iOS Gradient Polyline, 平滑渐变路径,CAGradientLayer,CAShapeLayer

近年来，人们越来越注重运动锻炼，运动相关App层出不穷。其中运动路径追踪是一个重要的功能点。可以很容易的使用MKPolyline实现单色路径追踪。更进一步，如果想通过路径的不同颜色反映出运动过程中的速度变化，如Nike+类似的效果，需要更多的工作。本文主要讨论如何绘制平滑渐变的运动路径。

上图为优化后的渐变色路径，图下方红色曲线为运动过程的速度曲线。

1. 获取运动过程中GPS信息及对应的速度值；
2. 使用低通滤波处理速度数据；
3. 通过MKMapView转换坐标至对应大小的UIView；
4. 使用CAGradientLayer及CAShaperLayer分段绘制渐变路径；

可以使用CoreLocation获取GPS信息并计算对应的速度值。关于GPS坐标在**大陆偏移及GPS坐标是否在**大陆的判断方法，请参考另一篇博文。本文着重探讨路径的绘制，所以模拟产生随机的GPS和速度数据。

因为所绘路径的颜色不同，所以只能分段绘制。

如果各分段为纯色，则绘制出的路径略显生硬，无法体现出过渡效果（如下图）。

如果根据速度直接绘制成渐变色，因为速度波动的原因，渐变效果并不理想（如下图）。

所以需要预先处理速度数据，使速度数据变得平滑，渐变的效果才好。本人分别使用了滑动窗口滤波和低通滤波，对比之下，低通滤波表现更好。

上图为原数据效果。

上图为滑动窗口平滑效果。

上图为低通滤波平滑效果，滤波参数可以根据需要调整。

首先需要说明的是，本文的方法将路径绘制在与MKMapView大小一致的UIView上，而非直接以MKOverlay的形式绘制在MKMapView上，所以只能看到路径大致的轮廓而不能像地图一样缩放。如果想要在地图上直接绘制渐变路径，需要自定义MKOverlayPathRenderer，如有需要我再放出来。

坐标转换方法，调用MKMapView的convertCoordinate:toPointToView:方法，即可把地图上的GPS坐标，转换为与地图大小相同的CGPoint，为绘制路径做准备。

1、渐变方向需要根据路径方向计算；

gradientLayer.startPoint =
        CGPointMake(lastPoint.x / gradientView.frame.size.width,
                    lastPoint.y / gradientView.frame.size.height);
gradientLayer.endPoint =
        CGPointMake(newPoint.x / gradientView.frame.size.width,
                    newPoint.y / gradientView.frame.size.height);

2、渐变颜色为路径两端速度值映射后的颜色，推荐使用HSB颜色值映射；

CGFloat hue = points[i].speed / self.maxSpeed * self.maxHue;
UIColor *newColor =
        [UIColor colorWithHue:hue saturation:1 brightness:1 alpha:1];
gradientLayer.colors =
        @[ (__bridge id)(lastColor.CGColor), (__bridge id)(newColor.CGColor) ];

3、渐变起止可按需要自行控制；

gradientLayer.locations = @[ @(0.2), @(0.8) ];

1、路径的起止坐标为转换后的CGPoint；

2、注意设置shapeLayer.lineCap = kCALineCapRound;，否则路径会断；

3、注意shapeLayer.strokeColor不能为透明色，否则无法mask；

绘制平滑渐变路径的关键在于速度数据的处理，大家可以尝试不同的滤波算法改进绘制效果。绘制路径的技巧也在文中列出，如有问题可以和我交流，大家共同探讨学习。

SmoothGradientPolyline