Android Matrix

本文详细介绍了Android中的Matrix矩阵变换,包括缩放、平移、旋转、扭曲等基本操作,以及预乘(Preconcats)和后乘(Postconcats)的概念。重点讲解了Matrix的常用方法,如setTranslate、setSkew、setRotate和setScale,并解释了它们的参数意义和使用场景。同时,文章强调了矩阵变换顺序对最终效果的重要性,指出set方法会清除之前的预乘和后乘操作。最后,通过实例展示了Matrix变换的应用。

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Matrix矩阵变幻

基本变幻

  • scal 缩放
  • translate平移
  • roate旋转
  • concat合并
  • skew扭曲

基本介绍

Preconcats matrix相当于右乘矩阵,Postconcats matrix相当于左乘矩阵。倒影就是缩放为负数

Matrix是一个3*3的矩阵,其值对应如下:
下面给出具体坐标对应变形的属性

|scaleX, skewX, translateX |
|skewY, scaleY, translateY |
|0 , 0 , scale |

常用方法

  • setTranslate(float dx,float dy):控制Matrix进行位移。
  • setSkew(float kx,float ky):控制Matrix进行倾斜,kx、ky为X、Y方向上的比例。
  • setSkew(float kx,float ky,float px,floatpy):控制Matrix以px、py为轴心进行倾斜,kx、ky为X、Y方向上的倾斜比例。
  • setRotate(float degrees):控制Matrix进行depress角度的旋转,轴心为(0,0)。 setRotate(float
  • degrees,float px,float py):控制Matrix进行depress角度的旋转,轴心为(px,py)。
  • setScale(float sx,float sy):设置Matrix进行缩放,sx、sy为X、Y方向上的缩放比例。
  • setScale(float sx,float sy,float px,floatpy):设置Matrix以(px,py)为轴心进行缩放,sx、sy为X、Y方向上的缩放比例。

注意:以上的set方法,均有对应的post和pre方法, Matrix调用一系列set,pre,post方法时,可视为将这些方法插入到一个队列. 当然,按照队列中从头至尾的顺序调用执行.其中pre表示在队头插入一个方法, post表示在队尾插入一个方法.而set表示把当前队列清空,并且总是位于队列的最中间位置,当执行了一次set后:pre方法总是插入到set前部的队列的最前面,post方法总是插入到set后部的队列的最后面

抽象的说pre方法是向前”生长”, post方法是向后”生长”,具体拿个例子来说,
比如一个matrix调用了下列一系列的方法:

matrix.preScale(0.5f, 1); matrix.preTranslate(10, 0);
matrix.postScale(0.7f, 1); matrix.postTranslate(15, 0);

则坐标变换经过的4个变换过程依次是:

translate(10, 0) -> scale(0.5f, 1) -> scale(0.7f,1) -> translate(15, 0)

所以对matrix方法的调用顺序是很重要的,不同的顺序往往会产生不同的变换效果。 pre方法的调用顺序和post方法的互不影响,即以下的方法调用和前者在真实坐标变换顺序里是一致的,

matrix.postScale(0.7f, 1);matrix.preScale(0.5f, 1); 
matrix.preTranslate(10, 0);matrix.postTranslate(15, 0);

而matrix的set方法则会对先前的pre和post操作进行刷除,而后再设置它的值,比如下列的方法调用:

matrix.preScale(0.5f, 1); matrix.postTranslate(10, 0);
matrix.setScale(1, 0.6f); matrix.postScale(0.7f, 1);
matrix.preTranslate(15, 0); 

其坐标变换顺序是

translate(15, 0) -> scale(1, 0.6f) -> scale(0.7f, 1).
setScale

重新设置了矩阵的值,之前的两个变换是无效的了,所以最终的显示效果只有三个变换效果。
Canvas里scale,translate, rotate, concat方法都是pre方法,如果要进行更多的变换可以先从canvas获得matrix,变换后再设置回canvas.

示例:
/**
* @author leo
* @date 15-2-26
* 
*  练习使用Matrix对Bitmap进行处理
* 
*/
class MatrixView extends View{

Matrix matrix;
Paint mPaint;
Bitmap bitmap;

public MatrixView(Context context) {
super(context);
//初始化矩阵
matrix = new Matrix();
//矩阵平移, 使用时候和pre postTranslate效果一样
// matrix.setRotate(30); matrix.preRotate(30), matrix.postRorate(30);


/**
* 关于下面两种情况的说明 
* 第一种 :
* matrix.setTranslate(100, 100);
* matrix.postScale(2f, 2f);
* 实现这样的矩阵,post左乘
* [2,0,0]     [1,0,100]      [2,0,200] 
* [0,2,0]  ×  [0,2,100]  =   [0,2,200] 
* [0,0,1]     [0,0,1  ]      [0,0,1  ] 
* 得到的就应该是缩放两倍后,平移到x=200 y=200的位置
* 
* 第二种:
* matrix.setTranslate(100, 100);
* matrix.preScale(2f, 2f);
* 实现这样的矩阵,pre右乘
*  [1,0,100]       [2,0,0]      [2,0,100] 
*  [0,1,100]   ×   [0,2,0]      [0,2,100] 
*  [0,0,1  ]       [0,0,1]      [0,0,1  ] 
* 得到的就应该是缩放两倍后,平移到x=100 y=100的位置
*/

mPaint = new Paint();
Bitmap tmp = BitmapFactory.decodeStream(context.getResources().openRawResource(R.drawable.icon48x48_2));
bitmap = tmp.copy(Config.ARGB_8888, true);
if (tmp != bitmap) {
    tmp.recycle();
}

//垂直影像
/*
final float vertical[] = {
1.0F,  0.0F,  0.0F,
0.0F,  -1.0F, bitmap.getHeight(),
0.0F,  0.0F,  1.0F}; 
final float horat[] = {
-1.0F,  0.0F,  bitmap.getWidth(),
0.0F,  1.0F, 0.0F,
0.0F,  0.0F,  1.0F}; 
matrix.setValues(horat);
*/
}

@Override
protected void dispatchDraw(Canvas canvas) {
    // TODO Auto-generated method stub
    super.dispatchDraw(canvas);
    canvas.drawColor(Color.WHITE);
    canvas.drawBitmap(bitmap, matrix, mPaint);
    //有阴影的
    // canvas.drawBitmap(getReflectedBitmap(bitmap), 0, 0, mPaint);

    // mPaint.setColor(Color.RED);
    // FontMetrics fm = mPaint.getFontMetrics();
    // canvas.drawText("I'm Chinese", 100, 100+(fm.descent - fm.ascent), mPaint);

    // matrix.setTranslate(100, 100);
    // matrix.postScale(2f, 2f);
    // canvas.drawBitmap(bitmap, matrix, mPaint);
    // canvas.drawText("I'm Chinese", 200, 200+(fm.descent - fm.ascent), mPaint);

    //使用set就是清空矩阵队列,如果想要继续上面矩阵变换可以如下:
    // Matrix m = new Matrix();
    // m.setScale(3.f, 3.f);
    // matrix.setConcat(matrix, m);
    // canvas.drawBitmap(bitmap, matrix, mPaint);
}

}
### Android Matrix 类的使用方法和属性介绍 #### 3×3 矩阵结构 在Android图形API中,`Matrix`类提供了一个3×3的矩阵坐标体系。这个矩阵主要用于处理图像的各种几何变换操作,比如旋转、平移以及缩放等[^2]。 #### 常见的操作函数及其功能描述 - **setScale(float sx, float sy)** 设置新的缩放比例因子sx,sy分别代表X轴方向上的拉伸/压缩程度,Y轴同理;当参数小于1表示缩小大于则放大对象尺寸大小不变即保持原样显示[^5]。 ```java Matrix matrix = new Matrix(); matrix.setScale(0.5f, 1f); ``` - **postTranslate(float dx,float dy)** 追加一个沿指定距离dx,dy移动的效果到当前已存在的转换序列之后执行;此过程不会覆盖之前的任何变化而是依次叠加起来形成最终视觉呈现效果. ```java matrix.postTranslate(100, 100); ``` - **mapVectors(float[] dst, float[] src)** 计算源数组中的向量经过变换后的结果并存储于目标数组dst内。注意这里的映射不受到位置偏移的影响只改变方向长度而不涉及具体坐标的变动. ```java float[] src = {1000, 800}; float[] dst = new float[2]; matrix.mapVectors(dst, src); ``` - **mapPoints(float[] dst, float[] src)** 类似于上面提到的方法不过这次是对实际点的位置做同样的线性代数运算从而得出新坐标值存入目的容器之中. ```java matrix.mapPoints(dst, src); ``` 对于`ImageView`组件而言,除了上述通用接口外还特别支持通过调整其`ScaleType`属性配合自定义`Matrix`实例完成更加灵活多样的展示方式尤其是针对那些需要实时响应触摸事件来进行交互式的查看大图场景非常有用处[^4]。
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