android matrix

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。

public class originalMatrix extends View {

Matrix matrix = new Matrix();

Bitmap bitmap = null;

public originalMatrix(Context context) {

super(context);

bitmap = BitmapFactory.decodeResource(getResources(), R.drawable.a);

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

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

matrix.setValues(

new float[] {

cosValue, -sinValue, 100,

sinValue, cosValue, 100,

0, 0, 2 });

}

@Override
public void draw(Canvas canvas) {

super.draw(canvas);

canvas.drawBitmap(bitmap, matrix, 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

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 matrix=new Matrix();

matrix.postRotate(30);

matrix.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

Matrix matrix=new Matrix();

matrix.postTranslate(100,100);

matrix.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。

public class simpleMatrix extends View {
Matrix matrix = new Matrix();
Bitmap bitmap = null;

public simpleMatrix(Context context) {
super(context);

bitmap = BitmapFactory.decodeResource(getResources(), R.drawable.a);
// 100f/width 转换为浮点型，否则可能为0
matrix.setScale(100f / bitmap.getWidth(), 100f / bitmap.getHeight());
// 顺时针旋转30度
matrix.postTranslate(100, 100);

// 以100 100 为中心 倾斜x 轴和Y 轴
matrix.postSkew(0.2f, 0.2f, 100, 100);

}

@Override
public void draw(Canvas canvas) {

super.draw(canvas);

canvas.drawBitmap(bitmap, matrix, 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。

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.

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