Android之Matrix用法

Matrix，中文里叫矩阵，高等数学里有介绍，在图像处理方面，主要是用于平面的缩放、平移、旋转等操作。

首先介绍一下矩阵运算。加法和减法就不用说了，太简单了，对应位相加就好。图像处理，主要用到的是乘法。下面是一个乘法的公式：

 

 

在Android里面，Matrix由9个float值构成，是一个3*3的矩阵。如下图。

没专业工具，画的挺难看。解释一下，上面的sinX和cosX，表示旋转角度的cos值和sin值，注意，旋转角度是按顺时针方向计算的。translateX和translateY表示x和y的平移量。scale是缩放的比例，1是不变，2是表示缩放1/2，这样子。

下面在Android上试试Matrix的效果。

publicclass MyView extends View {

 private Bitmap mBitmap;

 private Matrix mMatrix = new Matrix();

 public MyView(Context context) {

 super(context);

 initialize();

 }

 privatevoid initialize() {

 mBitmap = ((BitmapDrawable)getResources().getDrawable(R.drawable.show)).getBitmap();

 float cosValue = (float) Math.cos(-Math.PI/6);

 float sinValue = (float) Math.sin(-Math.PI/6);

 mMatrix.setValues(

 newfloat[]{

 cosValue, -sinValue, 100,

 sinValue, cosValue, 100,

 0, 0, 2});

 }

 @Overrideprotectedvoid onDraw(Canvas canvas) {

// super.onDraw(canvas); //当然，如果界面上还有其他元素需要绘制，只需要将这句话写上就行了。

 canvas.drawBitmap(mBitmap, mMatrix, null);

 }

}

public class MyView extends View {  
  
    private Bitmap mBitmap;  
  
    private Matrix mMatrix = new Matrix();  
  
    public MyView(Context context) {  
  
        super(context);  
  
        initialize();  
  
    }  
  
    private void initialize() {       
  
        mBitmap = ((BitmapDrawable)getResources().getDrawable(R.drawable.show)).getBitmap();          
  
        float cosValue = (float) Math.cos(-Math.PI/6);  
  
        float sinValue = (float) Math.sin(-Math.PI/6);  
  
        mMatrix.setValues(  
  
                new float[]{  
  
                        cosValue, -sinValue, 100,  
  
                        sinValue, cosValue, 100,  
  
                        0, 0, 2});  
  
    }  
  
    @Override protected void onDraw(Canvas canvas) {  
  
//      super.onDraw(canvas);  //当然，如果界面上还有其他元素需要绘制，只需要将这句话写上就行了。  
  
        canvas.drawBitmap(mBitmap, mMatrix, null);  
  
    }  
  
}  

运行结果如下：

以左上角为顶点，缩放一半，逆时针旋转30度，然后沿x轴和y轴分别平移50个像素，代码 里面写的是100，为什么是平移50呢，因为缩放了一半。

大家可以自己设置一下Matrix的值，或者尝试一下两个Matrix相乘，得到的值设置进去，这样才能对Matrix更加熟练。

这里讲的直接赋值的方式也许有点不好理解，不过还好，andrid提供了对矩阵的更方便的方法

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Android里面提供了对Matrix操作的一系

列方便的接口。

Matrix的操作，总共分为translate（平移），rotate（旋转），scale（缩放）和skew（倾斜）四种，每一种变换在

Android的API里都提供了set, post和pre三种操作方式,除了translate，其他三种操作都可以指定中心点。

set是直接设置Matrix的值，每次set一次，整个Matrix的数组都会变掉。

post是后乘，当前的矩阵乘以参数给出的矩阵。可以连续多次使用post，来完成所需的整个变换。例如，要将一个图片旋
转30度，然后平移到(100,100)的地方，那么可以这样做:

Matrix m = new Matrix();

m.postRotate(30);

m.postTranslate(100, 100);

Matrix m = new Matrix();  
  
m.postRotate(30);  
  
m.postTranslate(100, 100); 

 

这样就达到了想要的效果。

pre是前乘，参数给出的矩阵乘以当前的矩阵。所以操作是在当前矩阵的最前面发生的。例如上面的例子，如果用pre的话

，就要这样:

Matrix m = new Matrix();

m.setTranslate(100, 100);

m.preRotate(30);

Matrix m = new Matrix();  
  
m.setTranslate(100, 100);  
  
m.preRotate(30);  

 

旋转、缩放和倾斜都可以围绕一个中心点来进行，如果不指定，默认情况下，是围绕(0,0)点来进行。

 

下面给出一个例子。

package chroya.demo.graphics;

import android.content.Context;
import android.graphics.Bitmap;
import android.graphics.Canvas;
import android.graphics.Matrix;
import android.graphics.Rect;
import android.graphics.drawable.BitmapDrawable;
import android.util.DisplayMetrics;
import android.view.MotionEvent;
import android.view.View;

publicclass MyView extends View {

 private Bitmap mBitmap;
 private Matrix mMatrix = new Matrix();

 public MyView(Context context) {
 super(context);
 initialize();
 }

 privatevoid initialize() {

 Bitmap bmp = ((BitmapDrawable)getResources().getDrawable(R.drawable.show)).getBitmap();
 mBitmap = bmp;
 /*首先，将缩放为100*100。这里scale的参数是比例。有一点要注意，如果直接用100/
bmp.getWidth()的话，会得到0，因为是整型相除，所以必须其中有一个是float型的，直接用100f就好。*/
 mMatrix.setScale(100f/bmp.getWidth(), 100f/bmp.getHeight());
 //平移到（100，100）处
 mMatrix.postTranslate(100, 100);
 //倾斜x和y轴，以（100，100）为中心。
 mMatrix.postSkew(0.2f, 0.2f, 100, 100);
 }

 @Overrideprotectedvoid onDraw(Canvas canvas) {
// super.onDraw(canvas); //如果界面上还有其他元素需要绘制，只需要将这句话写上就行了。

 canvas.drawBitmap(mBitmap, mMatrix, null);
 }
}

package chroya.demo.graphics;  
  
import android.content.Context;  
import android.graphics.Bitmap;  
import android.graphics.Canvas;  
import android.graphics.Matrix;  
import android.graphics.Rect;  
import android.graphics.drawable.BitmapDrawable;  
import android.util.DisplayMetrics;  
import android.view.MotionEvent;  
import android.view.View;  
  
public class MyView extends View {  
      
    private Bitmap mBitmap;  
    private Matrix mMatrix = new Matrix();  
      
    public MyView(Context context) {  
        super(context);  
        initialize();  
    }  
  
    private void initialize() {  
          
        Bitmap bmp = ((BitmapDrawable)getResources().getDrawable(R.drawable.show)).getBitmap();  
        mBitmap = bmp;  
        /*首先，将缩放为100*100。这里scale的参数是比例。有一点要注意，如果直接用100/ 
bmp.getWidth()的话，会得到0，因为是整型相除，所以必须其中有一个是float型的，直接用100f就好。*/  
        mMatrix.setScale(100f/bmp.getWidth(), 100f/bmp.getHeight());  
                //平移到（100，100）处  
        mMatrix.postTranslate(100, 100);  
                //倾斜x和y轴，以（100，100）为中心。  
        mMatrix.postSkew(0.2f, 0.2f, 100, 100);  
    }  
      
    @Override protected void onDraw(Canvas canvas) {  
//      super.onDraw(canvas);  //如果界面上还有其他元素需要绘制，只需要将这句话写上就行了。  
          
        canvas.drawBitmap(mBitmap, mMatrix, null);  
    }  
}  

 

运行效果如下：

红色的x和y表示倾斜的角度，下面是x，上面是y。看到了没，Matrix就这么简单。

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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.

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Matrix的操作

Matrix的操作，总共分为translate（平移），rotate（旋转），scale（缩放）和skew（倾斜）四种，每一种变换在Android的API里都提供了set, post和pre三种操作方式,除了translate，其他三种操作都可以指定中心点。
set是直接设置Matrix的值，每次set一次，整个Matrix的数组都会变掉。
post是后乘，当前的矩阵乘以参数给出的矩阵。可以连续多次使用post，来完成所需的整个变换。例如，要将一个图片旋转30度，然后平移到(100,100)的地方，那么可以这样做。
Matrix m = new Matrix();
m.postRotate(30);
m.postTranslate(100, 100);

Matrix m = new Matrix();
m.postRotate(30); /////(p1)
m.postTranslate(100, 100); ////(p2)

=== (p1) (p2)m

（矩阵从左往右计算。。。）

 

这样就达到了想要的效果。

pre是前乘，参数给出的矩阵乘以当前的矩阵。所以操作是在当前矩阵的最前面发生的。例如上面的例子，如果用pre的话，就要这样:

Matrix m = new Matrix();
m.setTranslate(100, 100); ////p3
m.preRotate(30); ////p4

=== m(p4)（p3）

 

旋转、缩放和倾斜都可以围绕一个中心点来进行，如果不指定，默认情况下，是围绕(0,0)点来进行