、OpenGL ES 开发方式

在iOS中开发 OpenGL ES,有两种方式:

• 1. 通过 GLES代码 + 系统的GLKit框架 渲染
• 2. 通过 纯GLES代码 + GLSL着色器小程序 渲染

不管是哪种,都需要 对 缓存进行管理(前面提及的各种O,都需要用到缓存:FBO、RBO、VBO、VAO),所以我们先简单介绍下缓存的管理

1. 怎么使用缓存

在实际应用中，我们需要使用各种各样的缓存。比如:

• 在纹理渲染之前，需要生成一块保存了图像数据的纹理缓存。

下面介绍一下缓存管理的一般步骤：

使用缓存的过程可以分为 7 步:

1. 生成（Generate）：
   生成缓存标识符 glGenBuffers()
2. 绑定（Bind）：
   对接下来的操作，绑定一个缓存 glBindBuffer()
3. 缓存数据（Buffer Data）：
   从CPU的内存复制数据到缓存的内存 glBufferData() / glBufferSubData()
4. 启用（Enable）或者禁止（Disable）：
   设置在接下来的渲染中是否要使用缓存的数据 glEnableVertexAttribArray() / glDisableVertexAttribArray()
5. 设置指针（Set Pointers）：
   告知缓存的数据类型，及相应数据的偏移量 glVertexAttribPointer()
6. 绘图（Draw）：
   使用缓存的数据进行绘制glDrawArrays() / glDrawElements()
7. 删除（Delete）：
   删除缓存，释放资源 glDeleteBuffers()

2. 通过 GLKit 渲染

在 GLKit 中，苹果对 OpenGL ES 中的一些操作进行了封装，因此我们使用 GLKit 来渲染会省去一些步骤。

那么好奇的你肯定会问，在「纹理渲染」这件事情上，GLKit 帮我们做了什么呢？

2.1 获取顶点数据

定义顶点数据，用一个三维向量来保存 (X, Y, Z) 坐标，用一个二维向量来保存 (U, V) 坐标：

typedef struct {
    GLKVector3 positionCoord; // (X, Y, Z)
    GLKVector2 textureCoord; // (U, V)
} SenceVertex;

初始化顶点数据：

self.vertices = malloc(sizeof(SenceVertex) * 4); // 4 个顶点
    
self.vertices[0] = (SenceVertex){{-1, 1, 0}, {0, 1}}; // 左上角
self.vertices[1] = (SenceVertex){{-1, -1, 0}, {0, 0}}; // 左下角
self.vertices[2] = (SenceVertex){{1, 1, 0}, {1, 1}}; // 右上角
self.vertices[3] = (SenceVertex){{1, -1, 0}, {1, 0}}; // 右下角

退出的时候，记得手动释放内存：

- (void)dealloc {
    // other code ...
    
    if (_vertices) {
        free(_vertices);
        _vertices = nil;
    }
}

2.2 初始化 GLKView 并设置上下文

// 创建上下文，使用 2.0 版本
EAGLContext *context = [[EAGLContext alloc] initWithAPI:kEAGLRenderingAPIOpenGLES2];
    
// 初始化 GLKView
CGRect frame = CGRectMake(0, 100, self.view.frame.size.width, self.view.frame.size.width);
self.glkView = [[GLKView alloc] initWithFrame:frame context:context];
self.glkView.backgroundColor = [UIColor clearColor];
self.glkView.delegate = self;
    
[self.view addSubview:self.glkView];
    
// 设置 glkView 的上下文为当前上下文
[EAGLContext setCurrentContext:self.glkView.context];

2.3 加载纹理

使用 GLKTextureLoader 来加载纹理，并用 GLKBaseEffect 保存纹理的 ID ，为后面渲染做准备。

NSString *imagePath = [[[NSBundle mainBundle] resourcePath] stringByAppendingPathComponent:@"sample.jpg"];
UIImage *image = [UIImage imageWithContentsOfFile:imagePath]; 

NSDictionary *options = @{GLKTextureLoaderOriginBottomLeft : @(YES)};
GLKTextureInfo *textureInfo = [GLKTextureLoader textureWithCGImage:[image CGImage]
                                                           options:options
                                                             error:NULL];
self.baseEffect = [[GLKBaseEffect alloc] init];
self.baseEffect.texture2d0.name = textureInfo.name;
self.baseEffect.texture2d0.target = textureInfo.target;

因为纹理坐标系和 UIKit 坐标系的纵轴方向是相反的，所以将 GLKTextureLoaderOriginBottomLeft 设置为 YES，用来消除两个坐标系之间的差异。

注： 这里如果用 imageNamed: 来读取图片，在反复加载相同纹理的时候，会出现上下颠倒的错误。

2.4 实现 GLKView 的代理方法

在 glkView:drawInRect: 代理方法中，我们要去实现顶点数据和纹理数据的绘制逻辑。这一步是重点，注意观察「缓存管理的 7 个步骤」的具体用法。

代码如下：

- (void)glkView:(GLKView *)view drawInRect:(CGRect)rect {
    [self.baseEffect prepareToDraw];
    
    // 创建顶点缓存
    GLuint vertexBuffer;
    glGenBuffers(1, &vertexBuffer);  // 步骤一：生成
    glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, vertexBuffer);  // 步骤二：绑定
    GLsizeiptr bufferSizeBytes = sizeof(SenceVertex) * 4;
    glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, bufferSizeBytes, self.vertices, GL_STATIC_DRAW);  // 步骤三：缓存数据
    
    // 设置顶点数据
    glEnableVertexAttribArray(GLKVertexAttribPosition);  // 步骤四：启用或禁用
    glVertexAttribPointer(GLKVertexAttribPosition, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(SenceVertex), NULL + offsetof(SenceVertex, positionCoord));  // 步骤五：设置指针
    
    // 设置纹理数据
    glEnableVertexAttribArray(GLKVertexAttribTexCoord0);  // 步骤四：启用或禁用
    glVertexAttribPointer(GLKVertexAttribTexCoord0, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(SenceVertex), NULL + offsetof(SenceVertex, textureCoord));  // 步骤五：设置指针
    
    // 开始绘制
    glDrawArrays(GL_TRIANGLE_STRIP, 0, 4);  // 步骤六：绘图
    
    // 删除顶点缓存
    glDeleteBuffers(1, &vertexBuffer);  // 步骤七：删除
    vertexBuffer = 0;
}

2.5 开始绘制

我们调用 GLKView 的 display 方法，即可以触发 glkView:drawInRect: 回调，开始渲染的逻辑。

代码如下:

[self.glkView display];

至此，使用 GLKit 实现纹理渲染的过程就介绍完毕了。

3. 通过 GLSL 渲染

在不使用 GLKit 的情况下，怎么实现纹理渲染。我们会着重介绍与 GLKit 渲染不同的部分。

注： Demo可以在“第三节”的第9小节内部找到

3.1 着色器编写

首先，我们需要自己编写着色器，包括顶点着色器和片段着色器，使用的语言是 GLSL 。这里对于 GLSL 就不展开讲了，只解释一下我们等下会用到的部分，更详细的语法内容，可以参见 这里。

新建一个文件，一般顶点着色器用后缀 .vsh ，片段着色器用后缀 .fsh （当然你不喜欢这么命名也可以，但是为了方便其他人阅读，最好是还是按照这个规范来），然后就可以写代码了。

顶点着色器

顶点着色器的代码如下：

attribute vec4 Position;
attribute vec2 TextureCoords;
varying vec2 TextureCoordsVarying;

void main (void) {
    gl_Position = Position;
    TextureCoordsVarying = TextureCoords;
}

片段着色器

片段着色器的代码如下：

precision mediump float;

uniform sampler2D Texture;
varying vec2 TextureCoordsVarying;

void main (void) {
    vec4 mask = texture2D(Texture, TextureCoordsVarying);
    gl_FragColor = vec4(mask.rgb, 1.0);
}

GLSL的简单解释

GLSL 是类 C 语言写成，如果学习过 C 语言，上手是很快的。下面对这两个着色器的代码做一下简单的解释。

• attribute 修饰符只存在于顶点着色器中，用于储存每个顶点信息的输入，比如这里定义了 Position 和 TextureCoords ，用于接收顶点的位置和纹理信息。
• vec4 和 vec2 是数据类型，分别指四维向量和二维向量。
• varying 修饰符指顶点着色器的输出，同时也是片段着色器的输入，要求顶点着色器和片段着色器中都同时声明，并完全一致，则在片段着色器中可以获取到顶点着色器中的数据。
• gl_Position 和 gl_FragColor 是内置变量，对这两个变量赋值，可以理解为向屏幕输出片段的位置信息和颜色信息。
• precision 可以为数据类型指定默认精度，precision mediump float 这一句的意思是将 float 类型的默认精度设置为 mediump 。
• uniform 用来保存传递进来的只读值，该值在顶点着色器和片段着色器中都不会被修改。顶点着色器和片段着色器共享了 uniform 变量的命名空间，uniform 变量在全局区声明，同个 uniform 变量在顶点着色器和片段着色器中都能访问到。
• sampler2D 是纹理句柄类型，保存传递进来的纹理。
• texture2D() 方法可以根据纹理坐标，获取对应的颜色信息。

那么这两段代码的含义就很明确了，顶点着色器将输入的顶点坐标信息直接输出，并将纹理坐标信息传递给片段着色器；片段着色器根据纹理坐标，获取到每个片段的颜色信息，输出到屏幕。

3.2 纹理的加载

少了 GLKTextureLoader 的相助，我们就只能自己去生成纹理了。生成纹理的步骤比较固定，以下封装成一个方法：

- (GLuint)createTextureWithImage:(UIImage *)image {
    // 将 UIImage 转换为 CGImageRef
    CGImageRef cgImageRef = [image CGImage];
    GLuint width = (GLuint)CGImageGetWidth(cgImageRef);
    GLuint height = (GLuint)CGImageGetHeight(cgImageRef);
    CGRect rect = CGRectMake(0, 0, width, height);
    
    // 绘制图片
    CGColorSpaceRef colorSpace = CGColorSpaceCreateDeviceRGB();
    void *imageData = malloc(width * height * 4);
    CGContextRef context = CGBitmapContextCreate(imageData, width, height, 8, width * 4, colorSpace, kCGImageAlphaPremultipliedLast | kCGBitmapByteOrder32Big);
    CGContextTranslateCTM(context, 0, height);
    CGContextScaleCTM(context, 1.0f, -1.0f);
    CGColorSpaceRelease(colorSpace);
    CGContextClearRect(context, rect);
    CGContextDrawImage(context, rect, cgImageRef);

    // 生成纹理
    GLuint textureID;
    glGenTextures(1, &textureID);
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, textureID);
    glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGBA, width, height, 0, GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, imageData); // 将图片数据写入纹理缓存
    
    // 设置如何把纹素映射成像素
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_CLAMP_TO_EDGE);
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_CLAMP_TO_EDGE);
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR);
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);
    
    // 解绑
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 0);
    
    // 释放内存
    CGContextRelease(context);
    free(imageData);
    
    return textureID;
}

3.3 着色器的编译链接

对于写好的着色器，需要我们在程序运行的时候，动态地去编译链接。编译一个着色器的代码也比较固定，这里通过后缀名来区分着色器类型，直接看代码：

- (GLuint)compileShaderWithName:(NSString *)name type:(GLenum)shaderType {
    // 查找 shader 文件
    NSString *shaderPath = [[NSBundle mainBundle] pathForResource:name ofType:shaderType == GL_VERTEX_SHADER ? @"vsh" : @"fsh"]; // 根据不同的类型确定后缀名
    NSError *error;
    NSString *shaderString = [NSString stringWithContentsOfFile:shaderPath encoding:NSUTF8StringEncoding error:&error];
    if (!shaderString) {
        NSAssert(NO, @"读取shader失败");
        exit(1);
    }
    
    // 创建一个 shader 对象
    GLuint shader = glCreateShader(shaderType);
    
    // 获取 shader 的内容
    const char *shaderStringUTF8 = [shaderString UTF8String];
    int shaderStringLength = (int)[shaderString length];
    glShaderSource(shader, 1, &shaderStringUTF8, &shaderStringLength);
    
    // 编译shader
    glCompileShader(shader);
    
    // 查询 shader 是否编译成功
    GLint compileSuccess;
    glGetShaderiv(shader, GL_COMPILE_STATUS, &compileSuccess);
    if (compileSuccess == GL_FALSE) {
        GLchar messages[256];
        glGetShaderInfoLog(shader, sizeof(messages), 0, &messages[0]);
        NSString *messageString = [NSString stringWithUTF8String:messages];
        NSAssert(NO, @"shader编译失败：%@", messageString);
        exit(1);
    }
    
    return shader;
}

顶点着色器和片段着色器同样都需要经过这个编译的过程，编译完成后，还需要生成一个着色器程序，将这两个着色器链接起来，代码如下：

- (GLuint)programWithShaderName:(NSString *)shaderName {
    // 编译两个着色器
    GLuint vertexShader = [self compileShaderWithName:shaderName type:GL_VERTEX_SHADER];
    GLuint fragmentShader = [self compileShaderWithName:shaderName type:GL_FRAGMENT_SHADER];
    
    // 挂载 shader 到 program 上
    GLuint program = glCreateProgram();
    glAttachShader(program, vertexShader);
    glAttachShader(program, fragmentShader);
    
    // 链接 program
    glLinkProgram(program);
    
    // 检查链接是否成功
    GLint linkSuccess;
    glGetProgramiv(program, GL_LINK_STATUS, &linkSuccess);
    if (linkSuccess == GL_FALSE) {
        GLchar messages[256];
        glGetProgramInfoLog(program, sizeof(messages), 0, &messages[0]);
        NSString *messageString = [NSString stringWithUTF8String:messages];
        NSAssert(NO, @"program链接失败：%@", messageString);
        exit(1);
    }
    return program;
}

这样，我们只要将两个着色器命名统一，按照规范添加后缀名。然后将着色器名称传入这个方法，就可以获得一个编译链接好的着色器程序。

有了着色器程序后，我们就需要往程序中传入数据，首先要获取着色器中定义的变量，具体操作如下：

注： 不同类型的变量获取方式不同。

GLuint positionSlot = glGetAttribLocation(program, "Position");
GLuint textureSlot = glGetUniformLocation(program, "Texture");
GLuint textureCoordsSlot = glGetAttribLocation(program, "TextureCoords");

传入生成的纹理 ID：

glActiveTexture(GL_TEXTURE0);
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, textureID);
glUniform1i(textureSlot, 0);

glUniform1i(textureSlot, 0) 的意思是，将 textureSlot 赋值为 0，而 0 与 GL_TEXTURE0 对应，这里如果写 1，glActiveTexture 也要传入 GL_TEXTURE1 才能对应起来。

设置顶点数据：

glEnableVertexAttribArray(positionSlot);
glVertexAttribPointer(positionSlot, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(SenceVertex), NULL + offsetof(SenceVertex, positionCoord));

设置纹理数据：

glEnableVertexAttribArray(textureCoordsSlot);
glVertexAttribPointer(textureCoordsSlot, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(SenceVertex), NULL + offsetof(SenceVertex, textureCoord));

3.4 Viewport 的设置

在渲染纹理的时候，我们需要指定 Viewport 的尺寸，可以理解为渲染的窗口大小。调用 glViewport 方法来设置：

glViewport(0, 0, self.drawableWidth, self.drawableHeight);

// 获取渲染缓存宽度
- (GLint)drawableWidth {
    GLint backingWidth;
    glGetRenderbufferParameteriv(GL_RENDERBUFFER, GL_RENDERBUFFER_WIDTH, &backingWidth);
    
    return backingWidth;
}

// 获取渲染缓存高度
- (GLint)drawableHeight {
    GLint backingHeight;
    glGetRenderbufferParameteriv(GL_RENDERBUFFER, GL_RENDERBUFFER_HEIGHT, &backingHeight);
    
    return backingHeight;
}

3.5 渲染层的绑定

通过以上步骤，我们已经拥有了纹理，以及顶点的位置信息。现在到了最后一步，我们要怎么将缓存与视图关联起来？换句话说，假如屏幕上有两个视图，OpenGL ES 要怎么知道将图像渲染到哪个视图上？

所以我们要进行渲染层绑定。通过 renderbufferStorage:fromDrawable: 来实现：

- (void)bindRenderLayer:(CALayer <EAGLDrawable> *)layer {
    GLuint renderBuffer; // 渲染缓存
    GLuint frameBuffer;  // 帧缓存
    
    // 绑定渲染缓存要输出的 layer
    glGenRenderbuffers(1, &renderBuffer);
    glBindRenderbuffer(GL_RENDERBUFFER, renderBuffer);
    [self.context renderbufferStorage:GL_RENDERBUFFER fromDrawable:layer];
    
    // 将渲染缓存绑定到帧缓存上
    glGenFramebuffers(1, &frameBuffer);
    glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, frameBuffer);
    glFramebufferRenderbuffer(GL_FRAMEBUFFER,
                              GL_COLOR_ATTACHMENT0,
                              GL_RENDERBUFFER,
                              renderBuffer);
}

以上代码生成了一个帧缓存和一个渲染缓存，并将渲染缓存挂载到帧缓存上，然后设置渲染缓存的输出层为 layer。

最后，将绑定的渲染缓存呈现到屏幕上：

[self.context presentRenderbuffer:GL_RENDERBUFFER];

至此，使用 GLSL 渲染纹理的关键步骤就结束了。

最终效果：

4.GLKit 主要帮我们做了以下几个点：

• 着色器的编写： GLKit 内置了简单的着色器，不用我们自己去编写。
• 纹理的加载： GLKTextureLoader 封装了一个将 Image 转化为 Texture 的方法。
• 着色器的编译链接： GLKBaseEffect 内部实现了着色器的编译链接过程，我们在使用过程中基本可以忽略「着色器」这个概念。
• Viewport 的设置： 在渲染纹理的时候，需要指定 Viewport 的大小，GLKView 在调用 display 方法的时候，会在内部去设置。
• 渲染层的绑定： GLKView 内部会调用 renderbufferStorage:fromDrawable: 将自身的 layer 设置为渲染缓存的输出层。因此，在调用 display 方法的时候，内部会调用 presentRenderbuffer: 去将渲染缓存呈现到屏幕上。

待抽空整理

# 五、OpenGL ES
## 1. 绘制三角形
## 2. 绘制更多图形
## 3. 变换矩阵
## 4. 透视投影和正交投影
## 5. 摄像机
## 6. 绘制一个正方体
## 7. 基本光照
## 8. 基本纹理
...


# Metal
## 1. Metal 与 OpenGL ES 区别
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Metal 程序中的Metal 着色语言
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图片通常是移动端流量耗费最多的部分，并且占据着重要的视觉空间。合理的图片格式选用和优化可以为你节省带宽、提升视觉效果。在这篇文章里我会分析一下目前主流和新兴的几种图片格式的特点、性能分析、参数调优，以及相关开源库的选择。

几种图片格式的简介

首先谈一下大家耳熟能详的几种老牌的图片格式吧：

JPEG 是目前最常见的图片格式，它诞生于 1992 年，是一个很古老的格式。它只支持有损压缩，其压缩算法可以精确控制压缩比，以图像质量换得存储空间。由于它太过常见，以至于许多移动设备的 CPU 都支持针对它的硬编码与硬解码。

PNG 诞生在 1995 年，比 JPEG 晚几年。它本身的设计目的是替代 GIF 格式，所以它与 GIF 有更多相似的地方。PNG 只支持无损压缩，所以它的压缩比是有上限的。相对于 JPEG 和 GIF 来说，它最大的优势在于支持完整的透明通道。

GIF 诞生于 1987 年，随着初代互联网流行开来。它有很多缺点，比如通常情况下只支持 256 种颜色、透明通道只有 1 bit、文件压缩比不高。它唯一的优势就是支持多帧动画，凭借这个特性，它得以从 Windows 1.0 时代流行至今，而且仍然大受欢迎。

在上面这些图片格式诞生后，也有不少公司或团体尝试对他们进行改进，或者创造其他更加优秀的图片格式，比如 JPEG 小组的 JPEG 2000、微软的 JPEG-XR、Google 的 WebP、个人开发者发布的 BPG、FLIF 等。它们相对于老牌的那几个图片格式来说有了很大的进步，但出于各种各样的原因，只有少数几个格式能够流行开来。下面三种就是目前实力比较强的新兴格式了：

APNG 是 Mozilla 在 2008 年发布的一种图片格式，旨在替换掉画质低劣的 GIF 动画。它实际上只是相当于 PNG 格式的一个扩展，所以 Mozilla 一直想把它合并到 PNG 标准里面去。然而 PNG 开发组并没有接受 APNG 这个扩展，而是一直在推进它自己的 MNG 动图格式。MNG 格式过于复杂以至于并没有什么系统或浏览器支持，而 APNG 格式由于简单容易实现，目前已经渐渐流行开来。Mozilla 自己的 Firefox 首先支持了 APNG，随后苹果的 Safari 也开始有了支持， Chrome 目前也已经尝试开始支持 ，可以说未来前景很好。

WebP 是 Google 在 2010 年发布的图片格式，希望以更高的压缩比替代 JPEG。它用 VP8 视频帧内编码作为其算法基础，取得了不错的压缩效果。它支持有损和无损压缩、支持完整的透明通道、也支持多帧动画，并且没有版权问题，是一种非常理想的图片格式。借由 Google 在网络世界的影响力，WebP 在几年的时间内已经得到了广泛的应用。看看你手机里的 App：微博、微信、QQ、淘宝、网易新闻等等，每个 App 里都有 WebP 的身影。Facebook 则更进一步，用 WebP 来显示聊天界面的贴纸动画。

BPG 是著名程序员 Fabrice Bellard 在去年 (2014年) 发布的一款超高压缩比的图片格式。这个程序员大家可能有些面生，但说起他的作品 FFmpeg、QEMU 大家想必是都知道的。BPG 使用 HEVC (即 H.265) 帧内编码作为其算法基础，就这点而言，它毋庸置疑是当下最为先进的图片压缩格式。相对于 JP2、JPEG-XR、WebP 来说，同等体积下 BPG 能提供更高的图像质量。另外，得益于它本身基于视频编码算法的特性，它能以非常小的文件体积保存多帧动画。 Fabrice Bellard 聪明的地方在于，他知道自己一个人无法得到各大浏览器厂商的支持，所以他还特地开发了 Javascript 版的解码器，任何浏览器只要加载了这个 76KB 大小的 JS 文件，就可以直接显示 BPG 格式的图片了。目前阻碍它流行的原因就是 HEVC 的版权问题和它较长的编码解码时间。尽管这个图片格式才刚刚发布一年，但已经有不少厂子开始试用了，比如阿里和腾讯。

移动端图片类型的支持情况

目前主流的移动端对图片格式的支持情况如何呢？我们分别来看一下 Android 和 iOS 目前的图片编解码架构吧：

Android 的图片编码解码是由 Skia 图形库负责的，Skia 通过挂接第三方开源库实现了常见的图片格式的编解码支持。

• 目前来说，Android 原生支持的格式只有 JPEG、PNG、GIF、BMP 和 WebP (Android 4.0 加入)，在上层能直接调用的编码方式也只有 JPEG、PNG、WebP 这三种。
• 目前来说 Android 还不支持直接的动图编解码。

iOS 底层是用 ImageIO.framework 实现的图片编解码。

• 目前 iOS 原生支持的格式有：JPEG、JPEG2000、PNG、GIF、BMP、ICO、TIFF、PICT
• 自 iOS 8.0 起，ImageIO 又加入了 APNG、SVG、RAW 格式的支持。在上层，开发者可以直接调用 ImageIO 对上面这些图片格式进行编码和解码。对于动图来说，开发者可以解码动画 GIF 和 APNG、可以编码动画 GIF。

两个平台在导入第三方编解码库时，都多少对他们进行了一些修改，比如 Android 对 libjpeg 等进行的调整以更好的控制内存，iOS 对 libpng 进行了修改以支持 APNG，并增加了多线程编解码的特性。除此之外，iOS 专门针对 JPEG 的编解码开发了 AppleJPEG.framework，实现了性能更高的硬编码和硬解码，只有当硬编码解码失败时，libjpeg 才会被用到。

静态图片的编码与解码

由于我目前主要是做 iOS 开发，所以下面的性能评测都是基于 iPhone 的，主要测试代码可以在这里看到。测试素材很少，只有两个：

第一张是Dribbble 的 Logo，包含 Alpha 通道，用于测试简单的、图形类的图像。
第二张经典的 Lena 图，用于测试照片类的、具有丰富细节的图像。
每个图像都有 64x64、128x128、256x256、512x512 四种分辨率。

JPEG

目前比较知名的 JPEG 库有以下三个：

libjpeg：开发时间最早，使用最广泛的 JPEG 库。由于 JPEG 标准过于复杂和模糊，并没有其他人去实现，所以这个库是 JPEG 的事实标准。

libjpeg-turbo：一个致力于提升编解码速度的 JPEG 库。它基于 libjpeg 进行了改造，用 SIMD 指令集 (MMX、SSE2、NEON) 重写了部分代码，官网称相对于 libjpeg 有 2 到 4 倍的性能提升。

MozJPEG： 一个致力于提升压缩比的 JPEG 库。它是 Mozilla 在 2014 年发布的基于 libjpeg-turbo 进行改造的库，相对于 libjpeg 有 5% ~ 15%的压缩比提升，但相应的其编码速度也慢了很多。

除了上面这三个库，苹果自己也开发了一个 AppleJPEG，但并没有开源。其调用了芯片提供的 DSP 硬编码和硬解码的功能。虽然它不如上面这三个库功能完善，但其性能非常高。在我的测试中，其编解码速度通常是 libjpeg-turbo 的 1~2 倍。可惜的是，目前开发者并不能直接访问这个库。

下面是 ImageIO (AppleJPEG/libpng) 在 iPhone 6 上的编解码性能：

 

可以看到，JPEG 编码中 quality 越小，图片体积就越小，质量越也差，编码时间也越短。解码时间并没有很大的差距，可能是其大部分时间消耗在了函数调用、硬件调用上。苹果在自己的相册 Demo 中提供的 quality 的默认值是 0.9，在这个值附近，图像质量和体积、编码解码时间之间都能取得不错的平衡。

PNG

相对于 JPEG 来说，PNG 标准更为清晰和简单，因此有很多公司或个人都有自己的 PNG 编码解码实现。但目前使用最广的还是 PNG 官方发布的 libpng 库。iOS 和 Android 底层都是调用这个库实现的 PNG 编解码。

下面是 PNG 在 iPhone 6 上的编解码性能：

可以看到，在编解码图形类型（颜色少、细节少）的图片时，PNG 和 JPEG 差距并不大；但是对于照片类型（颜色和细节丰富）的图片来说，PNG 在文件体积、编解码速度上都差 JPEG 不少了。

和 JPEG 不同，PNG 是无损压缩，其并不能提供压缩比的选项，其压缩比是有上限的。目前网上有很多针对 PNG 进行优化的工具和服务，旨在提升 PNG 的压缩比。下面是常见的几个 PNG 压缩工具的性能对比：

pngcrush 是 Xcode 自带的 PNG 压缩工具，相对于设计师用 Photoshop 生成的图片来说，它能取得不错的压缩效果。ImageOptim 则更进一步，对每张图用多种缩算法进行比对，选择压缩比更高的结果，进一步缩小了文件体积。TinyPNG.com 相对于其他工具来说，压缩比高得不像话。它启用了类似 GIF 那样的颜色索引表对 PNG 进行压缩，所以会导致颜色丰富的图片丢失掉一部分细节。如果使用 TinyPNG 的话，最好在压缩完成后让设计师看一下颜色效果是否可以接受。

WebP

WebP 标准是 Google 定制的，迄今为止也只有 Google 发布的 libwebp 实现了该的编解码 。 所以这个库也是该格式的事实标准。

WebP 编码主要有几个参数：

lossless: YES:有损编码 NO:无损编码。WebP 主要优势在于有损编码，其无损编码的性能和压缩比表现一般。

quality: [0~100] 图像质量，0表示最差质量，文件体积最小，细节损失严重，100表示最高图像质量，文件体积较大。该参数只针对有损压缩有明显效果。Google 官方的建议是 75，腾讯在对 WebP 评测时给出的建议也是 75。在这个值附近，WebP 能在压缩比、图像质量上取得较好的平衡。

method: [0~6] 压缩比，0表示快速压缩，耗时短，压缩质量一般，6表示极限压缩，耗时长，压缩质量好。该参数也只针对有损压缩有明显效果。调节该参数最高能带来 20% ～ 40% 的更高压缩比，但相应的编码时间会增加 5～20 倍。Google 推荐的值是 4。

对于

• 编码无损图片来说，quality=0, method=0~3 是相对来说比较合适的参数，能够节省编码时间，同时也有不错的压缩比。
• 无损编码图片，quality=75, method=2~4 是比较合适的参数，能在编码时间、图片质量、文件体积之间有着不错的平衡。

WebP 解码有三个参数：

use_threads: 是否启用 pthread 多线程解码。该参数只对宽度大于 512 的有损图片起作用。开启后内部会用多线程解码，CPU 占用会更高，解码时间平均能缩短 10%～20%。

bypass_filtering: 是否禁用滤波。该参数只对有损图片起作用，开启后大约能缩短 5%～10% 的解码时间，但会造成一些颜色过渡平滑的区域产生色带（banding）。

no_fancy_upsampling: 是否禁用上采样。该参数只对有损图片起作用。在我的测试中，开启该参数后，解码时间反而会增加 5～25%，同时会造成一些图像细节的丢失，线条边缘会增加杂色，显得不自然。

通常情况下，这三个参数都设为 NO 即可，如果要追求更高的解码速度，则可以尝试开启 use_threads 和 bypass_filtering 这两个参数。而 no_fancy_upsampling 在任何情况下都没必要开启。

由于 WebP 测试数据较多，这里只贴一下 512x512 大小的一部分测试结果，感兴趣的可以看文章结尾处的 Excel 附件。

对于简单的图形类型的图像（比如 App 内的各种 UI 素材），WebP 无损压缩的文件体积和解码速度已经比 PNG 还要理想了，如果你想要对 App 安装包体积进行优化，WebP 已经是个不错的选择了。

对于复杂的图像（比如照片）来说，WebP 无损编码表现并不好，但有损编码表现却非常棒。相近质量的图片解码速度 WebP 相距 JPEG 已经差不了太多了，而文件压缩比却能提升不少。

BPG

BPG 是目前已知最优秀的有损压缩格式了，它能在相同质量下比 JPEG 减少 50% 的体积。下面是经典的 Lena 图的对比，你也可以在这里看到大量其他图片的 BPG、JPEG、JPEG2000、JPEG-XR、WebP 压缩效果的在线对比，效果非常明显。

BPG 目前只有作者发布的 libbpg 可用。但作者基于 libbpg 编译出了一个 Javascript 解码器，很大的扩展了可用范围。bpg 可以以无损和有损压缩两种方式进行编码，有损压缩时可以用 quality 参数控制压缩比，可选范围为 0～51，数值越大压缩比越高。通常来说，25 附近是一个不错的选择，BPG 官方工具默认值是 28。

libbpg 目前并没有针对 ARM NEON 做优化，所以其在移动端的性能表现一般。下面是 iPhone 6 上的性能测试：

由于 bpg 编码时间太长，我并没有将数据放到表格里。可以看到相同质量下，BPG 的解码速度还是差 JPEG 太多，大约慢了 3～5 倍。目前来说，BPG 适用于那些对流量非常敏感，但对解码时间不敏感的地方。从网上的新闻来看，手机淘宝和手机QQ都已经有所尝试，但不清楚他们是否对 BPG 解码进行了优化。

小结

• JPEG 压缩速度快, 压缩质量较弱于 PNG(结合 压缩质量 和压缩速度 综合考虑，用JPEG格式比较多)
• PNG
  • 在编解码图形类型（颜色少、细节少）的图片时，PNG 和 JPEG 差距并不大；
  • 但是对于照片类型（颜色和细节丰富）的图片来说，PNG 在文件体积、编解码速度上都差 JPEG 不少了。
  • 和 JPEG 不同，PNG 是无损压缩，其并不能提供压缩比的选项，其压缩比是有上限的。
• WebP 主要优势在于有损编码，无损压缩性能表现一般
• BPG 是目前已知最优秀的有损压缩格式了，它能在相同质量下比 JPEG 减少 50% 的体积。相同质量下,BPG速度比JPEG压缩速度慢很多

动态图片的编码与解码

动图在网络上非常受欢迎，它近似视频，但通常实现简单、文件体积小，应用范围非常广泛。动图的始祖是 GIF，它自 Windows 1.0 时代就在互联网上流行开来，直到今天仍然难以被其他格式取代。尽管它非常古老，但其所用的原理和今天几种新兴格式几乎一样。

下面是一张 GIF 格式的 QQ 大表情：

这张表情由 6 幅静态图构成，每幅图片有一定的存活时间，连贯播放就形成了动画：

这几张图中，大部分内容是相近的，为了压缩文件体积，通常动图格式都支持一些特殊的方式对相似图片进行裁剪，只保留前后帧不同的部分：

在解码动图时，解码器通常采用所谓"画布模式"进行渲染。想象一下：播放的区域是一张画布，第一帧播放前先把画布清空，然后完整的绘制上第一帧图；播放第二帧时，不再清空画布，而是只把和第一帧不同的区域覆盖到画布上，就像油画的创作那样。

像这样的第一帧就被称为关键帧（即 I 帧，帧内编码帧），而后续的那些通过补偿计算得到的帧被称为预测编码帧（P帧）。一个压缩的比较好的动图内，通常只有少量的关键帧，而其余都是预测编码帧；一个较差的压缩工具制作的动图内，则基本都是关键帧。不同的动图压缩工具通常能得到不同的结果。

除此之外，动图格式通常有更为详细的参数控制每一帧的绘制过程，下面是 GIF/APNG/WebP 通用的几个参数：

Disposal Method (清除方式) 
   Do Not Dispose：把当前帧增量绘制到画布上，不清空画布。
   Restore to Background：绘制当前帧之前，先把画布清空为默认背景色。
   Restore to Previous：绘制下一帧前，把先把画布恢复为当前帧的前一帧

Blend Mode (混合模式) 
   Blend None: 绘制时，全部通道（包含Alpha通道）都会覆盖到画布，相当于绘制前先清空画布的指定区域。
   Blend over：绘制时，Alpha 通道会被合成到画布，即通常情况下两张图片重叠的效果。

上面这些技术，就是常见动图格式的基础了，下面分别介绍一下不同动图格式的特点。

GIF

GIF 缺陷非常明显：它通常只支持 256 色索引颜色，这导致它只能通过抖动、差值等方式模拟较多丰富的颜色；它的 Alpha 通道只有 1 bit，这意味着一个像素只能是完全透明或者完全不透明。

上面这是腾讯博客里的一张演示图，可以看到 GIF 由于 Alpha 通道的问题，产生了严重的"毛边"现象。目前通常的解决方案是在图片的边缘加一圈白边，以减轻这种视觉效果：

可以仔细观察一下 QQ、微信等 App 里面的动画表情，几乎每个表情都被一圈白边所环绕，不得不说是一种很无奈的解决方案。

GIF 的制作工具有很多，但效果好、压缩比高的工具非常少。对于已经制作好的 GIF 来说，用 imagemagick 处理一下可以把文件体积压缩不少。如果需要将视频转为 GIF，Cinemagraph Pro 是个不错的傻瓜化工具。这里有一篇文章介绍如何用 ffmpeg 压缩 GIF，虽然参数调节有点麻烦，但效果非常理想。

下面是没有经过优化的 GIF 和经过 ffmpeg 优化编码的 GIF，可以看到差距非常大。

[ 

APNG

APNG 目前并没有被 PNG 官方所接受，所以 libpng 并不能直接解码 APNG。但由于 APNG 只是基于 PNG 的一个简单扩展，所以在已经支持 PNG 的平台上，可以很轻松的用少量代码实现 APNG 的编解码。Chromium 为了支持 APNG 播放，只增加了不到 600 行代码 ，我自己也用大概 500 行 C 代码实现了一个简单的 APNG 编解码工具。另外，在支持 canvas 的浏览器上，可以用 apng-canvas 直接显示 APNG 动画。APNG 压缩最好的工具目前是 apngasm，大部分图形化工具比如腾讯的 iSparta 都是基于这个工具开发的。

就目前而言， APNG 是 GIF 最好的替代了：实现简单，可用范围广，压缩比不错，显示效果好。

WebP

WebP 在 2010 年 发布时并没有支持动图。2012 年 libwebp v0.2 的时候，Google 才开始尝试支持动画，但其实现有很多问题，性能也非常差，以至于 Chrome 团队一直都没有接受。直到 2013 年，libwebp v0.4 时，动画格式才稳定下来才被 Chrome 所接受。

WebP 动图实际上是把多个单帧 WebP 数据简单打包到一个文件内，而并不是由单帧 WebP 扩展而来，以至于动图格式并不能向上兼容静态图。如果要支持动图，首先在编译 libwebp 时需要加上 demux 模块，解码 WebP 时需要先用 WebPDemuxer 尝试拆包，之后再把拆出来的单帧用 WebPDecode 解码。为了方便编译，我写了个脚本用于打包 iOS 的静态库，加入了 mux 和 demux 模块。

Google 提供了两个简单的命令行工具用于制作动图：gif2webp 能把 GIF 转换为 WebP， webpmux 能把多个 WebP 图片打包为动态图，并且有着很多参数可以调节。这两个工具对相近帧的压缩并不太理想，以至于有的情况下压缩比还不如 APNG，但除此以外也没有其他什么更好的工具可以用了。

BPG

BPG 本身是基于 HEVC (H.265) 视频编码的，其最开始设计时就考虑到了动图的实现。由于它充分利用了 HEVC 的高压缩比和视频编码的特性，其动图压缩比远超其他格式。这里和这里有几张 BPG 动图示例，可以看到相同质量下 BPG 动图只有 APNG/WebP/GIF 几十分之一的大小。

我在这里写了个简单的利用 libbpg 解码动图的方法，如有需要可以参考下。

动图性能对比

我把下面这张 GIF 分别转为 WebP、APNG、BPG 动图，并在 iPhone 6 上对其所有帧进行解码。

评测结果如下：

APNG 在文件体积上比 GIF 略有优势，解码时间相差不多。WebP 在体积和解码时间上都具有较大的优势。BPG 在体积上优势最大，但解码时间也最长。这么看来，APNG 和 WebP 都是不错的选择，而 BPG 还有待性能优化。

最后做一个小广告：如果你是 iOS 平台的开发者，可以试试我开发的 YYWebImage，它支持 APNG、WebP、GIF 动图的异步加载与播放、编码与解码，支持渐进式图像加载，可以替代 SDWebImage、PINRemoteImage、FLAnimatedImage 等开源库。

小结

• GIF 缺陷非常明显：它通常只支持 256 色索引颜色，这导致它只能通过抖动、差值等方式模拟较多丰富的颜色；它的 Alpha 通道只有 1 bit，这意味着一个像素只能是完全透明或者完全不透明。
• APNG 是 GIF 最好的替代了：实现简单，可用范围广，压缩比不错，显示效果好

评测数据

上面提到的所有评测数据表格：image_benchmark.xlsx 推荐用 Excel 打开查看。

Swiftlint 介绍 Xcode代码规范之SwiftLint配置 【Swiftlint】帮你定规范 用 SwiftLint 保持 Swift 风格一致 安装Fastlane 使用 Fastlane

前言

最近在回顾Flutter技术时,与老同事聊起SwiftUI,我们了解到SwiftUI和Flutter UI技术都是声明式语法,因此近两天写了一些Demo进行简单尝试

一、SwiftUI快速上手

为了快速上手,我找了一些对SwiftUI有所研究的博主,跟着对方的博客笔记敲击了十来个Demo: 在多次尝试之后,我发现,通过SwiftUI写UI,的确会一定程度上减少代码量。

二、博文推荐

SwiftUI快速上手推荐:

• SwiftUI极简教程
• SwiftUI 100days
• SwiftUI项目实战

三、SwiftUI与UIKit的异同:

• 1. 声明式 vs 命令式：SwiftUI 是声明式的，你只需要描述界面应该是什么样子，而 SwiftUI 会处理实际的渲染过程。而 UIKit 是命令式的，你需要告诉 UIKit 如何一步步地创建和更新界面。
• 2. 跨平台：SwiftUI 可以在所有 Apple 平台（包括 iOS、macOS、watchOS 和 tvOS）上使用，而 UIKit 只能用于 iOS 和 tvOS。
• 3. 组件：SwiftUI 提供了一些 UIKit 中没有的组件，如 Grid 和 Form。同时，SwiftUI 的组件在所有 Apple 平台上都有一致的外观和行为。
• 4. 数据流：SwiftUI 引入了一些新的数据流概念，如 @State、@Binding、@ObservedObject 和 @EnvironmentObject，它们使得数据状态管理更加直观和一致。而在 UIKit 中，你通常需要手动管理数据状态和更新界面。
• 5. 兼容性：SwiftUI 需要 iOS 13 或更高版本，而 UIKit 可以在更早的 iOS 版本上使用。
• 6. 成熟度：UIKit 已经存在了很长时间，有大量的文档、教程和社区支持。而 SwiftUI 是在 2019 年才推出的，虽然它正在快速发展，但还没有 UIKit 那么成熟。

总的来说，SwiftUI 提供了一种更现代、更简洁的方式来构建界面，但如果你需要支持旧的 iOS 版本，或者需要使用 UIKit 提供的一些高级功能，那么 UIKit 仍然是一个很好的选择。

四、SwiftUI布局

写了几个Demo后,我们可以了解到,其实要用SwiftUI斜截面,掌握SwiftUI的布局方法很重要

在 SwiftUI 中，布局主要由容器视图（如 HStack、VStack 和 ZStack）和修饰符（如 padding、frame 和 offset）来控制。

以下是一些常用的容器视图：

- HStack：在水平方向上排列其子视图。
- VStack：在垂直方向上排列其子视图。
- ZStack：在深度方向上堆叠其子视图。

以下是一些常用的修饰符: - padding：给视图添加内边距。
- frame：设置视图的尺寸和对齐方式。
- offset：移动视图的位置。

在HStack、VStack、ZStack中还可以用spacing来约束,容器内部子视图的间距

iOS13 项目中的SceneDelegate类有什么作用？自从Xcode11发布以来，当你使用新XCode创建一个新的iOS项目时，SceneDelegate会被默认创建，它到底有什么用呢。

在本文中，我们将深入探讨iOS 13和Xcode 11的一些变化。我们将重点关注SceneDelegate和AppDelegate，以及它们如何影响SwiftUI、Storyboard和基于XIB的UI项目。

通过阅读本文你将了解到:

• SceneDelegate和AppDelegate的新变化
• 他们是如何合作引导你的app启动的
• 在纯手写App中使用SceneDelegate
• 在Storyboards 和 SwiftUI项目中使用SceneDelegate

让我们开始吧。

本篇文章基于 Xcode 11 和 iOS 13.

AppDelegate

你可能对AppDelegate已经熟悉，他是iOS app的入口，application(_:didFinishLaunchingWithOptions:)是你的app启动后系统调用的第一个函数。

AppDelegate类实现了UIKit库中的UIApplicationDelegate 协议。而到了iOS13 AppDelegate的角色将会发生变化，后面我们会详细讨论。

下面是你在iOS12中一般会在AppDelegate中做的事情：

• 创建app的第一个view controller也就是 rootViewController
• 配置并启动一些像日志记录和云服务之类的组件
• 注册推送通知处理程序，并响应发送到app的推送通知
• 响应应用程序生命周期事件，例如进入后台，恢复应用程序或退出应用程序（终止）

iOS12及以前，使用Storyboards的app，AppDelegate很简单。 像这样：

func application(_ application: UIApplication, didFinishLaunchingWithOptions launchOptions: [UIApplication.LaunchOptionsKey: Any]?) -> Bool
{
    return true
}

一个使用XIB的简单应用看起来像这样：

func application(_ application: UIApplication, didFinishLaunchingWithOptions launchOptions: [UIApplication.LaunchOptionsKey: Any]?) -> Bool
{   
    let timeline = TimelineViewController()
    let navigation = UINavigationController(rootViewController: timeline)

    let frame = UIScreen.main.bounds
    window = UIWindow(frame: frame)

    window!.rootViewController = navigation
    window!.makeKeyAndVisible()

    return true
}

在上面的代码中，我们创建一个ViewController,并将其放在navigation controller中。然后将其分配给UIWindow对象的rootViewController属性。 这个window对象是AppDelegate的属性，它是我们的应用的一个窗口。

应用程序的window是一个重要的概念。 本质上，窗口就是应用程序，大多数iOS应用程序只有一个窗口。 它包含您应用的用户界面（UI），将事件调度到视图，并提供了一个主要背景层来显示您的应用内容。 从某种意义上说，“ Windows”的概念就是微软定义的窗口，而在iOS上，这个概念没有什么不同。 （谢谢，Xerox！）

好了，下面让我们继续SceneDelegate。

如果“窗口”的概念仍然不了解，请查看iPhone上的应用程序切换器。 双击Home键或从iPhone底部向上滑动，然后您会看到当前正在运行的应用程序的窗口。 这就是应用程序切换器。

The Scene Delegate

在iOS 13（及以后版本）上，SceneDelegate将负责AppDelegate的某些功能。 最重要的是，window（窗口）的概念已被scene（场景）的概念所代替。 一个应用程序可以具有不止一个场景，而一个场景现在可以作为您应用程序的用户界面和内容的载体（背景）。

尤其是一个具有多场景的App的概念很有趣，因为它使您可以在iOS和iPadOS上构建多窗口应用程序。 例如，文档编辑器App中的每个文本文档都可以有自己的场景。 用户还可以创建场景的副本，同时运行一个应用程序的多个实例（类似多开）。

在Xcode 11中有三个地方可以明显地看到SceneDelegate的身影：

1. 现在，一个新的iOS项目会自动创建一个SceneDelegate类，其中包括我们熟悉的生命周期事件，例如active，resign和disconnect。
2. AppDelegate类中多了两个与“scene sessions”相关的新方法：application(_:configurationForConnecting:options:) 和 application(_:didDiscardSceneSessions:)
3. Info.plist文件中提供了”Application Scene Manifest“配置项，用于配置App的场景，包括它们的场景配置名，delegate类名和storyboard

让我们一次开看一看。

1. Scene Delegate Class

首先，SceneDelegate类：

SceneDelegate的最重要的函数是：scene(_:willConnectTo:options:)。 在某种程度上，它与iOS 12上的 application(_:didFinishLaunchingWithOptions:) 函数的作用最相似。当将场景添加到app中时scene(_:willConnectTo:options:)函数会被调用的，因此这里是配置场景的最理想地方。 在上面的代码中，我们手动地设置了视图控制器堆栈，稍后会进行详细介绍。

这里需要特别注意的是，“SceneDelegate”采用了协议模式，并且这个delegate通常会响应任何场景。 您使用一个Delegate来配置App中的所有场景。

SceneDelegate 还具有下面这些函数:

• sceneDidDisconnect(_:) 当场景与app断开连接是调用（注意，以后它可能被重新连接）
• sceneDidBecomeActive(_:) 当用户开始与场景进行交互（例如从应用切换器中选择场景）时，会调用
• sceneWillResignActive(_:) 当用户停止与场景交互（例如通过切换器切换到另一个场景）时调用
• sceneWillEnterForeground(_:) 当场景变成活动窗口时调用，即从后台状态变成开始或恢复状态
• sceneDidEnterBackground(_:) 当场景进入后台时调用，即该应用已最小化但仍存活在后台中

看到函数的对称性了吗？ Active/inactive, background/foreground, 和 “disconnect”. 。 这些是任何应用程序的典型生命周期事件。

2.App Delegate中的Scene Sessions

在iOS13中AppDelegate中有两个管理Senen Session的代理函数。在您的应用创建scene（场景）后，“scene session”对象将跟踪与该场景相关的所有信息。

这两个函数是:

• application(_:configurationForConnecting:options:), 会返回一个创建场景时需要的UISceneConfiguration对象
• application(_:didDiscardSceneSessions:), 当用户通过“应用切换器”关闭一个或多个场景时会被调用

目前，SceneSession被用于指定场景，例如“外部显示” 或“ CarPlay” 。 它还可用于还原场景的状态，如果您想使用【状态还原】，SceneSession将非常有用。 状态还原允许您在应用启动之间保留并重新创建UI。 您还可以将用户信息存储到场景会话中，它是一个可以放入任何内容的字典。

application(_:didDiscardSceneSessions:)很简单。 当用户通过“应用程序切换器”关闭一个或多个场景时，即会调用该方法。 您可以在该函数中销毁场景所使用的资源，因为不会再需要它们。

了解application(_:didDiscardSceneSessions:)与sceneDidDisconnect（_ :)的区别很重要，后者仅在场景断开连接时调用，不会被丢弃，它可能会重新连接。而application（_：didDiscardSceneSessions：）发生在使用【应用程序切换器】退出场景时。

3. Info.plist 中的Application Scene Manifest

您的应用支持的每个场景都需要在“Application Scene Manifest”（应用场景清单）中声明。 简而言之，清单列出了您的应用支持的每个场景。 大多数应用程序只有一个场景，但是您可以创建更多场景，例如用于响应推送通知或特定操作的特定场景。

Application Scene Manifest清单是Info.plist文件的一项，都知道该文件包含App的配置信息。 Info.plist包含诸如App的名称，版本，支持的设备方向以及现在支持的不同场景等配置。

请务必注意，您声明的是会话的“类型”，而不是会话实例。 您的应用程序可以支持一个场景，然后创建该场景的副本，来实现【多窗口】应用程序。

下面看一下的 Info.plist中清单的一些配置:

在红框内，您会看到Application Scene Manifest 这一条。 在它下面一条是Enable Multiple Windows，需要将其设置为“ YES”以支持多个窗口。 再往下Application Session Role的值是一个数组，用于在应用程序中声明场景。 你也可以在数组中添加一条【外部屏幕】的场景声明。

最重要的信息保存在Application Session Role数组中。 从中我们可以看到以下内容：

• Configuration的名称，必须是唯一的
• 场景的代理类名，通常为SceneDelegate。
• 场景用于创建初始UI的storyboard名称

Storyboard名称这一项可能使您想起Main Interface设置，该设置可以在Xcode 12项目的Project Properties配置中找到。 现在，在iOS应用中，你可以在此处设置或更改主Storyboard名称。

AppDelegate中的SceneDelegate、UISceneSession和Application Scene Manifest是如何一起创建多窗口应用的呢？

• 首先，我们看SceneDelegate类。 它管理场景的生命周期，处理各种响应，诸如 sceneDidBecomeActive(_:) and sceneDidEnterBackground(_:)之类的事件。
• 然后，我们再看看AppDelegate类中的新函数。 它管理场景会话（scene sessions），提供场景的配置数据，并响应用户丢弃场景的事件。
• 最后，我们看了一下Application Scene Manifest。 它列出了您的应用程序支持的场景，并将它们连接到delegate类并初始化storyboard。

Awesome! Now that we’ve got a playing field, let’s find out how scenes affects building UIs in Xcode 11.

太棒了！ 现在让我们了解scenes（场景）是如何影响Xcode 11中的用户界面的吧。

在SwiftUI中使用Scene Delegate

不久将来，SwiftUI将是创建iOS 13项目最简单的方法。 简言之，SwiftUI应用程序主要依靠SceneDelegate来设置应用程序的初始UI。

首先，SwiftUI项目中“Application Scene Manifest ”将长这样：

特别注意，配置中没有设置“Storyboard Name”这一项。 请记住，如果要支持多个窗口，则需要将Enable Multiple Windows设置为YES。

我们将跳过“ AppDelegate”，因为它相当标准。在SwiftUI项目中，只会返回“true”。

接下来是SceneDelegate类。 正如我们之前讨论的，SceneDelegate负责设置您应用中的场景，以及设置首个页面。

像下面一样:

class SceneDelegate: UIResponder, UIWindowSceneDelegate {

    var window: UIWindow?

    func scene(_ scene: UIScene, willConnectTo session: UISceneSession, options connectionOptions: UIScene.ConnectionOptions) {

        let contentView = ContentView()

        if let windowScene = scene as? UIWindowScene {
            let window = UIWindow(windowScene: windowScene)
            window.rootViewController = UIHostingController(rootView: contentView)
            self.window = window
            window.makeKeyAndVisible()
        }
    }
}

上面的代码中发生了什么？

• 首先，必须明确的是 在将新场景添加到应用中后 会调用scene(_：willConnectTo：options：)代理函数。 它提供了一个scene对象（和一个session）。 这个“UIWindowScene”对象是由应用创建的，您无需进行其他操作。
• 其次，window属性会在这里用到。 App仍然使用“ UIWindow”对象，但现在它们已成为scene（场景）的一部分。 在if let代码块中，您可以清楚地看到如何使用scene来初始化UIWindow对象的。
• 然后是设置window的rootViewController，将window实例分配给了场景的window属性，并且设置窗口makeKeyAndVisible为true，即将该窗口置于App的前面。
• 接着为SwiftUI项目创建了ContentView实例，并通过使用UIHostingController将其添加为根视图控制器。 该控制器用于将基于SwiftUI的视图显示在屏幕上。
• 最后但并非不重要的一点，值得注意的是，UIScene的实例化对象scene实际上是UIWindowScene类型的对象。 这就是as?对可选类型转换的原因。 （到目前为止，已创建的场景通常为“ UIWindowScene”类型，但我猜想将来还会看到更多类型的场景。）

所有这些看起来似乎很复杂，但是从高层次的概述来看，这很简单：

• 当scene（_：willConnectTo：options：）被调用时，SceneDelegate会在正确的时间配置场景。
• AppDelegate和Manifest的默认配置，他们没有涉及storyboard的任何东西。
• scene（_：willConnectTo：options :)函数内，创建一个SwiftUI视图，将其放置在托管控制器中，然后将控制器分配给window属性的根视图控制器，并将该窗口放置在应用程序UI的前面 。

太棒了！ 让我们继续。

您可以通过选择File（文件）→New（新建）→Project（项目）来建立一个基本的Xcode 11项目。 然后，选择Single View App, 在User Interface处选择SwiftUI来创建一个SwiftUI项目

在Storyboards项目中使用SceneDelegate

Storyboards和XIB是为iOS应用程序构建UI的有效方法。 在iOS 13上也是如此。 在将来，我们将看到更多的SwiftUI应用，但目前，Storyboards更常见。

有趣的是，即使有了SceneDelegate，通过Storyboards创建iOS项目你也不需要做任何额外的事情 只需选择File → New → Project。 然后，选择Single View App。 最后，为 User Interface 处选择 Storyboard ，就完成了。

设置方法如下：

• 如我们前面提到过的，您可以在Info.plist中的“ Application Scene Manifest”中找到Main storyboard的设置地方。
• 默认情况下，AppDelegate将使用默认的UISceneConfiguration。
• SceneDelegate会设置一个“UIWindow”对象，并使用“Main.storyboard”来创建初始UI。

纯代码编写UI

许多开发人员喜欢手写UI，而随着SwiftUI的兴起，使用SwiftUI手写代码将会越来越常见。 如果您不使用storyboards，而使用XIB创建应用程序UI，该怎么办？ 让我们看看SceneDelegate如何修改。

首先，AppDelegate和Application Scene Manifest中保持默认值。 我们不使用storyboard，所以需要在SceneDelegate类的scene(_:willConnectTo:options:)函数中设置初始视图控制器。

像下面这样：

class SceneDelegate: UIResponder, UIWindowSceneDelegate {

    var window: UIWindow?

    func scene(_ scene: UIScene, willConnectTo session: UISceneSession, options connectionOptions: UIScene.ConnectionOptions)
    {
        if let windowScene = scene as? UIWindowScene {

            let window = UIWindow(windowScene: windowScene)
            let timeline = TimelineViewController()

            let navigation = UINavigationController(rootViewController: timeline)
            window.rootViewController = navigation

            self.window = window
            window.makeKeyAndVisible()
        }
    }
}

上面代码很简单我们就不详细介绍了。

很简单，对吧？ 使用SceneDelegate的核心是将一些代码从AppDelegate移至到SceneDelegate中，并正确配置 Application Scene Manifest 。

想要为现有的iOS项目添加scene(场景)支持？ 可以查看Apple官方文档https://developer.apple.com/documentation/uikit/app_and_environment/scenes/specifying_the_scenes_your_app_supports。

作者：Reinder de Vries

翻译：乐Coding

作者：乐Coding
链接：https://juejin.cn/post/6844903993496305671

一、SwiftyRSA与CryptoSwift

推荐两个加密方案开源框架:

• SwiftyRSA
  • RSA加密解密
  • RSA签名与验证
• CryptoSwift
  • AES
  • DES
  • MD5
  • HASH算法
  • ......

具体的使用方式,参照链接中的README.md

二、密钥

根据开发的业务需求，查看生成密钥的方法。密钥包括 RSA 密钥、ECC 密钥、国密密钥。

前置条件

已通过 OpenSSL 官网 下载并安装 OpenSSL 工具（1.1.1 或以上版本）

生成 RSA 密钥

1. 打开 OpenSSL 工具，使用以下命令行生成 RSA 私钥。您可以选择生成 1024 或 2048 位的私钥。

   ---

   openssl genpkey -algorithm RSA -out private_key.pem -pkeyopt rsa_keygen_bits:2048
   

2. 根据 RSA 私钥生成 RSA 公钥。

   ---

   openssl rsa -pubout -in private_key.pem -out public_key.pem
   

生成 ECC 密钥

1. 打开 OpenSSL 工具，使用以下命令行生成 ECC 的密钥对。您必须选择 secp256k1 椭圆曲线算法。

   ---

   openssl ecparam -name secp256k1 -genkey -noout -out secp256k1-key.pem
   

2. 根据 secp256k1-key.pem 密钥对生成 ECC 公钥。

   ---

   openssl ec -in secp256k1-key.pem -pubout -out ecpubkey.pem
   

生成国密密钥

1. 打开 OpenSSL 工具，使用以下命令行生成国密 SM2 私钥 sm2-key.pem。

   ---

   openssl ecparam -name SM2 -genkey -noout -out sm2-key.pem
   

2. 根据 sm2-key.pem 密钥对生成国密 SM2 公钥 sm2pubkey.pem。

   ---

   openssl ec -in sm2-key.pem -pubout -out sm2pubkey.pem
   

前言

最近需要维护公司的老项目,工程代码内部实现基本都是基于RxSwift库、基于RxSwift封装的库实现的代码逻辑;故,筛选转发RxSwift的博文,方便自己快速上手老项目代码。

一、RxSwift

翻了好多博文,最终觉得来自字节跳动的同学写的最精简,容易上手。
系列文章如下:

• RxSwift官方使用示例之<创建和订阅Observables>
  • never
  • empty
  • just
  • of
  • from
  • create
  • range
  • repeatElement
  • generate
  • deferred
  • error
  • doOn
• RxSwift官方使用示例之<使用Subjects>
  • PublishSubject
  • ReplaySubject
  • BehaviorSubject
• RxSwift官方使用示例之<组合操作符>
  • startWith
  • merge
  • zip
  • combineLatest
  • Array.combineLatest
  • switchLatest
  • withLatestFrom
• RxSwift官方使用示例之<转换操作符>
  • map
  • flatMap 和 flatMapLatest
  • scan
• RxSwift官方使用示例之<过滤及条件操作符>
  • filter
  • distinctUntilChanged
  • elementAt
  • single
  • take
  • takeLast
  • takeWhile
  • takeUntil
  • skip
  • skipWhile
  • skipWhileWithIndex
  • skipUntil
• RxSwift官方使用示例之<数学和聚合操作符>
  • toArray
  • reduce
  • concat
• RxSwift官方使用示例之<可连接操作符>
  • interval
  • publish
  • replay
  • multicast
• RxSwift官方使用示例之<错误处理操作符>
  • catchAndReturn、catchError
  • retry
  • retry(_:)

二、RxCocoa

• RxSwift学习：RxCocoa基础（一）
• RxSwift学习：RxCocoa基础（二）

一、iOS中的WebView

在 iOS 开发 Hybrid App 的时候，有两个 WebView 可以选择:

• UIWebView
• WKWebView

这两个 WebView 控件，可以完全只借助 iOS 自带的框架进行 OC & JS 交互。

1. UIWebView 使用 JavaScriptCore.
2. WKWebView 使用 WKUserContentController.

二、WebView 与 原生的交互原理

UIWebView 原生的交互原理
通过一个 JSContext 获取 UIWebView 的 JS 执行上下文。
然后通过这个上下文，进行 OC & JS 的双端交互。

_jsContext = [webView valueForKeyPath:@"documentView.webView.mainFrame.javaScriptContext"];
_jsContext.exceptionHandler = ^(JSContext *context, JSValue *exception) {
    NSLog(@"%@",@"获取 WebView JS 执行环境失败了!");
};

WKWebView 原生交互原理

通过 userContentController 把需要观察的 JS 执行函数注册起来。
然后通过一个协议方法，将所有注册过的 JS 函数执行的参数传递到此协议方法中。

注册 需要 观察的 JS 执行函数

[webView.configuration.userContentController addScriptMessageHandler:self name:@"jsFunc"];

在 JS 中调用这个函数并传递参数数据

window.webkit.messageHandlers.jsFunc.postMessage({name : "李四",age : 22});

OC 中遵守 WKScriptMessageHandler 协议。

- (void)userContentController:(WKUserContentController *)userContentController didReceiveScriptMessage:(WKScriptMessage *)message 

此协议方法里的 WKScriptMessage 有 name & body 两个属性。 name 可以用来判断是哪个 JSFunc 调用了。body 则是 JSFunc 传递到 OC 的参数。

---

三、WebViewJavaScriptBridge

WebViewJavaScriptBridge 用于 WKWebView & UIWebView 中 OC 和 JS 交互。
它的基本原理是：

把 OC 的方法注册到桥梁中，让 JS 去调用。
把 JS 的方法注册在桥梁中，让 OC 去调用。

WebViewJavascriptBridge 基本原理

注册自己，调用它人。

---

四、WebViewJavaScriptBridge 使用的基本步骤

1. 首先在项目中导入 WebViewJavaScriptBridge 框架。

pod ‘WebViewJavascriptBridge’

2. 导入头文件 #import <WebViewJavascriptBridge.h> 。
3. 建立 WebViewJavaScriptBridge 和 WebView 之间的关系。

_jsBridge = [WebViewJavascriptBridge bridgeForWebView:_webView];

4. 在HTML 文件中，复制粘贴这两段 JS 函数。

function setupWebViewJavascriptBridge(callback) {
        if (window.WebViewJavascriptBridge) { return callback(WebViewJavascriptBridge); }
        if (window.WVJBCallbacks) { return window.WVJBCallbacks.push(callback); }
        window.WVJBCallbacks = [callback]; // 创建一个 WVJBCallbacks 全局属性数组，并将 callback 插入到数组中。
        var WVJBIframe = document.createElement('iframe'); // 创建一个 iframe 元素
        WVJBIframe.style.display = 'none'; // 不显示
        WVJBIframe.src = 'wvjbscheme://__BRIDGE_LOADED__'; // 设置 iframe 的 src 属性
        document.documentElement.appendChild(WVJBIframe); // 把 iframe 添加到当前文导航上。
        setTimeout(function() { document.documentElement.removeChild(WVJBIframe) }, 0)
    }
    
    // 这里用于注册 Native 将要调用的 JS 方法。
    setupWebViewJavascriptBridge(function(bridge){
       
    });

到此为止，基本的准备工作就做完了。现在需要往桥梁中注入 OC 方法 和 JS 函数了。

---

往桥梁中注入 OC 方法 和 JS 函数

往桥梁中注入 OC 方法。

[_jsBridge registerHandler:@"scanClick" handler:^(id data, WVJBResponseCallback responseCallback) {
    NSLog(@"dataFrom JS : %@",data[@"data"]);
    responseCallback(@"扫描结果 : www.baidu.com");
}];

这段代码的意思：

1. scanClick 是 OC block 的一个别名。
2. block 本身，是 JS 通过某种方式调用到 scanClick 的时候，执行的代码块。
3. data ，由于 OC 这端由 JS 调用，所以 data 是 JS 端传递过来的数据。
4. responseCallback OC 端的 block 执行完毕之后，往 JS 端传递的数据。

往桥梁中注入 JS 函数.

OC 方法，在 OC 中注入。JS 的方法所以必然就需要在 JS 中注入的。（好像是废话)
在 JS 的方法如何注入到桥梁呢？

之前，在准备工作的时候，有两段 JS 代码。
需要在第二段 JS 代码中，注入 JS 的函数。

// 这里主要是注册 OC 将要调用的 JS 方法。
    setupWebViewJavascriptBridge(function(bridge){
        // 声明 OC 需要调用的 JS 方法。
        bridge.registerHanlder('testJavaScriptFunction',function(data,responseCallback){
            // data 是 OC 传递过来的数据.
            // responseCallback 是 JS 调用完毕之后传递给 OC 的数据
            alert("JS 被 OC 调用了.");
            responseCallback({data: "js 的数据",from : "JS"});
        })
    });

这段代码的意思：

1. testJavaScriptFunction 是注入到桥梁中 JS 函数的别名。以供 OC 端调用。
2. 回调函数的 data。 既然 JS 函数由 OC 调用，所以 data 是 OC 端传递过来的数据。
3. responseCallback 。 JS 调用在被 OC 调用完毕之后，向 OC 端传递的数据。

基本就是：

OC 端注册 OC 的方法，OC 端调用 JS 的函数。
JS 端注册 JS 的函数，JS 端调用 OC 的方法。

五、原生与Web互调场景

1.JS -> OC 的交互

在 HTML 中，有个按钮，点击这个按钮，修改 NavigationBar 的颜色。

1. 在 OC 端，往桥梁注入一个修改 NavigationBar 颜色的 block.
2. 在 JS 端，调用这个 block，来间接的达到修改颜色的目的。

首先，在 OC 中，通过 WebViewJavascriptBridge 注册一个修改 navigationBar 颜色的 Block。

[_jsBridge registerHandler:@"colorClick" handler:^(id data, WVJBResponseCallback responseCallback) {
       self.navigationController.navigationBar.barTintColor = [UIColor colorWithRed:arc4random_uniform(256) / 255.0 green:arc4random_uniform(256) / 255.0 blue:arc4random_uniform(256) / 255.0 alpha:1.0];
        
        responseCallback(@"颜色修改完毕!");
    }];

然后再 JS 中，通过某种方式去调用这个 OC 的 block。

WebViewJavascriptBridge.callHandler('colorClick',function(dataFromOC) {
    alert("JS 调用了 OC 注册的 colorClick 方法");
    document.getElementById("returnValue").value = dataFromOC;
})

这里通过某种方式就是使用 WebViewJavascriptBridge.callHandler('OC 中block 别名',callback) 的方式来调用。

2.OC -> JS 的交互

OC 上有一个UIButton,点击这儿按钮，把 HTML body 的颜色修改成橙色。

首先，往桥梁中，注入一个修改 HTML body 颜色的 JSFunction。

// 在这里声明 OC 需要主动调用 JS 的方法。
setupWebViewJavascriptBridge(function(bridge) { 
      bridge.registerHandler('changeBGColor',function(data,responseCallback){
            // alert('aaaaaa');
            document.body.style.backgroundColor = "orange";
            document.getElementById("returnValue").value = data;
    });
}); 

然后在 OC 端通过桥梁调用这个 changeBGColor。

[_jsBridge callHandler:@"changeBGColor" data:@"把 HTML 的背景颜色改成橙色!!!!"];

执行效果：

---

六、补充

OC 调用 JS 的三种情况。

    // 单纯的调用 JSFunction，不往 JS 传递参数，也不需要 JSFunction 的返回值。
    [_jsBridge callHandler:@"changeBGColor"];
    // 调用 JSFunction，并向 JS 传递参数，但不需要 JSFunciton 的返回值。
    [_jsBridge callHandler:@"changeBGColor" data:@"把 HTML 的背景颜色改成橙色!!!!"];
    // 调用 JSFunction ，并向 JS 传递参数，也需要 JSFunction 的返回值。
    [_jsBridge callHandler:@"changeBGColor" data:@"传递给 JS 的参数" responseCallback:^(id responseData) {
        NSLog(@"JS 的返回值: %@",responseData);
    }];

JS 调用 OC 的三种情况。

// JS 单纯的调用 OC 的 block
WebViewJavascriptBridge.callHandler('scanClick');

// JS 调用 OC 的 block，并传递 JS 参数
WebViewJavascriptBridge.callHandler('scanClick',"JS 参数");

// JS 调用 OC 的 block，传递 JS 参数，并接受 OC 的返回值。
WebViewJavascriptBridge.callHandler('scanClick',{data : "这是 JS 传递到 OC 的扫描数据"},function(dataFromOC){
    alert("JS 调用了 OC 的扫描方法!");
    document.getElementById("returnValue").value = dataFromOC;
});

可以根据实际情况，选择合适的方法。

关于在 OC 中，往桥梁中注入 block 的注意点。

在当前控制器消失的时候，要记得把注入到桥梁中的 OC block，从桥梁中删除。
否则，可能会出现控制器无法释放的情况。

- (void)viewDidDisappear:(BOOL)animated {
    [super viewDidDisappear:animated];
    [_jsBridge removeHandler:@"scanClick"];
    [_jsBridge removeHandler:@"colorClick"];
    [_jsBridge removeHandler:@"locationClick"];
    [_jsBridge removeHandler:@"shareClick"];
    [_jsBridge removeHandler:@"payClick"];
    [_jsBridge removeHandler:@"goBackClick"];
}

最后总结：

1. UIWebView & JavaScriptCore 等于原生的 JS & OC 交互方案。
2. WKWebView & userContentController 等于原生了 JS & OC 交互方案。
3. WebViewJavascriptBridge 可以搭配 UIWebView & WKWebView 进行 OC & JS 交互。
4. WebViewJavascriptBridge 使用核心，OC 注入 OC 的方法，让 JS 调用。JS 注入 JS 函数，让 OC 调用。
5. WebViewJavaScriptBridge 使用的需要 4个前提步骤。

• Demo

推荐阅读

• JSBridge原理解析——以WebviewJavascriptBridge实现方式为例
• 使用 JSBridge 与原生 IOS、Android 进行交互（含 H5、Android、IOS 端代码，附 Demo）
• WKWebView所有API详解

iOS的事件分为3大类型

• Touch Events(触摸事件)
• Motion Events(运动事件，比如重力感应和摇一摇等)
• Remote Events(远程事件，比如用耳机上得按键来控制手机)

在开发中，最常用到的就是Touch Events(触摸事件) ，基本贯穿于每个App中，也是本文的主角~ 因此文中所说事件均特指触摸事件。

接下来，记录、涉及的问题大致包括：

• 事件是怎么寻找事件的最佳响应者
• 事件的响应及在响应链中的传递

寻找事件的最佳响应者（Hit-Testing）

当我们触摸屏幕的某个可响应的功能点后，最终都会由UIView或者继承UIView的控件来响应

那我们先来看下UIView的两个方法：

 // recursively calls -pointInside:withEvent:. point is in the receiver's coordinate system
//返回寻找到的最终响应这个事件的视图
- (nullable UIView *)hitTest:(CGPoint)point withEvent:(nullable UIEvent *)event;  

// default returns YES if point is in bounds
//判断某一个点击的位置是否在视图范围内
- (BOOL)pointInside:(CGPoint)point withEvent:(nullable UIEvent *)event;   

每个UIView对象都有一个 hitTest: withEvent: 方法，这个方法是Hit-Testing过程中最核心的存在，其作用是询问事件在当前视图中的响应者，同时又是作为事件传递的桥梁。

看看它是什么时候被调用的

• 当手指接触屏幕，UIApplication接收到手指的触摸事件之后，就会去调用UIWindow的hitTest: withEvent:方法
• 在hitTest: withEvent:方法中会调用pointInside: withEvent:去判断当前点击的point是否属于UIWindow范围内，如果是，就会以倒序的方式遍历它的子视图，即越后添加的视图，越先遍历
• 子视图也调用自身的hitTest: withEvent:方法，来查找最终响应的视图

再来看个示例：

视图层级如下（同一层级的视图越在下面，表示越后添加）：

A
├── B
│   └── D
└── C
    ├── E
    └── F

现在假设在E视图所处的屏幕位置触发一个触摸，App接收到这个触摸事件事件后，先将事件传递给UIWindow，然后自下而上开始在子视图中寻找最佳响应者。事件传递的顺序如下所示：

• UIWindow将事件传递给其子视图A
• A判断自身能响应该事件，继续将事件传递给C（因为视图C比视图B后添加，因此优先传给C）。
• C判断自身能响应事件，继续将事件传递给F（同理F比E后添加）。
• F判断自身不能响应事件，C又将事件传递给E。
• E判断自身能响应事件，同时E已经没有子视图，因此最终E就是最佳响应者。

以上，就是寻找最佳响应者的整个过程。

接下来，来看下hitTest: withEvent:方法里，都做些了什么？

我们已经知道事件在响应者之间的传递，是视图通过判断自身能否响应事件来决定是否继续向子视图传递，那么判断响应的条件是什么呢？

视图响应事件的条件：

• 允许交互： userInteractionEnabled = YES
• 禁止隐藏：hidden = NO
• 透明度：alpha > 0.01
• 触摸点的位置：通过 pointInside: withEvent:方法判断触摸点是否在视图的坐标范围内

代码的表现大概如下：

- (UIView *)hitTest:(CGPoint)point withEvent:(UIEvent *)event {
    //3种状态无法响应事件
    if (!self.isUserInteractionEnabled || self.isHidden || self.alpha <= 0.01) {
        return nil;
    }

     //触摸点若不在当前视图上则无法响应事件
    if ([self pointInside:point withEvent:event]) {
         //从后往前遍历子视图数组
        for (UIView *subView in [self.subviews reverseObjectEnumerator]) {
            // 坐标系的转换,把触摸点在当前视图上坐标转换为在子视图上的坐标
            CGPoint convertedPoint = [subView convertPoint:point fromView:self];
             //询问子视图层级中的最佳响应视图
            UIView *hitTestView = [subView hitTest:convertedPoint withEvent:event];
            if (hitTestView) {
                 //如果子视图中有更合适的就返回
                return hitTestView;
            }
        }
         //没有在子视图中找到更合适的响应视图，那么自身就是最合适的
        return self;
    }

    return nil;
}

说了这么多，那我们可以运用hitTest: withEvent:来搞些什么事情呢

使超出父视图坐标范围的子视图也能响应事件

视图层级如下:

css

A
├── B

如上图所示，视图B有一部分是不在父视图A的坐标范围内的，当我们触摸视图B的上半部分，是不会响应事件的。当然，我们可以通过重写视图A的 hitTest: withEvent:方法来解决这个需求。

- (UIView *)hitTest:(CGPoint)point withEvent:(UIEvent *)event {
    UIView *view = [super hitTest:point withEvent:event];
    //如果找不到合适的响应者
    if (view == nil) {
        //视图B坐标系的转换
        CGPoint newPoint = [self.deleteButton convertPoint:point fromView:self];
        if (CGRectContainsPoint(self.deleteButton.bounds, newPoint)) {
            // 满足条件,返回视图B
            view = self.deleteButton;
        }
    }

    return view;
}

在视图A的hitTest: withEvent:方法中判断触摸点，是否位于视图B的视图范围内，如果属于，则返回视图B。这样一来，当我们点击视图B的任何位置都可以响应事件了。

事件的响应及在响应链中的传递

经历Hit-Testing后，UIApplication已经知道事件的最佳响应者是谁了，接下来要做的事情就是：

• 将事件传递给最佳响应者响应
• 事件沿着响应链传递

事件传递给最佳响应者

最佳响应者具有最高的事件响应优先级，因此UIApplication会先将事件传递给它供其响应。

UIApplication中有个sendEvent:的方法，在UIWindow中同样也可以发现一个同样的方法。UIApplication是通过这个方法把事件发送给UIWindow，然后UIWindow通过同样的接口，把事件发送给最佳响应者。

以寻找事件的最佳响应者一节中点击视图E为例，在EView的 touchesBegan:withEvent: 上打个断点查看调用栈就能看清这一过程：

当事件传递给最佳响应者后，响应者响应这个事件，则这个事件到此就结束了，它会被释放。假设响应者没有响应这个事件，那么它将何去何从？事件将会沿着响应链自上而下传递。

注意： 寻找最佳响应者一节中也说到了事件的传递，与此处所说的事件的传递有本质区别。上面所说的事件传递的目的是为了寻找事件的最佳响应者，是自下而上（父视图到子视图）的传递；而这里的事件传递目的是响应者做出对事件的响应，这个过程是自上而下（子视图到父视图）的。前者为“寻找”，后者为“响应”。

事件沿着响应链传递

在UIKit中有一个类：UIResponder，它是所有可以响应事件的类的基类。来看下它的头文件的几个属性和方法

NS_CLASS_AVAILABLE_IOS(2_0) @interface UIResponder : NSObject <UIResponderStandardEditActions>

#if UIKIT_DEFINE_AS_PROPERTIES
@property(nonatomic, readonly, nullable) UIResponder *nextResponder;
#else
- (nullable UIResponder*)nextResponder;
#endif

--------------省略部分代码------------

  // Generally, all responders which do custom touch handling should override all four of these methods.
// Your responder will receive either touchesEnded:withEvent: or touchesCancelled:withEvent: for each
// touch it is handling (those touches it received in touchesBegan:withEvent:).
// *** You must handle cancelled touches to ensure correct behavior in your application.  Failure to
// do so is very likely to lead to incorrect behavior or crashes.
- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(nullable UIEvent *)event;
- (void)touchesMoved:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(nullable UIEvent *)event;
- (void)touchesEnded:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(nullable UIEvent *)event;
- (void)touchesCancelled:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(nullable UIEvent *)event;
- (void)touchesEstimatedPropertiesUpdated:(NSSet<UITouch *> *)touches NS_AVAILABLE_IOS(9_1);

UIApplication，UIViewController和UIView都是继承自它，都有一个 nextResponder 方法，用于获取响应链中当前对象的下一个响应者，也通过nextResponder来串成响应链。

在App中，所有的视图都是根据树状层次结构组织起来的，因此，每个View都有自己的SuperView。当一个View被add到SuperView上的时候，它的nextResponder属性就会被指向它的SuperView，各个不同响应者的指向如下：

• UIView 若视图是控制器的根视图，则其nextResponder为控制器对象；否则，其nextResponder为父视图。
• UIViewController 若控制器的视图是window的根视图，则其nextResponder为窗口对象；若控制器是从别的控制器present出来的，则其nextResponder为presenting view controller。
• UIWindow nextResponder为UIApplication对象。
• UIApplication 若当前应用的app delegate是一个UIResponder对象，且不是UIView、UIViewController或app本身，则UIApplication的nextResponder为app delegate。

这样，整个App就通过nextResponder串成了一条链，也就是我们所说的响应链，子视图指向父视图构成的响应链。

看一下官网对于响应链的示例展示

若触摸发生在UITextField上，则事件的传递顺序是：

• UITextField ——> UIView ——> UIView ——> UIViewController ——> UIWindow ——> UIApplication ——> UIApplicationDelegte

图中虚线箭头是指若该UIView是作为UIViewController根视图存在的，则其nextResponder为UIViewController对象；若是直接add在UIWindow上的，则其nextResponder为UIWindow对象。

响应者对于事件的拦截以及传递都是通过 touchesBegan:withEvent: 方法控制的，该方法的默认实现是将事件沿着默认的响应链往下传递。

响应者对于接收到的事件有3种操作：

• 不拦截，默认操作 事件会自动沿着默认的响应链往下传递
• 拦截，不再往下分发事件 重写 touchesBegan:withEvent: 进行事件处理，不调用父类的 touchesBegan:withEvent:
• 拦截，继续往下分发事件 重写 touchesBegan:withEvent: 进行事件处理，同时调用父类的 touchesBegan:withEvent: 将事件往下传递

因此，你也可以通过 touchesBegan:withEvent:方法搞点事情~

总结

触摸事件先通过自下而上(父视图-->子视图)的传递方式寻找最佳响应者，

然后以自上而下(子视图-->父视图)的方式在响应链中传递。

基本概念

• Project：包含了项⽬所有的代码，资源⽂件，所有信息。
• Target：对指定代码和资源⽂件的具体构建方式。
• Scheme：对指定Target的环境配置。

通过不同的方式配置多环境

通过Duplicate Target方式配置

• 通过上述操作之后会多生成一个target，也会多出来一个info.plist

• 可以定义一个宏的方式，对代码做一些差异化的配置

• oc在build setting->Preprocessor Macros

• swift在build setting->Other Swift Flags，需要注意的是swift中使用宏需要加上-D参数

• 这种方式配置起来缺点

  • 生成多个info.plist
  • 需要配置的点比较多，比较乱

通过配置Scheme的方式

• 再通过Edit Scheme->Manage Schemes新增不同环境的scheme
• 再将不同的Scheme对应到不同的Build Configuration模式下

使用场景举例

• 在日常开发中，不同环境下的host url的地址都会有不同的差异,通过定义一个宏的方式

• 再通过info.plist文件暴露出来

• 使用方式如下

NSString *path = [[NSBundle mainBundle] pathForResource:@"Info" ofType:@".plist"];
NSDictionary *infoDict = [[NSDictionary alloc] initWithContentsOfFile:path];
NSLog(@"host url:%@",infoDict[@"HOST_URL"]);
复制代码

xcconfig文件

xcconfig指南

• xcconfig文件的语法比较简单，每个配置文件都由一系列键值分配组成，这些键值分配具有以下语法：

BUILD_SETTING_NAME = value
复制代码

• Build Settingvalue对应字段的缩写，Build Setting字段对应查询

注释

• xcconfig文件只有一种注释方式\。

include导入其他设置

• 在创建xcconfig文件的时候，可以根据需求，创建多个。也就意味着，可以通过include关键字导入其他的xcconfig内的配置。通过include关键字后接上双引号：

#include "Debug.xcconfig"
复制代码

• 在搜索引入的文件时，如果是以/开头，代表绝对路径，例如：

// 表示确切的文件位置
#include "/Users/xx/Desktop/.../xxx.xcconfig"
复制代码

• 或者通过相对路径，以${SRCROOT}路径为开始：

#include "Pods/Target Support Files/xxx.xcconfig"
复制代码

变量

• 变量定义，按照OC命名规则，仅由大写字母，数字和下划线（_）组成，原则上大写，也可以不。字符串可以是"也可以是'号。

• 变量有三种特殊情况：

  • 1. 在xcconfig中定义的变量与Build Settings的一致，那么会发生覆盖。可以通过$(inherited)，让当前变量继承变量原有值。例如：

  OTHER_LDFLAGS = -framework SDWebImage
  OTHER_LDFLAGS = $(inherited) -framework AFNetworking
  // OTHER_LDFLAGS = -framework SDWebImage -framework AFNetworking
  复制代码
  

  注意⚠️：有部分变量不能通过xcconfig配置到Build Settings中，例如：配	 置PRODUCT_BUNDLE_IDENTIFIER不起作用。
  复制代码
  

  • 2. 引用变量，$()和${}两种写法都可以：VALUE=value

  TEACHER=$(VALUE)-${VALUE}
  复制代码
  

  • 3. 条件变量，根据SDK、Arch和Configration对设置进行条件化，例如：

  // 指定`Configration`是`Debug`
  // 指定`SDK`是模拟器，还有iphoneos*、macosx*等
  // 指定生效架构为`x86_64`
  OTHER_LDFLAGS[config=Debug][sdk=iphonesimulator*[arch=x86_64]= $(inherited) -framework "Cat"
  复制代码
  

  注意⚠️：在Xcode 11.4及以后版本，可以使用default，来指定变量为空时的默认值：
  $(BUILD_SETTING_NAME:default=value)
  复制代码
  

优先级（由高到低）：

• 1. 手动配置Target Build Settings
• 2. Target中配置的xcconfig文件
• 3. 手动配置Project Build Settings
• 4. Project中配置的xcconfig文件

以前写过几篇蓝牙相关的文章，但是没有涉及扫描、收发指令这些基础功能的实现。所以打算写一篇尽可能详尽的蓝牙知识汇总，一方面给有需要的同学看，一方面是对自己学习蓝牙的一个总结。

这篇文章的目的：教你实现设备的扫描，连接，数据收发，蓝牙数据解析。如果在实现上面任一功能遇到问题时，欢迎留下你的问题，我将进行补充，对于说法有误的地方也请老司机予以指正。

目录

0、思维导图

1、苹果对蓝牙设备有什么要求

2、操作蓝牙设备使用什么库

3、如何扫描

4、如何连接

5、如何发送数据和接收数据

6、如何解析数据

7、扩展

思维导图

第一次做图，大家凑合着看哈。这张是我总结的蓝牙知识的结构图，下面的内容将围绕这些东西展开进行。

这张是蓝牙连接发送数据的流程图，下文进入coding阶段的讲解顺序，大家先有个大概印象，等阅读完本文再回来看这张图将理解的更深一些。

苹果对蓝牙设备有什么要求

BLE：bluetouch low energy，蓝牙4.0设备因为低功耗，所有也叫作BLE。苹果在iphone4s及之后的手机型号开始支持蓝牙4.0，这也是最常见的蓝牙设备。低于蓝牙4.0协议的设备需要进行MFI认证，关于MFI认证的申请工作可以看这里：关于MFI认证你所必须要知道的事情

在进行操作蓝牙设备前，我们先下载一个蓝牙工具LightBlue，它可以辅助我们的开发，在进行蓝牙开发之前建议先熟悉一下LightBlue这个工具。

操作蓝牙设备使用什么库

苹果自身有一个操作蓝牙的库CoreBluetooth.framework，这个是大多数人员进行蓝牙开发的首选框架，除此之外目前github还有一个比较流行的对原生框架进行封装的三方库BabyBluetooth，它的机制是将CoreBluetooth中众多的delegate写成了block方法，有兴趣的同学可以了解下。下面主要介绍的是原生蓝牙库的知识。

中心和外围设备

如图所示，电脑、Pad、手机作为中心，心跳监听器作为外设，这种中心外设模式是最常见的。简单理解就是，发起连接的是中心设备（Central），被连接的是外围设备（Peripheral），对应传统的客户机-服务器体系结构。Central能够扫描侦听到，正在播放广告包的外设。

服务与特征

外设可以包含一个或多个服务（CBService），服务是用于实现装置的功能或特征数据相关联的行为集合。 而每个服务又对应多个特征（CBCharacteristic）,特征提供外设服务进一步的细节，外设，服务，特征对应的数据结构如下所示

如何扫描蓝牙

在进行扫描之前我们需要，首先新建一个类作为蓝牙类，例如FYBleManager，写成单例，作为处理蓝牙操作的管理类。引入头文件#import <CoreBluetooth/CoreBluetooth.h> CBCentralManager是蓝牙中心的管理类，控制着蓝牙的扫描，连接，蓝牙状态的改变。

1、初始化

dispatch_queue_t centralQueue = dispatch_queue_create(“centralQueue",DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

NSDictionary *dic = @{
    CBCentralManagerOptionShowPowerAlertKey : YES,
    CBCentralManagerOptionRestoreIdentifierKey : @"unique identifier"
};

self.centralManager = [[CBCentralManager alloc] initWithDelegate:self queue:centralQueue options:dic];

• CBCentralManagerOptionShowPowerAlertKey对应的BOOL值，当设为YES时，表示CentralManager初始化时，如果蓝牙没有打开，将弹出Alert提示框
• CBCentralManagerOptionRestoreIdentifierKey对应的是一个唯一标识的字符串，用于蓝牙进程被杀掉恢复连接时用的。

2、扫描

//不重复扫描已发现设备
NSDictionary *option = @{
    CBCentralManagerScanOptionAllowDuplicatesKey : [NSNumber numberWithBool:NO],
    CBCentralManagerOptionShowPowerAlertKey:YES
};

[self.centralManager scanForPeripheralsWithServices:nil options:option];
- (void)scanForPeripheralsWithServices:(nullable NSArray<CBUUID *> *)serviceUUIDs options:(nullable NSDictionary<NSString *, id> *)options;

• 扫面方法
  • serviceUUIDs用于第一步的筛选，扫描此UUID的设备
  • options有两个常用参数：
    • CBCentralManagerScanOptionAllowDuplicatesKey
      • 设置为NO表示不重复扫瞄已发现设备，为YES就是允许
    • CBCentralManagerOptionShowPowerAlertKey
    • 设置为YES就是在蓝牙未打开的时候显示弹框

3、CBCentralManagerDelegate代理方法

在初始化的时候我们调用了代理，在CoreBluetooth中有两个代理，

• CBCentralManagerDelegate
• CBPeripheralDelegate

iOS的命名很友好，我们通过名字就能看出，上面那个是关于中心设备的代理方法，下面是关于外设的代理方法。
我们这里先研究CBCentralManagerDelegate中的代理方法

- (void)centralManagerDidUpdateState:(CBCentralManager *)central;

这个方法标了@required是必须添加的，我们在self.centralManager初始换之后会调用这个方法，回调蓝牙的状态。状态有以下几种：

typedef NS_ENUM(NSInteger, CBCentralManagerState{
    CBCentralManagerStateUnknown = CBManagerStateUnknown,//未知状态
    CBCentralManagerStateResetting = CBManagerStateResetting,//重启状态
    CBCentralManagerStateUnsupported = CBManagerStateUnsupported,//不支持
    CBCentralManagerStateUnauthorized = CBManagerStateUnauthorized,//未授权
    CBCentralManagerStatePoweredOff = CBManagerStatePoweredOff,//蓝牙未开启
    CBCentralManagerStatePoweredOn = CBManagerStatePoweredOn,//蓝牙开启} NS_DEPRECATED(NA, NA, 5_0, 10_0, "Use CBManagerState instead”
);

该枚举在iOS10之后已经废除了，系统推荐使用CBManagerState，类型都是对应的

typedef NS_ENUM(NSInteger, CBManagerState{
    CBManagerStateUnknown = 0,
    CBManagerStateResetting,
    CBManagerStateUnsupported,
    CBManagerStateUnauthorized,
    CBManagerStatePoweredOff,
    CBManagerStatePoweredOn,
} NS_ENUM_AVAILABLE(NA, 10_0);

- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central 
    didDiscoverPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral
    advertisementData:(NSDictionary<NSString *, id> *)advertisementData RSSI:(NSNumber *)RSSI;

• peripheral是外设类
• advertisementData是广播的值，一般携带设备名，serviceUUIDs等信息
• RSSI绝对值越大，表示信号越差，设备离的越远。如果想转换成百分比强度，（RSSI+100）/100，（这是一个约数，蓝牙信号值并不一定是-100 - 0的值，但近似可以如此表示）

- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central willRestoreState:(NSDictionary<NSString *, id> *)dict;

在蓝牙于后台被杀掉时，重连之后会首先调用此方法，可以获取蓝牙恢复时的各种状态

如何连接

在扫面的代理方法中，我们连接外设名是MI的蓝牙设备

- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDiscoverPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral advertisementData:(NSDictionary *)advertisementData RSSI:(NSNumber *)RSSI{ 
    NSLog(@"advertisementData:%@，RSSI:%@",advertisementData,RSSI);
    if([peripheral.name isEqualToString:@"MI"]){ 
        [self.centralManager connectPeripheral:peripheral options:nil];//发起连接的命令
        self.peripheral = peripheral; 
    }
}

连接的状态 对应另外的CBCentralManagerDelegate代理方法 连接成功的回调

- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral;

连接失败的回调

- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didFailToConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral error:(nullable NSError *)error;

连接断开的回调

- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDisconnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral error:(nullable NSError *)error;

连接成功之后并没有结束，还记得CBPeripheral中的CBService和CBService中的CBCharacteristic吗，对数据的读写是由CBCharacteristic控制的。
我们先用lightblue连接小米手环为例，来看一下，手环内部的数据是不是我们说的那样。

其中ADVERTISEMENT DATA显示的就是广播信息。

iOS蓝牙无法直接获取设备蓝牙MAC地址，可以将MAC地址放到这里广播出来

FEEO是ServiceUUIDs,里面的FF01、FF02是CBCharacteristic的UUID

Properties是特征的属性，可以看出FF01具有读的权限，FF02具有读写的权限。
特征拥有的权限类别有如下几种：

typedef NS_OPTIONS(NSUInteger, CBCharacteristicProperties{
    CBCharacteristicPropertyBroadcast = 0x01,
    CBCharacteristicPropertyRead = 0x02,
    CBCharacteristicPropertyWriteWithoutResponse = 0x04,
    CBCharacteristicPropertyWrite = 0x08,
    CBCharacteristicPropertyNotify = 0x10,
    CBCharacteristicPropertyIndicate = 0x20,
    CBCharacteristicPropertyAuthenticatedSignedWrites = 0x40,
    CBCharacteristicPropertyExtendedProperties = 0x80,
    CBCharacteristicPropertyNotifyEncryptionRequired NS_ENUM_AVAILABLE(NA, 6_0) = 0x100,
    CBCharacteristicPropertyIndicateEncryptionRequired NS_ENUM_AVAILABLE(NA, 6_0) = 0x200
};

如何发送并接收数据

通过上面的步骤我们发现CBCentralManagerDelegate提供了蓝牙状态监测、扫描、连接的代理方法，但是CBPeripheralDelegate的代理方法却还没使用。别急，马上就要用到了，通过名称判断这个代理的作用，肯定是跟Peripheral有关，我们进入系统API，看它的代理方法都有什么，因为这里的代理方法较多，我就挑选几个常用的拿出来说明一下。

1、代理方法

//发现服务的回调
- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverServices:(nullable NSError *)error;
//发现特征的回调
- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverCharacteristicsForService:(CBService *)service error:(nullable NSError *)error;
//读数据的回调
- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didUpdateValueForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic error:(nullable NSError *)error;
//是否写入成功的回调
- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didWriteValueForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic error:(nullable NSError *)error;

2、步骤

通过这几个方法我们构建一个流程：连接成功->获取指定的服务->获取指定的特征->订阅指定特征值->通过具有写权限的特征值写数据->在didUpdateValueForCharacteristic回调中读取蓝牙反馈值

解释一下订阅特征值：特征值具有Notify权限才可以进行订阅，订阅之后该特征值的value发生变化才会回调didUpdateValueForCharacteristic

3、实现上面流程的实例代码

//连接成功
- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral{
    //连接成功之后寻找服务，传nil会寻找所有服务
    [peripheral discoverServices:nil];
}

//发现服务的回调
- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverServices:(NSError *)error{
   if (!error) { 
     for (CBService *service in peripheral.services) {     
         NSLog(@"serviceUUID:%@", service.UUID.UUIDString); 
            if ([service.UUID.UUIDString isEqualToString:ST_SERVICE_UUID]) {
            //发现特定服务的特征值
               [service.peripheral discoverCharacteristics:nil forService:service]; 
            } 
        } 
    }
}

//发现characteristics，由发现服务调用（上一步），获取读和写的characteristics
- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverCharacteristicsForService:(CBService *)service error:(NSError *)error {
    for (CBCharacteristic *characteristic in service.characteristics) { 
        //有时读写的操作是由一个characteristic完成 
        if ([characteristic.UUID.UUIDString isEqualToString:ST_CHARACTERISTIC_UUID_READ]) {
            self.read = characteristic;
            [self.peripheral setNotifyValue:YES forCharacteristic:self.read]; 
        } else if ([characteristic.UUID.UUIDString isEqualToString:ST_CHARACTERISTIC_UUID_WRITE]) {
            self.write = characteristic; 
        } 
     }
}

//是否写入成功的代理
- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didWriteValueForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic error:(NSError *)error{
    if (error) { 
        NSLog(@"===写入错误：%@",error); 
    }else{
        NSLog(@"===写入成功"); 
    }
}

//数据接收
- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didUpdateValueForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic error:(NSError *)error { 
    if([characteristic.UUID.UUIDString isEqualToString:ST_CHARACTERISTIC_UUID_READ]){          //获取订阅特征回复的数据
        NSData *value = characteristic.value;
        NSLog(@"蓝牙回复：%@",value);
    }
}

比如我们要获取蓝牙电量，由硬件文档查询得知该指令是 0x1B9901,那么获取电量的方法就可以写成

- (void)getBattery{
    Byte value[3]={0};
    value[0]=x1B;
    value[1]=x99;
    value[2]=x01;
    NSData * data = [NSData dataWithBytes:&value length:sizeof(value)];
    //发送数据
    [self.peripheral writeValue:data forCharacteristic:self.write type:CBCharacteristicWriteWithoutResponse];
}

如果写入成功，我们将会在didUpdateValueForCharacteristic方法中获取蓝牙回复的信息。

如何解析蓝牙数据

如果你顺利完成了上一步的操作，并且看到了蓝牙返回的数据，那么恭喜你，蓝牙的常用操作你已经了解大半了。因为蓝牙的任务大部分就是围绕发送指令，获取指令，将蓝牙数据呈现给用户。上一步我们已经获取了蓝牙指令，但是获取的却是0x567b0629这样的数据，这是什么意思呢。这时我们参考硬件协议文档，看到这样一段:

那么我们就可以得出设备电量是 60%。

对数据解析的流程就是：

• 判断校验和是否正确
  • 是不是一条正确的数据->该条数据是不是我们需要的电量数据
  • 即首字节为0x567b->根据定义规则解析电量，传给view显示。
• 其中第一步校验数据，视情况而定，也有不需要的情况。

扩展

iOS蓝牙中的进制转换

蓝牙固件升级

nRF芯片设备DFU升级

参考Demo