matrix小结

Posted 2020-10-10 huyang011

Android Bitmap 常见的几个操作：缩放，裁剪，旋转，偏移

 

通过Matrix原bitmap经过计算后，会重新生成一张bitmap

Bitmap类

public static Bitmap createBitmap(Bitmap source, int x, int y, int width, int height, Matrix m, boolean filter) 

 

matrix里有一个3x3的矩阵，用于图像处理：

 

MSCALE_X MSKEW_X  MTRANS_X

MSKEW_Y  MSCALE_Y MTRANS_Y

MPERSP_0 MPERSP_1 MPERSP_2

 

根据变量名能猜出具体的用途：

缩放X 偏移X 平移X

偏移Y 缩放Y 平移Y

透视0 透视1 透视2

 

matrix的操作有set，pre和post；set能够直接设置矩阵中的数值；pre类似于矩阵左乘；post类似与矩阵中的右乘

 

新建一个Matrix对象， 其中矩阵的形式是3阶单位矩阵。

Matrix matrix = new Matrix();

形式是：

 

Matrix基本原理   复制  安卓自定义View进阶-Matrix原理

Matrix 是一个矩阵，最根本的作用就是坐标转换，下面我们就看看几种常见变换的原理:

我们所用到的变换均属于仿射变换，仿射变换是 线性变换(缩放，旋转，错切) 和 平移变换(平移) 的复合，由于这些概念对于我们作用并不大，此处不过多介绍，有兴趣可自行了解。

基本变换有4种: 平移(translate)、缩放(scale)、旋转(rotate) 和 错切(skew)。

看一下四种变换都是由哪些参数控制的。

从上图可以看到最后三个参数是控制透视的，这三个参数主要在3D效果中运用，通常为(0, 0, 1)，不在本篇讨论范围内，暂不过多叙述，会在之后对文章中详述其作用。

 

这里涉及的矩阵变换大部分的计算都是基于矩阵乘法规则， 参考维基百科-矩阵乘法

1.缩放(Scale)

2.错切(Skew)

3.旋转(Rotate)

4.平移(Translate)

 

Matrix复合原理

其实Matrix的多种复合操作都是使用矩阵乘法实现的，从原理上理解很简单，但是，使用矩阵乘法也有其弱点，后面的操作可能会影响到前面到操作，所以在构造Matrix时顺序很重要。

我们常用的四大变换操作，每一种操作在Matrix均有三类,前乘(pre)，后乘(post)和设置(set)，可以参见文末对Matrix方法表，由于矩阵乘法不满足交换律，所以前乘(pre)，后乘(post)和设置(set)的区别还是很大的。

 

如何理解和使用 pre 和 post ？

不要去管什么先后论，顺序论，就按照最基本的矩阵乘法理解。

那么如何使用？

正确使用方式就是先构造正常的 Matrix 乘法顺序，之后根据情况使用 pre 和 post 来把这个顺序实现。

 

还是用一个最简单的例子理解，假设需要围绕某一点旋转。

可以用这个方法 xxxRotate(angle, pivotX, pivotY) ,由于我们这里需要组合构造一个 Matrix，所以不直接使用这个方法。

首先，有两条基本定理：

• 所有的操作(旋转、平移、缩放、错切)默认都是以坐标原点为基准点的。

• 之前操作的坐标系状态会保留，并且影响到后续状态。

基于这两条基本定理，我们可以推算出要基于某一个点进行旋转需要如下步骤：

1. 先将坐标系原点移动到指定位置，使用平移 T
2. 对坐标系进行旋转，使用旋转 S (围绕原点旋转)
3. 再将坐标系平移回原来位置，使用平移 -T