一、各种渲染框架

iOS 中的绘图相关的架构如下：

iOS绘图架构

其中 OpenGL ES 在 iOS12 之后被正式废弃，并使用新框架 Metal 替换；

1. Quartz、Quartz 2D、QuartzCore

三个概念傻傻分不清楚，那么我们一个一个来看：

1. Quartz

Quartz 是 MacOS 上的 framework，iOS 中不能使用。包括 Quart Composer、PDFKit、ImageKit 三大部分。这个框架功能很齐全，但是也相对比较重量级，实际开发中使用也相对较少，具体可以参阅官方文档：Quartz；

通过 #import <Quartz/Quartz.h> 来进入，该头文件包含的内容如下：

Quartz

如上图，引入了 QuartzCore，这个又是什么呢？

1. QuartzCore

QuartzCore 就是 Core Animation，也就是文章最初的那张框架图中的 Core Animation。Core Animation 就不用多说了吧，掌握着绘制的整个流程，还能够做动画，这也是后文的重点，这里就不赘述了。

Core Animation 在 iOS 上合 MacOS 上都可以使用，但是不完全一样，来看看头文件；

iOS 中：

QuartzCore-iOS

MacOS 中：

QuartzCore-MacOS

其中的区别就不赘述了，可以直接去官方文档查阅：Core Animation；

1. Quartz 2D

Quartz 2D 就是 Core Graphic，是基于 Quartz 实现的 2D 渲染接口集(framework)，具有轻量、无与伦比的输出保证度(unmatched output fidelity)。

也就是说 Quartz 的功能是最齐全的，但是也相对重量级。 Apple 根据需要，则基于 Quartz 实现了轻量级的 Core Graphic ，主要用于 2D 渲染，功能包括：基于路径的绘制、颜色管理、离屏渲染、模板、渐变、图片数据管理、图像创建、图片遮罩、PDF的解析展示和创建等。在 MacOS 上， Core Graphic 还包括一些用于硬件展示、窗口系统、底层用户输入事件的服务。

具体可以参阅官方文档，这里也不赘述了：Core Graphics

另外，需要注意的是 Quartz 2D 的渲染接口是基于 CPU 实现的，不调用 GPU，而 OpenGL 和 Metal 是基于 GPU 实现的渲染。后文会详细讲述；

2. OpenGL 、OpenGL ES、Metal、DirectX

这几个名词都不是严格意义上的 Api，而是标准协议，OpenGL 更加通用，而 Metal 由 Apple 创建、实现并维护，DirectX 由微软创建、实现并维护。而 OpenGL ES 则是 OpenGL 的子集，更加适用于嵌入式设备；

协议只是一套标准，在 CPU 和 GPU 上都可以实现，所以有的 CPU 也是支持 OpenGL 协议的。但是现在一般都是由 GPU 来实现 OpenGL 相关的协议；

iOS 中的 OpenGLES.framework 就是针对 OpenGL ES 协议，使用了 C 语言进行了实现。其实现同 Metal 一样，是基于 GPU 进行实现的：

About OpenGL ES

OpenGL ES

OpenGL ES 已经被弃用，如果有兴趣可以查阅官方文档：OpenGL ES

为了使 OpenGL ES 相关的接口更加适配 iOS/MacOS 系统，提升性能和流畅度，在 iOS12 之后 Apple 就正式使用 Metal 替换了 OpenGL ES；Metal 的渲染也是基于 GPU 实现的，功能很强大，可以好好学习学习：Metal

3. Core Image

Core Image 与 Core Graphics 恰恰相反，Core Graphics 用于在 运行时创建图像，而 Core Image 是用来处理 创建的图像 。简而言之就是图片处理框架，Core Image 框架拥有一系列现成的图像过滤器，能对已存在的图像进行高效的处理。

大部分情况下，Core Image 会在 GPU 中完成工作，但如果 GPU 忙，会使用 CPU 进行处理：

Core Image

CGImageCreate 之类的方法也属于 Core Graphics ，Core Image 框架的 Api 以 CI 开头；

4. 总结

1. OpenGL/OpenGL ES 和 Metal 都是基于 GPU 实现的 3D 渲染框架；
2. Quartz 是重量级的绘图框架，功能强大。而 Quartz 2D 就是基于此实现的轻量级的 2D 渲染框架；
3. Core Animation 更像是一个组织者，在 3D 的维度上，本着 GPU 渲染优先的原则，基于自己的一套 Core Animation Pipline 来完成图元/纹理的生成、纹理渲染成 bitmap、视频控制器的交互、动画的实现等；
4. Core Image 和 Quartz 2D 都是渲染框架，只不过 Quartz 2D 是将图元渲染成 bitmap，而 Core Image 是对已经渲染完成的 bitmap/image 添加滤镜效果；