安卓入门三十二 Matrix方法详解

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于 2025-01-19 14:00:00 发布

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分类专栏： Android基础文章标签： android java 开发语言

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构造方法

构造方法没有在上面表格中列出。

无参构造

Matrix()

创建一个全新的Matrix，使用格式如下：

Matrix matrix = new Matrix();

通过这种方式创建出来的并不是一个数值全部为空的矩阵，而是一个单位矩阵,如下:

有参构造

Matrix (Matrix src)

这种方法则需要一个已经存在的矩阵作为参数，使用格式如下:

Matrix matrix = new Matrix(src);

创建一个Matrix，并对src深拷贝(理解为新的matrix和src是两个对象，但内部数值相同即可)。

基本方法

基本方法内容比较简单，在此处简要介绍一下。

1.equals

比较两个Matrix的数值是否相同。

2.hashCode

获取Matrix的哈希值。

3.toString

将Matrix转换为字符串: Matrix{[1.0, 0.0, 0.0][0.0, 1.0, 0.0][0.0, 0.0, 1.0]}

4.toShortString

将Matrix转换为短字符串: [1.0, 0.0, 0.0][0.0, 1.0, 0.0][0.0, 0.0, 1.0]

数值操作

数值操作这一组方法可以帮助我们直接控制Matrix里面的数值。

1.set

void set (Matrix src)

没有返回值，有一个参数，作用是将参数Matrix的数值复制到当前Matrix中。如果参数为空，则重置当前Matrix，相当于reset()。

2.reset

void reset ()

重置当前Matrix(将当前Matrix重置为单位矩阵)。

3.setValues

void setValues (float[] values)

setValues的参数是浮点型的一维数组，长度需要大于9，拷贝数组中的前9位数值赋值给当前Matrix。

4.getValues

void getValues (float[] values)

很显然，getValues和setValues是一对方法，参数也是浮点型的一维数组，长度需要大于9，将Matrix中的数值拷贝进参数的前9位中。

数值计算

1.mapPoints

void mapPoints (float[] pts)

void mapPoints (float[] dst, float[] src)

void mapPoints (float[] dst, int dstIndex,float[] src, int srcIndex, int pointCount)

计算一组点基于当前Matrix变换后的位置，(由于是计算点，所以参数中的float数组长度一般都是偶数的,若为奇数，则最后一个数值不参与计算)。

它有三个重载方法:

(1) void mapPoints (float[] pts) 方法仅有一个参数，pts数组作为参数传递原始数值，计算结果仍存放在pts中。

(2) void mapPoints (float[] dst, float[] src) ，src作为参数传递原始数值，计算结果存放在dst中，src不变。

如果原始数据需要保留则一般使用这种方法。

(3) void mapPoints (float[] dst, int dstIndex,float[] src, int srcIndex, int pointCount) 可以指定只计算一部分数值。

2.mapRadius

float mapRadius (float radius)

测量半径，由于圆可能会因为画布变换变成椭圆，所以此处测量的是平均半径。

测量矩形变换后位置。

(1) boolean mapRect (RectF rect) 测量rect并将测量结果放入rect中，返回值是判断矩形经过变换后是否仍为矩形。

(2) boolean mapRect (RectF dst, RectF src) 测量src并将测量结果放入dst中，返回值是判断矩形经过变换后是否仍为矩形,和之前没有什么太大区别，此处就不啰嗦了。

4.mapVectors

测量向量。

void mapVectors (float[] vecs)

void mapVectors (float[] dst, float[] src)

void mapVectors (float[] dst, int dstIndex, float[] src, int srcIndex, int vectorCount)

mapVectors 与 mapPoints 基本上是相同的，可以直接参照上面的mapPoints使用方法。

而两者唯一的区别就是mapVectors不会受到位移的影响，这符合向量的定律，

set、pre 与 post

对于四种基本变换平移(translate)、缩放(scale)、旋转(rotate)、错切(skew) 它们每一种都三种操作方法，分别为设置(set)、前乘(pre) 和后乘 (post)。而它们的基础是Concat，通过先构造出特殊矩阵然后用原始矩阵Concat特殊矩阵，达到变换的结果。

Matrix 相关的重要知识：

1.一开始从Canvas中获取到到Matrix并不是初始矩阵，而是经过偏移后到矩阵，且偏移距离就是距离屏幕左上角的位置。这个可以用于判定View在屏幕上的绝对位置，View可以根据所处位置做出调整。
2.构造Matrix时使用的是矩阵乘法，前乘(pre)与后乘(post)结果差别很大。这个直接参见上一篇章节 Matrix原理即可。
3.受矩阵乘法影响，后面的执行的操作可能会影响到之前的操作。使用时需要注意构造顺序。

特殊方法

这一类方法看似不起眼，但拿来稍微加工一下就可能制作意想不到的效果。

1.setPolyToPoly

Poly全称是Polygon，多边形的意思，了解了意思大致就能知道这个方法是做什么用的了，应该与PS中自由变换中的扭曲有点类似。

动态效果，可以用鼠标拖动拉伸

从参数我们可以了解到setPolyToPoly最多可以支持4个点，这四个点通常为图形的四个角，可以通过这四个角将视图从矩形变换成其他形状。

从上表我们可以观察出一个规律, 随着pointCount数值增大setPolyToPoly的可以操作性也越来越强，可调整点数多了能干的事情自然也多了。

为什么说前面几种情况在实际开发中很少出现?

作为开发人员，写出来的代码出了要让机器”看懂”，没有歧义之外，最重要的还是让人看懂，以方便后期的维护修改，从上边的表格中可以看出，前面的几种种情况都可以有更直观的替代方法，只有四个参数的情况下的特殊形变是没有替代方法的。

测控点选取位置?

测控点可以选择任何你认为方便的位置，只要src与dst一一对应即可。不过为了方便，通常会选择一些特殊的点：图形的四个角，边线的中心点以及图形的中心点等。不过有一点需要注意，测控点选取都应当是不重复的(src与dst均是如此)，如果选取了重复的点会直接导致测量失效，这也意味着，你不允许将一个方形(四个点)映射为三角形(四个点，但其中两个位置重叠)，但可以接近于三角形。。

作用范围?

作用范围当然是设置了Matrix的全部区域，如果你将这个Matrix赋值给了Canvas，它的作用范围就是整个画布，如果你赋值给了Bitmap，它的作用范围就是整张图片。

接下来用示例演示一下，所有示例的src均为图片大小，dst根据手势变化。

pointCount为0

pointCount为0和reset是等价的，而不是保持matrix不变，在最底层的实现中可以看到这样的代码：

if (0 == count) { this->reset(); return true; }

pointCount为1

pointCount为0和translate是等价的

平移的距离是dst - src.

当测控点为1的时候，由于你只有一个点可以控制，所以你只能拖拽着它在2D平面上滑动。

可以拖着这个点滑动图片

pointCount为2

当pointCount为2的时候，可以做缩放、平移和旋转。

pointCount为3

当pointCount为3的时候，可以做缩放、平移、旋转和错切。

pointCount为4

当pointCount为4的时候，你可以将图像拉伸为任意四边形。

上面已经用图例比较详细的展示了不同操控点个数的情况，如果你依旧存在疑问，可以获取代码自己试一下。

点击此处查看setPolyToPoly测试代码

2.setRectToRect

boolean setRectToRect (RectF src,           // 源区域

                RectF dst,                  // 目标区域

                Matrix.ScaleToFit stf)      // 缩放适配模式

简单来说就是将源矩形的内容填充到目标矩形中，然而在大多数的情况下，源矩形和目标矩形的长宽比是不一致的，到底该如何填充呢，这个填充的模式就由第三个参数 stf 来确定。

ScaleToFit 是一个枚举类型，共包含了四种模式:

下面看一下不同宽高比的src与dst在不同模式下是怎样的。

假设灰色部分是dst，橙色部分是src，由于是测试不同宽高比，示例中让dst保持不变，看两种宽高比的src在不同模式下填充的位置。

3.rectStaysRect

判断矩形经过变换后是否仍为矩形，假如Matrix进行了平移、缩放则画布仅仅是位置和大小改变，矩形变换后仍然为矩形，但Matrix进行了非90度倍数的旋转或者错切，则矩形变换后就不再是矩形了，这个很好理解，不过多赘述，顺便说一下，前面的mapRect方法的返回值就是根据rectStaysRect来判断的。

4.setSinCos

设置sinCos值，这个是控制Matrix旋转的，由于Matrix已经封装好了Rotate方法，所以这个并不常用，在此仅作概述。

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