1. 背景

项目有个web页面卡片类型UI，卡片有不同宽高大小。现在想在卡片上增加一个封面边框，设计给出的切图，在不同卡片宽高时候，需要展示示意图如，要求原切图右上角区域维持不变，其他可以适应宽高拉伸。

2. 方案

首先得选择，自然是点九图（NinePatch）来实现需求。点九图是android系统中特有的图片格式，包含有定义可拉伸区域的信息，用于做局部拉伸。iOS在处理这种图片，也是非常方便的，有相关的系统函数可以做处理,

- (UIImage *)resizableImageWithCapInsets:(UIEdgeInsets)capInsets resizingMode:(UIImageResizingMode)resizingMode;

该函数返回一张被拉伸（压缩）之后的image图片，在UIImageView上展示即是拉伸（压缩）之后的效果。
函数需要传入两个参数，capInsets，resizingMode，

capInsets: UIEdgeInsets{CGFloat top, left, bottom, right}, 定义了受保护区域，除去受保护区域，剩下则是可拉伸区域；resizingMode: 图片拉伸模式，两种取值，UIImageResizingModeTile平铺和UIImageResizingModeStretch拉伸；

两个参数更具体的说明和影响效果，可以参考文章，文章针对不同取值有详细的demo和说明，

iOS图片拉伸(resizableImage)

https://www.jianshu.com/p/84848c1b2d47

我们更关注的是capInsets，定义了图片的受保护区域，用一张图来示例，如下图，top、left、bottom、right指定的四个绿色边角是受保护区域，不可拉伸；而中间的蓝色区域则是可以拉伸的。

由于不同的切图，其受保护区域（可拉伸区域）不同，调用函数resizableImageWithCapInsets就需要视觉或者开发同学给出不同的capInsets值，对于硬编码来说是很不方便的。那么，有没有一种自动确定capInsets的方法呢？

有的，我们从点九图制作生成说起。

2.1 点九图制作生成

官方文档

Create resizable bitmaps (9-patch files)

https://developer.android.com/studio/write/draw9patch

在android studio里面制作一张点九图(.9.png)。该点九图有上下左右四个边有一条1像素的黑线，用于标注拉伸区域和显示内容区域，例如

1号黑色条位置向下覆盖的区域表示图片横向拉伸时，只拉伸该区域；
2号黑色条位置向右覆盖的区域表示图片纵向拉伸时，只拉伸该区域；
3号黑色条位置向左覆盖的区域表示图片纵向显示内容的区域（在手机上主要是文字区域）；
4号黑色条位置向上覆盖的区域表示图片横向显示内容的区域（在手机上主要是文字区域）；

然而，包含4个黑边的.9.png图片，并不会用于真正的图片展示，真正用于手机展示的图片，需要使用工具来对.9.png做处理之后生成新的点九图，具体的说步骤为：

1. 设计师或者产品给出原始切图top1.png；

2. 使用android studio制作包含4个黑边点九图top1.9.png；

3. 使用android sdk 目录下的 aapt 工具将点九图转化为png图片 top1_out.png；

   
   aapt工具是android sdk目录下，可以在Android Studio Preferences | Languages & Frameworks | Android SDK找到sdk location，如果没有sdk，则需要手动安装android sdk，然后找到location，aapt在我机器参考目录为~/Library/Android/sdk/build-tools/34.0.0，执行命令如下：

   ./aapt s -i top1.9.png -o top1_out.png

4. 本地使用该 top1_out.png图片，或者将图片上传至网络cdn，拿到图片url；

这里第3步，aapt会把4个黑边的点九图信息，写入到结果png图片中的chunkdata数据中，并且去掉4个1像素的黑边，这样得到一张可用于手机展示的点九图片。其关键信息都在写在png的点九chunkdata里面，那么我们怎么获取图片的点九图信息呢？

我们从PNG文件格式着手。

2.2 PNG文件格式

PNG文件格式是有标准规范的，

PNG Specification

http://www.libpng.org/pub/png/spec/1.2/PNG-Structure.html

PNG格式文件由一个8字节的PNG文件标识（file signature or file header）域和3个以上的后续数据块(chunk)如IHDR、IDAT、IEND等组成。

• 文件标识（文件头）

  8字节的signature标识，固定为十六进制89 50 4E 47 0D 0A 1A 0A

• 数据块chunk
  每个数据块的结构固定，4个部分组成：

长度/数字都是网络字节序, All integers that require more than one byte must be in network byte order

如下图是一个实际png文件hex格式展示：

2.3 PNG点九图数据解析

我们知道aapt会把点九NinePatch信息写入到PNG的chunk中，那么怎么知道其chunk的类型以及数据结构呢？
aapt处理点九图相关代码在tools/aapt/Images.cpp，以及从android源码中，对应点九图NinePatch解析代码以及头文件定义，

ResourceTypes.h

https://android.googlesource.com/platform/frameworks/base/+/56a2301/include/androidfw/ResourceTypes.h

*
 * The PNG chunk type is "npTc".
 */
struct Res_png_9patch
{
    Res_png_9patch() : wasDeserialized(false), xDivs(NULL),
                       yDivs(NULL), colors(NULL) { }
    int8_t wasDeserialized;
    int8_t numXDivs;
    int8_t numYDivs;
    int8_t numColors;
    // These tell where the next section of a patch starts.
    // For example, the first patch includes the pixels from
    // 0 to xDivs[0]-1 and the second patch includes the pixels
    // from xDivs[0] to xDivs[1]-1.
    // Note: allocation/free of these pointers is left to the caller.
    int32_t* xDivs;
    int32_t* yDivs;
    int32_t paddingLeft, paddingRight;
    int32_t paddingTop, paddingBottom;

可以还原出数据块类型码是npTc，对应的数据结构，网上已经有文章总结，我就直接引用了NinePatch数据结构：

这里，包含可拉伸区域的数组xDivs和yDivs，用于指定如何将图像分割成多个部分进行拉伸缩放，

xDivs描述了拉伸区域水平方向的起始位置和结束位置
yDivs描述了拉伸区域垂直方向的起始位置和结束位置

更具体和详细的字段定义和理解，仍然参考文章

NinePatch数据结构

https://zhuanlan.zhihu.com/p/595445856

到此，我们就可以实现解析点九图PNG的编码；

//
//  PNGNinePatch.h
//  podDemo
//
//

#ifndef PNGNinePatch_h
#define PNGNinePatch_h

NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN

@interface PNGNinePatch : NSObject

@property (nonatomic, assign) int32_t width;
@property (nonatomic, assign) int32_t height;

@property (nonatomic, assign) int8_t numXDivs;
@property (nonatomic, assign) int8_t numYDivs;
@property (nonatomic, assign) int8_t numColors;

@property (nonatomic, assign) int32_t paddingLeft;
@property (nonatomic, assign) int32_t paddingRight;
@property (nonatomic, assign) int32_t paddingTop;
@property (nonatomic, assign) int32_t paddingBottom;

@property (nonatomic, strong) NSArray<NSNumber *> *xDivsArray;
@property (nonatomic, strong) NSArray<NSNumber *> *yDivsArray;

+ (nullable instancetype)ninePatchWithPNGFileData:(NSData *)data;

/// 获取点九图bitmap中的可拉伸区域，如果返回UIEdgeInsetsZero，则表示没有可以拉伸的区域
/// 点九图可能包含多个不连续的可拉伸区域，本函数只取第一个
- (UIEdgeInsets)resizableCapInsets;

@end

NS_ASSUME_NONNULL_END

#endif /* PNGNinePatch_h */

//  PNGNinePatch.m
//  podDemo_Example
//
//  Created by asterpang on 2023/7/20.
//  Copyright © 2023 asterpang. All rights reserved.
//

#import <Foundation/Foundation.h>
#import "PNGNinePatch.h"

static char bytes[8] = {0};

@implementation PNGNinePatch
// https://dev.exiv2.org/projects/exiv2/wiki/The_Metadata_in_PNG_files
// https://android.googlesource.com/platform/frameworks/base/+/56a2301c7a1169a0692cadaeb48b9a6385d700f5/include/androidfw/ResourceTypes.h

+ (instancetype)ninePatchWithPNGFileData:(NSData *)data
{
    if(data.length < 32) {
        return nil;
    }
    int index = 0;

    // 先判断是否png图片
    if ([[self class] readInt32:data fromIndex:&index] != 0x89504e47 || [[self class] readInt32:data fromIndex:&index] != 0x0D0A1A0A) {
        // 不是png图片，不再处理
        return nil;
    }

    // NinePatch的chunk type标记
    // The PNG chunk type is "npTc"
    const char npTc[4] = {'n', 'p', 'T', 'c'};

    BOOL hasNinePatchChunk = NO;

    int32_t chunk_length = 0;

    while (YES) {
        if(index >= data.length - 8) {
            break;
        }
        // 获取chunk长度
        chunk_length = [[self class] readInt32:data fromIndex:&index];

        // 获取chunk type标记
        [data getBytes:bytes range:NSMakeRange(index, 4)];
        index += 4;

        if (memcmp(bytes, npTc, 4) == 0) {
            // 表示读取到了NinePatch信息,index之后的数据是chunk data
            hasNinePatchChunk = YES;
            break;
        }

        // 跳过本chunk(数据长度 chunk_length + CRC 4bytes)
        index += chunk_length + 4;
    }

    PNGNinePatch *ninePatch = nil;

    if(hasNinePatchChunk && chunk_length > 0 && data.length > index + chunk_length) {

        ninePatch = PNGNinePatch.new;

        int8_t wasDeserialized  = [[self class] readInt8:data fromIndex:&index];
        if(wasDeserialized == 0) {
            // nothing to do
        }

        ninePatch.numXDivs = [[self class] readInt8:data fromIndex:&index];
        ninePatch.numYDivs = [[self class] readInt8:data fromIndex:&index];
        ninePatch.numColors = [[self class] readInt8:data fromIndex:&index];

        // skip xDivsOffset/yDivsOffset
        index += 4 + 4;

        ninePatch.paddingLeft = [[self class] readInt32:data fromIndex:&index];
        ninePatch.paddingRight = [[self class] readInt32:data fromIndex:&index];
        ninePatch.paddingTop = [[self class] readInt32:data fromIndex:&index];
        ninePatch.paddingBottom = [[self class] readInt32:data fromIndex:&index];

        // skip colorOffset
        index += 4;

        // now xDivs，即点九图上方黑点标记数组，横向可拉伸区域
        NSMutableArray<NSNumber *> *xDivsArray = NSMutableArray.new;
        for(int count = 0; count < ninePatch.numXDivs; count++) {
            [data getBytes:bytes range:NSMakeRange(index, 4)];
            index += 4;
            int32_t x = ntohl( *(int32_t *)bytes);
            [xDivsArray addObject:@(x)];
        }

        // now yDivs，即点九图左边黑点标记数组，纵向可拉伸区域
        NSMutableArray<NSNumber *> *yDivsArray = NSMutableArray.new;
        for(int count = 0; count < ninePatch.numYDivs; count++) {
            [data getBytes:bytes range:NSMakeRange(index, 4)];
            index += 4;
            int32_t y = ntohl(*(int32_t *)bytes);
            [yDivsArray addObject:@(y)];
        }
        ninePatch.xDivsArray = xDivsArray;
        ninePatch.yDivsArray = yDivsArray;
    }

    return ninePatch;
}

- (UIEdgeInsets)resizableCapInsetsWithImageSize:(CGSize)imageSize
{
    if(self.xDivsArray.count < 2 || self.yDivsArray.count < 2) {
        return UIEdgeInsetsZero;
    }
    // 可以是多段分割，指定拉伸/压缩，不过我们约定需求没那么复杂，只需要拉伸第一段区域
    // 如需多段处理，则更该代码
    int32_t xStart = self.xDivsArray[0].intValue;
    int32_t xEnd = self.xDivsArray[1].intValue;
    int32_t yStart = self.yDivsArray[0].intValue;
    int32_t yEnd = self.yDivsArray[1].intValue;

    if(xEnd < xStart || yEnd < yStart) {
        return UIEdgeInsetsZero;
    }

    UIEdgeInsets insets;
    insets.top = yStart;
    insets.left = xStart;
    insets.bottom = imageSize.height - yEnd;
    insets.right = imageSize.width - xEnd;

    if(insets.bottom < 0 || insets.right < 0) {
        return UIEdgeInsetsZero;
    }

    return insets;
}

+ (int8_t)readInt8:(NSData *)data fromIndex:(int *)index
{
    [data getBytes:bytes range:NSMakeRange(*index, 1)];
    *index += 1;
    return (int8_t)bytes[0];
}

+ (int32_t)readInt32:(NSData *)data fromIndex:(int *)index
{
    [data getBytes:bytes range:NSMakeRange(*index, 4)];
    *index += 4;
    return ntohl(*(int32_t *)bytes);
}

@end

使用上也比较简单，

PNGNinePatch *ninePatch = [PNGNinePatch ninePatchWithPNGFileData:imageFileData];UIEdgeInsets insets = [ninePatch resizableCapInsets];image = [image resizableImageWithCapInsets:insets resizingMode:UIImageResizingModeStretch];

3. 附录

1. PNG (Portable Network Graphics) Specification

   http://www.libpng.org/pub/png/spec/1.2/PNG-Contents.html

2. PNG

   https://zh.wikipedia.org/zh-hk/PNG

3. The Metadata in PNG files

   https://dev.exiv2.org/projects/exiv2/wiki/The_Metadata_in_PNG_files

4. 这才是从网络加载点9图的正确姿势！

   https://zhuanlan.zhihu.com/p/595445856

5. NinePatchPeeker.cpp

   https://cs.android.com/android/platform/superproject/+/master:frameworks/base/libs/hwui/jni/NinePatchPeeker.cpp

6. NinePatchChunk

   https://github.com/Anatolii/NinePatchChunk

7. 在iOS中使用Android中的.9图片

   https://www.jianshu.com/p/b54cbb02abad