Привет читателям Хабра!

Я iOS-разработчик, и так случилось, что мне приходилось много делать в ui: кастомные view, тени, layout-ы, кнопки и вот это всё. В этой и паре следующих статей хочу поделиться некоторыми приёмами, которые помогали мне добиваться весьма красивых и интересных эффектов в плане рисования компонентов ui. Надеюсь, кому-нибудь это будет полезно. Ну или просто интересно.

Небольшое введение

Не берусь говорить за всех, но, исходя из личного опыта, сложилось впечатление, что для достаточно большого количества разработчиков рисование каких-то "плашек" с нестандартными формой и поведением – крайне нежелательная задача. Кто-то больше в архитектуре, кто-то больше про "сделать бизнесу хорошо" с минимальными усилиями (соответственно, просят поумерить пыл дизайнеров) и т.п. И если уж приходится делать что-то из ряда вон, то начинается google, stackoverflow, эксперименты и т.д., что занимает немало времени, и появляется ощущение, что оно того вообще не стоит. Собственно, эту небольшую серию статей я и задумал как некоторую справку, прочтение которой снимет ряд вопросов и позволит быстрее оценивать/реализовывать нетипичные ui-компоненты. На конкретных примерах постараюсь продемонстрировать, как, что и почему можно делать.

Пример 1: view с нестандартными границей и тенью

В данном случае идея простая: добавить ещё один слой в иерархию слоёв нашей view, порезать границы у этого слоя, а форму тени (уже у самой view) сделать ровно такой же, как и форма границы слоя.

Теперь чуть подробнее. У CALayer есть свойство mask. В документации можно прочитать, что это тот же самый опциональный CALayer, и если он не nil, то его альфа-канал используется как маска для контента исходного layer. То есть если взять png-картинку с котом и прозрачностью и каким-то образом засунуть ее в CALayer (назовем его catLayer), то при присваивании layer.mask = catLayer контент нашего исходного layer будет в виде кота, что бы ни находилось у него внутри. Может, текстовый кот получится, если внутри layer много текста. В нашем же случае нужен layer-маска в виде произвольной фигуры. Тут может помочь CAShapeLayer - наследник CALayer, который, грубо говоря, умеет внутри себя рисовать произвольную форму посредством задания ему проперти path. При использовании shapeLayer в качестве маски, всё, что находится вне формы, описываемой shapeLayer.path, работает как фильтр с alpha = 0.

Саму форму можно задать, используя UIBezierPath: для этого у последнего есть функции
addLine(to:), move(to:), addArc(withCenter:radius:startAngle:endAngle:clockwise) и т.д.
Здесь хотелось бы отметить пару моментов. Итоговый path должен выглядеть так, будто его "нарисовали, не отрывая карандаш от бумаги": стартуем из произвольной точки на границе и постепенно добавляем линии к общему пути так, чтобы конец предыдущей линии был началом следующей линии, и так далее. В конце возвращаемся в исходную точку. Некоторых сбивает с толку функция addArc, потому что в ней есть вроде и startAngle и endAngle, и clockwise. Вот clockwise как раз и нужен для того, чтобы управлять тем, вдоль какой из частей окружности, заданной двумя углами, мы двигаемся. В нашем примере в правом верхнем углу добавляется кусок окружности от -π/2 до 0 с clockwise равным именно true, иначе мы бы просто вырезали целую окружность из нашей view:

А зачем здесь вообще дополнительный слой? Почему бы не задать маску у исходного?
Проблема в том, что маска работает так, что отрезает просто всё, что ей попадётся, в том числе и тень слоя. Так что если задавать mask у слоя исходной view, то тени просто не будет видно.

Наконец, чтобы придать нужную форму тени, у CALayer есть свойство shadowPath.

Полный код примера 1

import UIKit

final class SimpleCustomBorderAndShadowView: UIView {
  private let frontLayer = CALayer()
  private let inset: CGFloat = 40
  
  // MARK: Override
  
  override init(frame: CGRect) {
    super.init(frame: frame)
    setup()
  }
  
  required init?(coder: NSCoder) {
    super.init(coder: coder)
    setup()
  }
  
  override func layoutSubviews() {
    super.layoutSubviews()
    frontLayer.frame = bounds
    
    let maskAndShadowPath = UIBezierPath()
    maskAndShadowPath.move(to: CGPoint(x: 0, y: inset))
    maskAndShadowPath.addLine(to: CGPoint(x: inset, y: 0))
    maskAndShadowPath.addLine(to: CGPoint(x: bounds.width - inset, y: 0))
    maskAndShadowPath.addArc(withCenter: CGPoint(x: bounds.width - inset, y: inset),
                             radius: inset,
                             startAngle: -CGFloat.pi / 2,
                             endAngle: 0,
                             clockwise: true)
    maskAndShadowPath.addLine(to: CGPoint(x: bounds.width, y: bounds.height - inset))
    maskAndShadowPath.addLine(to: CGPoint(x: bounds.width - inset, y: bounds.height))
    maskAndShadowPath.addLine(to: CGPoint(x: inset, y: bounds.height))
    maskAndShadowPath.addArc(withCenter: CGPoint(x: inset, y: bounds.height - inset),
                             radius: inset,
                             startAngle: CGFloat.pi / 2,
                             endAngle: CGFloat.pi,
                             clockwise: true)
    maskAndShadowPath.close()
    
    (frontLayer.mask as? CAShapeLayer)?.frame = bounds
    (frontLayer.mask as? CAShapeLayer)?.path = maskAndShadowPath.cgPath
    layer.shadowPath = maskAndShadowPath.cgPath 
  }
  
  // MARK: Setup
  
  private func setup() {
    backgroundColor = .clear
    
    layer.shadowColor = UIColor.black.cgColor
    layer.shadowOffset = .zero
    layer.shadowRadius = 20
    layer.shadowOpacity = 1
    
    frontLayer.mask = CAShapeLayer()
    frontLayer.backgroundColor = UIColor.white.cgColor
    layer.addSublayer(frontLayer)
  }
}

Пример 2: view с вырезанной кривой произвольного вида

Данный пример выбран, чтобы продемонстрировать два момента: как вырезать что-то внутри слоя и как создать путь, как бы обводящий кривую линию на некотором расстоянии от неё.

Для того, чтобы вырезать что-то внутри слоя, нужно понимать, по какому правилу происходит раскрашивание форм, созданных с помощью UIBezierPath. В принципе, про это довольно внятно написано здесь. Получается, чтобы добиться эффекта как на картинке выше, нужно в итоговый path для маски добавить путь, обходящий внешнюю границу view, что делается с помощью UIBezierPath(roundedRect:cornerRadius:), и после добавить путь, отвечающей вырезу в форме кривой.

Для формы кривой используется функция addQuadCurve(to:controlPoint:). И если взять UIBezierPath, вызывать addQuadCurve, проставить ему ширину с помощью lineWidth, и добавить это в итоговый path для маски то... Ничего не выйдет. Если чуть-чуть задуматься и ещё вспомнить про это, то всё начинает казаться логичным: CoreGraphics нужно как-то сказать о границах, при переходе через которые происходит подсчёт каких-то counter-ов для дальнейшего решения о том, красить данную область или нет. Чтобы построить путь именно вокруг кривой, у CGPath есть функция copy(strokingWithWidth:lineCap:lineJoin:miterLimit:). Сам CGPath, в свою очередь, можно получить из UIBezierPath, обращаясь к свойству cgPath.

Конечно, насчёт кривой именно произвольной формы, описывающей вырезаемую область, я немного слукавил, потому что при возникновении самопересечений с учётом ширины будут возникать проблемы.

Полный код примера 2

import UIKit

final class ErasedPathView: UIView {
  private let frontLayer = CAShapeLayer()
  
  // MARK: Override
  
  override init(frame: CGRect) {
    super.init(frame: frame)
    setup()
  }
  
  required init?(coder: NSCoder) {
    super.init(coder: coder)
    setup()
  }
  
  override func layoutSubviews() {
    super.layoutSubviews()
    
    frontLayer.frame = bounds
    
    let maskAndShadowPath = UIBezierPath(roundedRect: bounds, cornerRadius: 20)
    
    let curvePath = UIBezierPath()
    curvePath.move(to: CGPoint(x: bounds.width / 4, y: bounds.height / 4))
    curvePath.addQuadCurve(to: CGPoint(x: bounds.width * 3 / 4, y: bounds.height * 3 / 4),
                           controlPoint: CGPoint(x: bounds.width, y: 0))
    
    let innerPath =  UIBezierPath(cgPath: curvePath.cgPath.copy(strokingWithWidth: 70, lineCap: .round, lineJoin: .round, miterLimit: 0))
    maskAndShadowPath.append(innerPath)
    
    (frontLayer.mask as? CAShapeLayer)?.frame = bounds
    (frontLayer.mask as? CAShapeLayer)?.path = maskAndShadowPath.cgPath
    layer.shadowPath = maskAndShadowPath.cgPath
  }
  
  // MARK: Setup
  
  private func setup() {
    backgroundColor = .clear
    frontLayer.backgroundColor = UIColor.white.cgColor
    
    layer.addSublayer(frontLayer)
    let mask = CAShapeLayer()
    mask.fillRule = .evenOdd
    frontLayer.mask = mask
    
    layer.shadowColor = UIColor.black.cgColor
    layer.shadowOffset = .zero
    layer.shadowRadius = 20
    layer.shadowOpacity = 1
  }
}

Пример 3: рисование форм внутри view

Для того, чтобы просто рисовать внутри вашей view всё, что нравится, без создания дополнительных слоёв, можно опять же использовать CAShapeLayer. Нужно сделать override статического свойства layerClass у исходной view, возвращая ShapeLayer.self, и так же как и в Примере 1 задать этому слою path.

Есть один нюанс, не упомянутый ранее. При построении непрерывного пути при рисовании произвольной формы можно случайно перепрыгнуть из конца очередной линии в совершенно другое место. Типичный пример – добавление нового куска окружности при непустом path. В таких случаях CoreGraphics просто напросто дорисует за вас недостающую линию, соединяющую последнюю точку пути и новую точку очередной добавляемой линии. В совокупности с fillRule у CAShapeLayer этим можно аккуратно пользоваться. Например, на третьей справа картинке (карта треф) этот подход существенно упрощает рисование: не нужно думать о том, в каких именно местах пересекаются окружности.

Пики

import UIKit

final class SpadeCardView: UIView {
  
  var selfLayer: CAShapeLayer { layer as! CAShapeLayer }
  private let inset: CGFloat = 20
  
  // MARK: Override
  
  static override var layerClass: AnyClass { CAShapeLayer.self }
  
  override init(frame: CGRect) {
    super.init(frame: frame)
    setup()
  }
  
  required init?(coder: NSCoder) {
    super.init(coder: coder)
    setup()
  }
  
  override func layoutSubviews() {
    super.layoutSubviews()
    
    let path = UIBezierPath()
    let size = bounds.width - 2 * inset
    let radius = size / 4
    let alpha = atan(2 * radius / size)
    
    path.move(to: CGPoint(x: bounds.width / 2, y: bounds.height / 2))
    path.addArc(withCenter: CGPoint(x: inset + radius, y: bounds.height / 2),
                radius: radius, startAngle: 0,
                endAngle: CGFloat.pi + 2 * alpha,
                clockwise: true)
    path.addLine(to: CGPoint(x: bounds.width / 2, y: bounds.height / 2 - size / 2))
    path.addArc(withCenter: CGPoint(x: bounds.width / 2 + radius, y: bounds.height / 2),
                radius: radius,
                startAngle: -2 * alpha,
                endAngle: CGFloat.pi,
                clockwise: true)
    path.addQuadCurve(to: CGPoint(x: bounds.width / 2 + radius, y: bounds.height / 2 + size / 2),
                      controlPoint: CGPoint(x: bounds.width / 2, y: bounds.height / 2 + size / 2))
    path.addLine(to: CGPoint(x: bounds.width / 2 - radius, y: bounds.height / 2 + size / 2))
    path.addQuadCurve(to: CGPoint(x: bounds.width / 2, y: bounds.height / 2),
                      controlPoint: CGPoint(x: bounds.width / 2, y: bounds.height / 2 + size / 2))
    
    selfLayer.path = path.cgPath
  }
  
  // MARK: Setup
  
  private func setup() {
    selfLayer.fillColor = UIColor.black.cgColor
    selfLayer.strokeColor = UIColor.black.cgColor
    selfLayer.lineWidth = 2
    
    layer.shadowColor = UIColor.black.cgColor
    layer.shadowOffset = .zero
    layer.shadowRadius = 10
    layer.shadowOpacity = 1
  }
}

Бубны

import UIKit

final class DiamondCardView: UIView {
  
  var selfLayer: CAShapeLayer { layer as! CAShapeLayer }
  private let inset: CGFloat = 20
  private let adjustment: CGFloat = 10
  
  // MARK: Override
  
  static override var layerClass: AnyClass { CAShapeLayer.self }
  
  override init(frame: CGRect) {
    super.init(frame: frame)
    setup()
  }
  
  required init?(coder: NSCoder) {
    super.init(coder: coder)
    setup()
  }
  
  override func layoutSubviews() {
    super.layoutSubviews()
    
    let path = UIBezierPath()
    let size = bounds.width - 2 * inset
    
    path.move(to: CGPoint(x: inset, y: bounds.height / 2))
    path.addQuadCurve(to: CGPoint(x: bounds.width / 2, y: bounds.height / 2 - size / 2),
                      controlPoint: CGPoint(x: bounds.width / 2 - adjustment, y: bounds.height / 2 - adjustment))
    path.addQuadCurve(to: CGPoint(x: bounds.width - inset, y: bounds.height / 2),
                      controlPoint: CGPoint(x: bounds.width / 2 + adjustment, y: bounds.height / 2 - adjustment))
    path.addQuadCurve(to: CGPoint(x: bounds.width / 2, y: bounds.height / 2 + size / 2),
                      controlPoint: CGPoint(x: bounds.width / 2 + adjustment, y: bounds.height / 2 + adjustment))
    path.addQuadCurve(to: CGPoint(x: inset, y: bounds.height / 2),
                      controlPoint: CGPoint(x: bounds.width / 2 - adjustment, y: bounds.height / 2 + adjustment))
    
    selfLayer.path = path.cgPath
  }
  
  // MARK: Setup
  
  private func setup() {
    selfLayer.fillColor = UIColor.red.cgColor
    selfLayer.strokeColor = UIColor.red.cgColor
    selfLayer.lineWidth = 2
    
    layer.shadowColor = UIColor.black.cgColor
    layer.shadowOffset = .zero
    layer.shadowRadius = 20
    layer.shadowOpacity = 1
  }
}

Трефы

import UIKit

final class ClubCardView: UIView {
  
  var selfLayer: CAShapeLayer { layer as! CAShapeLayer }
  private let inset: CGFloat = 20
  private let adjustment: CGFloat = 10
  
  // MARK: Override
  
  static override var layerClass: AnyClass { CAShapeLayer.self }
  
  override init(frame: CGRect) {
    super.init(frame: frame)
    setup()
  }
  
  required init?(coder: NSCoder) {
    super.init(coder: coder)
    setup()
  }
  
  override func layoutSubviews() {
    super.layoutSubviews()
    
    let path = UIBezierPath()
    let size = bounds.width - 2 * inset
    let radius = size / 4
    
    path.move(to: CGPoint(x: bounds.width / 2, y: bounds.height / 2))
    path.addArc(withCenter: CGPoint(x: bounds.width / 2 - radius, y: bounds.height / 2 + adjustment),
                radius: radius,
                startAngle: 0,
                endAngle: 2 * CGFloat.pi,
                clockwise: true)
    path.addArc(withCenter: CGPoint(x: bounds.width / 2, y: bounds.height / 2 - radius),
                radius: radius,
                startAngle: CGFloat.pi / 2,
                endAngle: 5 * CGFloat.pi / 2,
                clockwise: true)
    path.addArc(withCenter: CGPoint(x: bounds.width / 2 + radius, y: bounds.height / 2 + adjustment),
                radius: radius,
                startAngle: CGFloat.pi,
                endAngle: 3 * CGFloat.pi,
                clockwise: true)
    path.addQuadCurve(to: CGPoint(x: bounds.width / 2 + radius, y: bounds.height / 2 + size / 2),
                      controlPoint: CGPoint(x: bounds.width / 2, y: bounds.height / 2 + size / 2))
    path.addLine(to: CGPoint(x: bounds.width / 2 - radius, y: bounds.height / 2 + size / 2))
    path.addQuadCurve(to: CGPoint(x: bounds.width / 2, y: bounds.height / 2),
                      controlPoint: CGPoint(x: bounds.width / 2, y: bounds.height / 2 + size / 2))
    
    selfLayer.path = path.cgPath
  }
  
  // MARK: Setup
  
  private func setup() {
    selfLayer.fillColor = UIColor.black.cgColor
    selfLayer.strokeColor = UIColor.black.cgColor
    selfLayer.fillRule = .nonZero
    selfLayer.lineWidth = 2
    
    layer.shadowColor = UIColor.black.cgColor
    layer.shadowOffset = .zero
    layer.shadowRadius = 20
    layer.shadowOpacity = 1
  }
}

Черви

import UIKit

final class HeartCardView: UIView {
  
  var selfLayer: CAShapeLayer { layer as! CAShapeLayer }
  private let inset: CGFloat = 20
  
  // MARK: Override
  
  static override var layerClass: AnyClass { CAShapeLayer.self }
  
  override init(frame: CGRect) {
    super.init(frame: frame)
    setup()
  }
  
  required init?(coder: NSCoder) {
    super.init(coder: coder)
    setup()
  }
  
  override func layoutSubviews() {
    super.layoutSubviews()
    
    let path = UIBezierPath()
    let size = bounds.width - 2 * inset
    let radius = size / 4
    let alpha = atan(4 * radius / (3 * size))
    
    path.move(to: CGPoint(x: bounds.width / 2, y: bounds.height / 2 + size / 2))
    path.addArc(withCenter: CGPoint(x: inset + radius, y: bounds.height / 2 - radius),
                radius: radius,
                startAngle: CGFloat.pi - 2 * alpha,
                endAngle: 0,
                clockwise: true)
    path.addArc(withCenter: CGPoint(x: bounds.width / 2 + radius, y: bounds.height / 2 - radius),
                radius: radius,
                startAngle: -CGFloat.pi,
                endAngle: 2 * alpha,
                clockwise: true)
    path.addLine(to: CGPoint(x: bounds.width / 2, y: bounds.height / 2 + size / 2))
    
    selfLayer.path = path.cgPath
  }
  
  // MARK: Setup
  
  private func setup() {
    selfLayer.fillColor = UIColor.red.cgColor
    selfLayer.strokeColor = UIColor.red.cgColor
    
    layer.shadowColor = UIColor.black.cgColor
    layer.shadowOffset = .zero
    layer.shadowRadius = 20
    layer.shadowOpacity = 1
  }
}

Заключение

Ниже, так сказать, things to remember:

+1 CALayer, mask, CAShapeLayer, shadowPath – для кастомной границы и тени
copy(strokingWithWidth:lineCap:lineJoin:miterLimit:) – для объемной обводки path
CAShapeLayer, path + fillRule – даёт интересные возможности

В следующей статье на эту тему постараюсь рассказать про layout-ы в коллекциях. Всем добра, пишите классные приложения и делайте красоту в интерфейсах!

iOS. UI. Приëмы. Часть 1