Canvas教程(16)——矩阵变换

变换矩阵

之前三节所说的坐标变换的三种方式——平移translate(),缩放scale(),以及旋转rotate()都可以通过transform()做到。

在介绍矩阵变换transform()前,我们来说一说什么是变换矩阵。

变换矩阵

以上是Canvas中transform()方法所对应的变换矩阵。而此方法正是传入图中所示的六个参数,具体为context.transform(a,b,c,d,e,f)

各参数意义对应如下表:

参数 意义
a 水平缩放(1)
b 水平倾斜(0)
c 垂直倾斜(0)
d 垂直缩放(1)
e 水平位移(0)
f 垂直位移(0)

当我们把对应的0或1代入进矩阵,可以发现这是一个单位矩阵(水平和垂直缩放默认值是1,代表缩放1倍,即不缩放)。该方法使用一个新的变化矩阵与当前变换矩阵进行乘法运算,然后得到各种变化的效果。

这里简单说一下,当我们想对一个图形进行变换的时候,只要对变换矩阵相应的参数进行操作,操作之后,对图形的各个定点的坐标分别乘以这个矩阵,就能得到新的定点的坐标。

而Canvas绘图中,就给咱们提供了一个函数来改变这个变换矩阵,那就是transform()

矩阵变换transform()

注:以下三个变换的转换结论转自张雯的博客,童鞋们可以戳进去看看详情。

平移变换

平移变换

如上图所示:
x’ = x + dx
y’ = y + dy

也即是说可以使用
context.transform (1,0,0,1,dx,dy)代替context.translate(dx,dy)
也可以使用
context.transform(0,1,1,0,dx,dy)代替。

缩放变换

同理可以使用
context.transform(sx,0,0,sy,0,0)代替context.scale(sx, sy);

也可以使用context.transform(0,sy,sx,0,0,0);

旋转变换

旋转变换

如上图图所示:

B点是通过A点逆时针旋转θ得到,
x = r * cosa
y = r * sina


x’=r*cos(a+θ)=x*cosθ-y*sinθ
y’=r*sin(a+θ)=x*sinθ+y*cosθ

也即是


变换矩阵

综上:
context.transform(Math.cos(θ*Math.PI/180),Math.sin(θ*Math.PI/180), -Math.sin(θ*Math.PI/180),Math.cos(θ*Math.PI/180),0,0)可以替代context.rotate(θ)

也可以使用
context.transform(-Math.sin(θ*Math.PI/180),Math.cos(θ*Math.PI/180), Math.cos(θ*Math.PI/180),Math.sin(θ*Math.PI/180),0,0)替代。


以上结论引自张雯的博客,很好的说明了矩阵变换的过程,但是结论过于复杂,建议使用transform()的时候,可以在如下几个情况下使用:

  1. 使用context.transform (1,0,0,1,dx,dy)代替context.translate(dx,dy)
  2. 使用context.transform(sx,0,0,sy,0,0)代替context.scale(sx, sy)
  3. 使用context.transform(0,b,c,0,0,0)来实现倾斜效果(最实用)。

不用再使用它去实现旋转了,另外也没有也不用全记这些结论,直接记下abcdef六个参数的意义,效果是一样的。

下面我们看一个代码,熟悉一下:

<!DOCTYPE html>
<html lang="zh">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>矩阵变换</title>
    <style>
        body { background: url("./images/bg3.jpg") repeat; }
        #canvas { border: 1px solid #aaaaaa; display: block; margin: 50px auto; }
    </style>
</head>
<body>
<div id="canvas-warp">
    <canvas id="canvas">
        你的浏览器居然不支持Canvas?!赶快换一个吧!!
    </canvas>
</div>

<script>
    window.onload = function(){
        var canvas = document.getElementById("canvas");
        canvas.width = 800;
        canvas.height = 600;
        var context = canvas.getContext("2d");
        context.fillStyle = "#FFF";
        context.fillRect(0,0,800,600);

        context.fillStyle = "yellow";
        context.strokeStyle = "#00AAAA";
        context.lineWidth = 5;

        context.save();
        //平移至(300,200)
        context.transform(1,0,0,1,300,200);
        //水平方向放大2倍,垂直方向放大1.5倍
        context.transform(2,0,0,1.5,0,0);
        //水平方向向右倾斜宽度10%的距离,垂直方向向上倾斜高度10%的距离
        context.transform(1,-0.1,0.1,1,0,0);
        context.fillRect(0,0,200,200);
        context.strokeRect(0,0,200,200);
        context.restore();
    };
</script>
</body>
</html>

演示 16-1

运行结果:

transform

setTransform()方法

transform()方法的行为相对于由 rotate(),scale(), translate(), or transform() 完成的其他变换。例如:如果我们已经将绘图设置为放到两倍,则 transform() 方法会把绘图放大两倍,那么我们的绘图最终将放大四倍。这一点和之前的变换是一样的。

但是setTransform()不会相对于其他变换来发生行为。它的参数也是六个,context.setTransform(a,b,c,d,e,f),与transform()一样。

这里我们通过一个例子来说明:
绘制一个矩形,通过 setTransform() 重置并创建新的变换矩阵,再次绘制矩形,重置并创建新的变换矩阵,然后再次绘制矩形。

<!DOCTYPE html>
<html lang="zh">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>矩阵变换</title>
    <style>
        body { background: url("./images/bg3.jpg") repeat; }
        #canvas { border: 1px solid #aaaaaa; display: block; margin: 50px auto; }
    </style>
</head>
<body>
<div id="canvas-warp">
    <canvas id="canvas">
        你的浏览器居然不支持Canvas?!赶快换一个吧!!
    </canvas>
</div>

<script>
    window.onload = function(){
        var canvas = document.getElementById("canvas");
        canvas.width = 800;
        canvas.height = 600;
        var context = canvas.getContext("2d");
        context.fillStyle = "#FFF";
        context.fillRect(0,0,800,600);

        context.fillStyle="yellow";
        context.fillRect(200,100,250,100)

        context.setTransform(1,0.5,-0.5,1,30,10);
        context.fillStyle="red";
        context.fillRect(200,100,250,100);

        context.setTransform(1,0.5,-0.5,1,30,10);
        context.fillStyle="blue";
        context.fillRect(200,100,250,100);
    };
</script>
</body>
</html>

演示 16-2

运行结果:

setTransform

解释一下过程:每当我们调用 setTransform() 时,它都会重置前一个变换矩阵然后构建新的矩阵,因此在下面的例子中,不会显示红色矩形,因为它在蓝色矩形下面。

这一节的内容有些难和多,但是除了倾斜其他并不实用,所以童鞋们尽量了解一下就好,能够掌握就更好啦!至此,所有的图形变换我们已经上完了,基本的三大变化——平移变换、旋转变换、缩放变换,以及万能的矩阵变换。大家都以及完全掌握了吗?如果不熟练,要回头多看看,并且多加练习。稍作休息,下一节开始,就是新的航程!我们继续前进!😋


如果您喜欢本书,请使用支付宝扫描下面的二维码捐助作者。

二维码

谢谢您的支持!也欢迎您订阅本书。

如果书中有疏漏或错误之处,敬请您指出,期待您的pull request。如果有任何疑问也可以发送issue。

本人邮箱:airing@ursb.me

本人博客:http://ursb.me

本书地址:http://airingursb.gitbooks.io/canvas

本书github:http://github.com/airingursb/canvas

Canvas--Draw on the Web
最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 194,088评论 5 459
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 81,715评论 2 371
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 141,361评论 0 319
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 52,099评论 1 263
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 60,987评论 4 355
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 46,063评论 1 272
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 36,486评论 3 381
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 35,175评论 0 253
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 39,440评论 1 290
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 34,518评论 2 309
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 36,305评论 1 326
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 32,190评论 3 312
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 37,550评论 3 298
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 28,880评论 0 17
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 30,152评论 1 250
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 41,451评论 2 341
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 40,637评论 2 335

推荐阅读更多精彩内容