UIColor深入研究（CGColor，CIColor）
由于跟人比较喜欢研究关于图层与动画方面的技术，正打算看看别人写的好东西，就遇到了好几个问题，
第一：UIClor类方法的使用
就是关于UIColor的使用，记得之前开发中我们使用的都是UIColor后面直接食用类方法获取颜色活着使用
- + (UIColor *)colorWithRed:(CGFloat)red green:(CGFloat)green blue:(CGFloat)blue alpha:(CGFloat)alpha;但是突然看到有人使用了
- + (UIColor *)colorWithHue:(CGFloat)hue saturation:(CGFloat)saturation brightness:(CGFloat)brightness alpha:(CGFloat)alpha;
- + (UIColor *)colorWithCGColor:(CGColorRef)cgColor;
- + (UIColor *)colorWithCIColor:(CIColor *)ciColor NS_AVAILABLE_IOS(5_0);
虽然平时自己敲的时候也看到了，偶尔也会留意一下，但是从来没有使用过着三个，也不清楚里面的含义（CGColor使用过两次，但是没有研究过）。、
在这之前给大家拓展一个关于颜色的常识：有没有发现前面两个分别有点眼熟，如果缩写的话你会得到RGBA／HSBA
关于颜色分类：RGB／HSB／CMYK／LAB
- Lab：模式由三个通道组成，但不是R、G、B通道。它的一个通道是亮度，即L。另外两个是色彩通道，用A和B来表示。A通道包括的颜色是从深绿色（底亮度值）到灰色（中亮度值）再到亮粉红色（高亮度值）；B通道则是从亮蓝色（底亮度值）到灰色（中亮度值）再到黄色（高亮度值）。因此，这种色彩混合后将产生明亮的色彩。
- HSB：模式中，H表示色相，S表示饱和度，B表示亮度，以人眼为理论。
- CMYK：代表印刷上用的四种颜色，C代表青色，M代表洋红色，Y代表黄色，K代表黑色。因为在实际引用中，青色、洋红色和黄色很难叠加形成真正的黑色，最多不过是褐色而已。因此才引入了K——黑色。黑色的作用是强化暗调，加深暗部色彩。
- RGB：是色光的色彩模式。R代表红色，G代表绿色，B代表蓝色，三种色彩叠加形成了其它的色彩。因为三种颜色都有256个亮度水平级，所以三种色彩叠加就形成1670万种颜色了。也就是真彩色，通过它们足以在现绚丽的世界。
这里是作为了解，平时我们开发中使用最多的就是RGB，当然如果你在真的使用了HSB的话，你也一样可以和RGB一样传对应的值。
最近看了看CoreGraphics的东西，看到关于CGColor的东西，于是就想着顺便看看UIColor，CIColor，弄清楚它们之间的区别和联系。下面我们分别看看它们三个的概念：
第二：关于UIColor／CIColor／CGColor区别的使用
一、UIColor
UIColor是UIKit中存储颜色信息的一个重要的类，一个UIColor对象包含了颜色和透明度的值，它的颜色空间已经针对IOS进行了优化。UIColor包含了一些类方法用于创建一些最常见的颜色，如白色，黑色，红色，透明色等，这些颜色的色彩空间也不尽相同（白色和黑色是kCGColorSpaceDeviceGray，红色的色彩空间是kCGColorSpaceDeviceRGB）。
此外UIColor还有两个重要的属性：一个是CGColor，一个是CIColor(5.0之后添加)。这两个属性就可以把UIColor，CGColor，CIColor三个对象联系起来了，后面会详细介绍这三者之间的转换。
二、CGColor
CGColor主要用于CoreGaphics框架之中，CGColor其实是个结构体，而我们通常在使用的CGColor的时候使用的是它的引用类型CGColorRef。CGColor主要由CGColorSapce和Color Components两个部分组成，同样的颜色组成，如果颜色空间不同的话，解析出来的结果可能会有所不同。这就像我们在处理图片数据的时候，如果把RGBA格式当成BGRA格式处理的结果可想而知。在Quartz 2D中CGColor常用来设置context的填充颜色，设置透明度等。
1、如何创建一个CGColor，最常用的函数是CGColorCreate，该函数有两个参数：
1) colorspace，指定CGColor对应的颜色空间，Quartz就会retain该对象，因此调用完之后你就可以安全的释放该对象。
2) components，一个CGFloat的数组，该数组的元素个数是指定色彩空间包含的颜色分量数n，加上对应的alpha值。
该函数该返回一个新创建的CGColorRef，当我们不再使用该对象的时候使用CGColorRelease函数释放该对象。
2、获取CGColor的数据
在我们创建的时候传入两个重要的参数进去，当我们获取到了CGColorRef以后当然就可以拿到对应的ColorSpace以及Components。
1) 获取ColorSpace
通过CGColorGetColorSpace函数我们可以获取到当前CGColorRef对应的ColorSpace，该函数只接受一个参数就是你要获取ColorSpace的CGColorRef。下面请看一个简单的例子：
CGColorRef cgColor = [UIColor redColor].CGColor;CGColorSpaceRef colorSpace = CGColorGetColorSpace(cgColor);NSLog(@"color space: %@", colorSpace);
2) 获取Color Components
要获取到CGColorRef对应的颜色值，我们需要用到CGColorGetNumberOfComponents和CGColorGetComponents两个函数。我们先来看看两个函数的函数原型：
size_t CGColorGetNumberOfComponents ( CGColorRef color);const CGFloat * CGColorGetComponents ( CGColorRef color);
第一个函数是获得CGColorRef的中包含的颜色组成部分的个数，第二个函数就是获取实际的颜色组成部分的数组，下面看一个小例子：
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主要是用于和Core Image框架中其他类，比如CIFilter，CIContext以及CIImage。今天我们主要关心的颜色值部分，CIColor中颜色值的范围是0.0-1.0之间，0.0代表该颜色分量为最小值，1.0代表改颜色分量为最大值。其中alpha值的范围也是0.0到1.0之间，0.0代表全透明，1.0代表完全不透明，同时CIColor的颜色分量通常都是没有乘以alpha值。
我们可以使用initWithCGColor:函数，通过CGColor创建一个CIColor。其中传入的CGColorRef对象可以使任何任何颜色空间，但是Core Image框架会在传入filter kernel之前把所有的颜色空间转换到core image工作颜色空间。core image工作颜色空间使用三个颜色分量加上一个alpha分量组成(其实就是kCGColorSpaceDeviceRGB)，后面的例子中我们验证这一点。
四、UIColor，CGColor，CIColor的区别和联系
1、UIColor的两个属性CGColor，CIColor
UIColor的CGColor总是有效的，不管它是通过CGColor，CIColor，还是其他方法创建的，CGColor属性都总是有效的；但是CIColor属性就不总是有效的，只有当UIColor是通过CIColor创建的时候，他才是有效的，否则访问该属性将会抛出异常，下面照旧来一个小例子：
// test init uicolor with CGColorUIColor *color = [UIColor colorWithCGColor:[UIColor whiteColor].CGColor];// CGColor property is always validNSLog(@"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
当UIColor使用CGColor初始化的时候，所有CGColorRef包含的信息，都会被原封不动的保留，其中就包括Color space，而且通过下面的小例子我们还可以看到如果使用CGColor初始化UIColor的时候，UIColor其实是直接保留了一份这个CGColorRef对象。例子如下：
// test kCGColorSpaceDeviceCMYKCGColorSpaceRef cmykSpace = CGColorSpaceCreateDeviceCMYK();CGFloat cmykValue[] = {1, 1, 0, 0, 1}; // blueCGColorRef colorCMYK = CGColorCreate(cmykSpace, cmykValue);CGColorSpaceRelease(cmykSpace);NSLog(@"colorCMYK: %@", colorCMYK);// color with CGColor, uicolor will just retain itUIColor *color = [UIColor colorWithCGColor:colorCMYK];NSLog(@"CGColor from UIColor: %@", color.CGColor);
3、UIColor使用CIColor初始化
下面我们讨论一下当使用CIColor来初始化一个UIColor的时候，再去访问UIColor的CGColor属性的时候，我们会发现CGColor的color Space和设置CIColor的color space的是不完全一样的，在这个过程中CIColor会为我们做一个转换。下面我们分别看看使用kCGColorSpaceDeviceGray，kCGColorSpaceDeviceRGB，kCGColorSpaceDeviceCMYK三种颜色空间来初始化一个CIColor的时候，再去使用该CIColor去初始化一个UIColor，然后在去访问其CIColor属，CGColor属性，查看颜色空间并打印颜色信息。
1) 使用kCGColorSpaceDeviceGray初始化CIColor
首先看代码：
// test kCGColorSpaceDeviceGrayNSLog(@"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 ---> kCGColorSpaceDeviceRGBNSLog(@"cicolor from UIColor: %@", color.CIColor);NSLog(@"cicolor's colorspace: %@", color.CIColor.colorSpace);NSLog(@"color's CGColor: %@", color.CGColor);
通过运行程序，我们看出来，如果使用一个kCGColorSpaceDeviceGray的颜色空间的CGColor来初始化CIColor的时候，我们可以看到CIColor的色彩空间一直是kCGColorSpaceDeviceGray，通过访问UIColor的CIColor属性，我们可以看到其颜色空间仍然是kCGColorSpaceDeviceGray，但是当访问UIColor的CGColor属性的时候，通过打印可以发现其色彩空间已经转变成了kCGColorSpaceDeviceRGB空间了，而颜色值也正确的从原来的颜色空间转换到了新的颜色空间。
2) 使用kCGColorSpaceDeviceRGB初始化CIColor
同样的我们看代码：
//test kCGColorSpaceDeviceRGBNSLog(@"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);
整个过程中CIColor，以及通过UIColor的CGColor和CIColor属性访问到的值，打印出来我们可以发现它们都是kCGColorSpaceDeviceRGB空间的。
4、使用kCGColorSpaceDeviceCMYK初始化CIColor
下面继续看一段代码：
// test kCGColorSpaceDeviceCMYKCGColorSpaceRef cmykSpace = CGColorSpaceCreateDeviceCMYK();NSLog(@"Components number: %zu", CGColorSpaceGetNumberOfComponents(cmykSpace));CGFloat cmykValue[] = {1, 1, 0, 0, 1}; // blueCGColorRef 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 ColorspaceNSLog(@"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 kCGColorSpaceDeviceRGBNSLog(@"cgcolor from UIColor: %@", color.CGColor);
整个过程中，我们通过运行同样可以发现，当我们用一个CMYK颜色空间的CGColor来初始化CIColor的时候，CIColor的颜色空间依然是CMYK，但是颜色值已经转换成RGB的颜色值。当使用该CIColor创建一个UIColor的时候，我们再通过CIColor和CGColor属性打印信息的时候，我们会发现CIColor的色彩空间依然是CMYK，但是CGColor打印所得到的信息说明它已经被转换成RGB空间了。
五、UIColor延伸，如何判断两个颜色是否相等
前面提到一点，不管UIColor使用CIColor，CGColor还是其他方式初始化的，其CGColor属性都是可用的。CoreGraphics中提供一个方法可以判断两个CGColor是否相等，因此我们可以通过判断两个UIColor是否相等，下面是看一个简单的例子：
// judge two CGColor is equalif (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断两个白色的UIColor是否相等，虽然都是白色，但是颜色空间是不一样的，通过运行我们可以发现，打印出“The two CGColor is not equal!”。例子的第二部分简单的创建了两个RGB空间的UIColor，运行程序可以看出，这两种颜色是相同的。
最后总结一下iOS开发中常见的颜色的使用： // R 215 G 215 B 215
零、颜色须知
1> 每一种颜色都是由N个颜色通道组成
2> 常见的颜色通道
1) A:alpha 透明度
2) R:red 红色
3) G:green 绿色
4) B:blue 蓝色
3> 常见颜色
- * 白色：全部通道满值
- * 黑色：全部通道都是0（透明度除外）
- * 灰色：RGB通道的值一样
一、32bit颜色
1> 颜色组成
1) 由ARGB四个颜色通道组成
2) 每一个颜色通道都占据8bit
3) 每一个颜色通道的取值范围是[0, 255] [0x00, 0xff] [0b00000000, 0b11111111]
2> 颜色的表示格式
1) 16进制格式(HEX格式)
- * 绿色 #ff00ff00
- * 黄色 #ffffff00
- * 白色 #ffffffff
- * 黑色 #ff000000
2) ARGB格式
- * 绿色 255,0,255,0
- * 黄色 255,255,255,0
- * 白色 255,255,255,255
- * 黑色 255,0,0,0
二、24bit颜色
1> 颜色组成
1) 由RGB三个颜色通道组成
2) 每一个颜色通道都占据8bit
3) 每一个颜色通道的取值范围是[0, 255] [0x00, 0xff] [0b00000000, 0b11111111]
2> 颜色的表示格式
1) 16进制格式(HEX格式)
- * 绿色 #00ff00
- * 黄色 #ffff00
- * 白色 #ffffff
- * 黑色 #000000
2) RGB格式
- * 绿色 0,255,0
- * 黄色 255,255,0
- * 白色 255,255,255
- * 黑色 0,0,0
