Android Matrix的代码验证和应用

Matrix介绍 : Android Matrix的用法总结（链接：ttp://blog.csdn.net/jdsjlzx/article/details/52741445）

代码验证

前面讲到的各种图像变换的验证代码如下，一共列出了10种情况。如果要验证其中的某一种情况，只需将相应的代码反注释即可。试验中用到的图片：

尺寸为162 x 251

每种变换的结果，请见代码之后的说明。

package com.pat.testtransformmatrix;
import android.app.Activity;
import android.content.Context;
import android.graphics.Bitmap;
import android.graphics.BitmapFactory;
import android.graphics.Canvas;
import android.graphics.Matrix;
import android.os.Bundle;
import android.util.Log;
import android.view.MotionEvent;
import android.view.View;
import android.view.Window;
import android.view.WindowManager;
import android.view.View.OnTouchListener;
import android.widget.ImageView;public class TestTransformMatrixActivity extends Activity implements OnTouchListener
{private TransformMatrixView view;@Overridepublic void onCreate(Bundle savedInstanceState){super.onCreate(savedInstanceState);requestWindowFeature(Window.FEATURE_NO_TITLE);getWindow().setFlags(WindowManager.LayoutParams.FLAG_FULLSCREEN,WindowManager.LayoutParams.FLAG_FULLSCREEN);view = new TransformMatrixView(this);view.setScaleType(ImageView.ScaleType.MATRIX);view.setOnTouchListener(this);setContentView(view);}class TransformMatrixView extends ImageView{private Bitmap bitmap;private Matrix matrix;public TransformMatrixView(Context context){super(context);bitmap = BitmapFactory.decodeResource(getResources(), R.drawable.sophie);matrix = new Matrix();}@Overrideprotected void onDraw(Canvas canvas){// 画出原图像canvas.drawBitmap(bitmap, 0, 0, null);// 画出变换后的图像canvas.drawBitmap(bitmap, matrix, null);super.onDraw(canvas);}@Overridepublic void setImageMatrix(Matrix matrix){this.matrix.set(matrix);super.setImageMatrix(matrix);}public Bitmap getImageBitmap(){return bitmap;}}public boolean onTouch(View v, MotionEvent e){if(e.getAction() == MotionEvent.ACTION_UP){Matrix matrix = new Matrix();// 输出图像的宽度和高度(162 x 251)Log.e("TestTransformMatrixActivity", "image size: width x height = " +  view.getImageBitmap().getWidth() + " x " + view.getImageBitmap().getHeight());// 1. 平移matrix.postTranslate(view.getImageBitmap().getWidth(), view.getImageBitmap().getHeight());// 在x方向平移view.getImageBitmap().getWidth()，在y轴方向view.getImageBitmap().getHeight()view.setImageMatrix(matrix);// 下面的代码是为了查看matrix中的元素float[] matrixValues = new float[9];matrix.getValues(matrixValues);for(int i = 0; i < 3; ++i){String temp = new String();for(int j = 0; j < 3; ++j){temp += matrixValues[3 * i + j ] + "\t";}Log.e("TestTransformMatrixActivity", temp);}//          // 2. 旋转(围绕图像的中心点)
//          matrix.setRotate(45f, view.getImageBitmap().getWidth() / 2f, view.getImageBitmap().getHeight() / 2f);
//          // 做下面的平移变换，纯粹是为了让变换后的图像和原图像不重叠
//          matrix.postTranslate(view.getImageBitmap().getWidth() * 1.5f, 0f);
//          view.setImageMatrix(matrix);//          // 3. 旋转(围绕坐标原点) + 平移(效果同2)
//          matrix.setRotate(45f);
//          matrix.preTranslate(-1f * view.getImageBitmap().getWidth() / 2f, -1f * view.getImageBitmap().getHeight() / 2f);
//          matrix.postTranslate((float)view.getImageBitmap().getWidth() / 2f, (float)view.getImageBitmap().getHeight() / 2f);
//          // 做下面的平移变换，纯粹是为了让变换后的图像和原图像不重叠
//          matrix.postTranslate((float)view.getImageBitmap().getWidth() * 1.5f, 0f);
//          view.setImageMatrix(matrix);    //          // 4. 缩放
//          matrix.setScale(2f, 2f);
//          // 做下面的平移变换，纯粹是为了让变换后的图像和原图像不重叠
//          matrix.postTranslate(view.getImageBitmap().getWidth(), view.getImageBitmap().getHeight());
//          view.setImageMatrix(matrix);//          // 5. 错切 - 水平
//          matrix.setSkew(0.5f, 0f);
//          // 做下面的平移变换，纯粹是为了让变换后的图像和原图像不重叠
//          matrix.postTranslate(view.getImageBitmap().getWidth(), 0f);
//          view.setImageMatrix(matrix);//          // 6. 错切 - 垂直
//          matrix.setSkew(0f, 0.5f);
//          // 做下面的平移变换，纯粹是为了让变换后的图像和原图像不重叠
//          matrix.postTranslate(0f, view.getImageBitmap().getHeight());
//          view.setImageMatrix(matrix);//          7. 错切 - 水平 + 垂直
//          matrix.setSkew(0.5f, 0.5f);
//          // 做下面的平移变换，纯粹是为了让变换后的图像和原图像不重叠
//          matrix.postTranslate(0f, view.getImageBitmap().getHeight());
//          view.setImageMatrix(matrix);//          // 8. 对称 (水平对称)
//          float matrix_values[] = {1f, 0f, 0f, 0f, -1f, 0f, 0f, 0f, 1f};
//          matrix.setValues(matrix_values);
//          // 做下面的平移变换，纯粹是为了让变换后的图像和原图像不重叠
//          matrix.postTranslate(0f, view.getImageBitmap().getHeight() * 2f);
//          view.setImageMatrix(matrix);//          // 9. 对称 - 垂直
//          float matrix_values[] = {-1f, 0f, 0f, 0f, 1f, 0f, 0f, 0f, 1f};
//          matrix.setValues(matrix_values);
//          // 做下面的平移变换，纯粹是为了让变换后的图像和原图像不重叠
//          matrix.postTranslate(view.getImageBitmap().getWidth() * 2f, 0f);
//          view.setImageMatrix(matrix);//          // 10. 对称(对称轴为直线y = x)
//          float matrix_values[] = {0f, -1f, 0f, -1f, 0f, 0f, 0f, 0f, 1f};
//          matrix.setValues(matrix_values);
//          // 做下面的平移变换，纯粹是为了让变换后的图像和原图像不重叠
//          matrix.postTranslate(view.getImageBitmap().getHeight() + view.getImageBitmap().getWidth(),
//                  view.getImageBitmap().getHeight() + view.getImageBitmap().getWidth());
//          view.setImageMatrix(matrix);view.invalidate();}return true;}
}

下面给出上述代码中，各种变换的具体结果及其对应的相关变换矩阵

平移

输出的结果：

请对照第一部分中的“一、平移变换”所讲的情形，考察上述矩阵的正确性。

旋转(围绕图像的中心点)

输出的结果：

它实际上是
matrix.setRotate(45f,view.getImageBitmap().getWidth() / 2f, view.getImageBitmap().getHeight() / 2f);
matrix.postTranslate(view.getImageBitmap().getWidth()* 1.5f, 0f);
这两条语句综合作用的结果。根据第一部分中“二、旋转变换”里面关于围绕某点旋转的公式，
matrix.setRotate(45f,view.getImageBitmap().getWidth() / 2f, view.getImageBitmap().getHeight() / 2f);
所产生的转换矩阵就是：

而matrix.postTranslate(view.getImageBitmap().getWidth()* 1.5f, 0f);的意思就是在上述矩阵的左边再乘以下面的矩阵：

关于post是左乘这一点，我们在前面的理论部分曾经提及过，后面我们还会专门讨论这个问题。

所以它实际上就是：

出去计算上的精度误差，我们可以看到我们计算出来的结果，和程序直接输出的结果是一致的。

旋转(围绕坐标原点旋转，在加上两次平移，效果同2)

根据第一部分中“二、旋转变换”里面关于围绕某点旋转的解释，不难知道：
matrix.setRotate(45f,view.getImageBitmap().getWidth() / 2f, view.getImageBitmap().getHeight() / 2f);
等价于
matrix.setRotate(45f);
matrix.preTranslate(-1f* view.getImageBitmap().getWidth() / 2f, -1f *view.getImageBitmap().getHeight() / 2f);
matrix.postTranslate((float)view.getImageBitmap().getWidth()/ 2f, (float)view.getImageBitmap().getHeight() / 2f);

其中matrix.setRotate(45f)对应的矩阵是：

matrix.preTranslate(-1f* view.getImageBitmap().getWidth() / 2f, -1f * view.getImageBitmap().getHeight()/ 2f)对应的矩阵是：

由于是preTranslate，是先乘，也就是右乘，即它应该出现在matrix.setRotate(45f)所对应矩阵的右侧。

matrix.postTranslate((float)view.getImageBitmap().getWidth()/ 2f, (float)view.getImageBitmap().getHeight() / 2f)对应的矩阵是：

这次由于是postTranslate，是后乘，也就是左乘，即它应该出现在matrix.setRotate(45f)所对应矩阵的左侧。

所以综合起来，
matrix.setRotate(45f);
matrix.preTranslate(-1f* view.getImageBitmap().getWidth() / 2f, -1f *view.getImageBitmap().getHeight() / 2f);
matrix.postTranslate((float)view.getImageBitmap().getWidth()/ 2f, (float)view.getImageBitmap().getHeight() / 2f);
对应的矩阵就是：

这和下面这个矩阵(围绕图像中心顺时针旋转45度)其实是一样的：

因此，此处变换后的图像和2中变换后的图像时一样的。

缩放变换

程序所输出的两个矩阵分别是：

其中第二个矩阵，其实是下面两个矩阵相乘的结果：

大家可以对照第一部分中的“三、缩放变换”和“一、平移变换”说法，自行验证结果。

错切变换(水平错切)

代码所输出的两个矩阵分别是：

其中，第二个矩阵其实是下面两个矩阵相乘的结果：

大家可以对照第一部分中的“四、错切变换”和“一、平移变换”的相关说法，自行验证结果。

错切变换(垂直错切)

代码所输出的两个矩阵分别是：

其中，第二个矩阵其实是下面两个矩阵相乘的结果：

大家可以对照第一部分中的“四、错切变换”和“一、平移变换”的相关说法，自行验证结果。

错切变换(水平+垂直错切)

代码所输出的两个矩阵分别是：

其中，后者是下面两个矩阵相乘的结果：

大家可以对照第一部分中的“四、错切变换”和“一、平移变换”的相关说法，自行验证结果。

对称变换(水平对称)

代码所输出的两个各矩阵分别是：

其中，后者是下面两个矩阵相乘的结果：

大家可以对照第一部分中的“五、对称变换”和“一、平移变换”的相关说法，自行验证结果。

对称变换(垂直对称)

代码所输出的两个矩阵分别是：

其中，后者是下面两个矩阵相乘的结果：

大家可以对照第一部分中的“五、对称变换”和“一、平移变换”的相关说法，自行验证结果。

对称变换(对称轴为直线)

代码所输出的两个矩阵分别是：

其中，后者是下面两个矩阵相乘的结果：

大家可以对照第一部分中的“五、对称变换”和“一、平移变换”的相关说法，自行验证结果。

关于先乘和后乘的问题
由于矩阵的乘法运算不满足交换律，我们在前面曾经多次提及先乘、后乘的问题，即先乘就是矩阵运算中右乘，后乘就是矩阵运算中的左乘。其实先乘、后乘的概念是针对变换操作的时间先后而言的，左乘、右乘是针对矩阵运算的左右位置而言的。以第一部分“二、旋转变换”中围绕某点旋转的情况为例：

越靠近原图像中像素的矩阵，越先乘，越远离原图像中像素的矩阵，越后乘。事实上，图像处理时，矩阵的运算是从右边往左边方向进行运算的。这就形成了越在右边的矩阵(右乘)，越先运算(先乘)，反之亦然。

当然，在实际中，如果首先指定了一个matrix，比如我们先setRotate()，即指定了上面变换矩阵中，中间的那个矩阵，那么后续的矩阵到底是pre还是post运算，都是相对这个中间矩阵而言的。

所有这些，其实都是很自然的事情。

实际应用

下面我们结合之前的介绍和 Android 手势结合起来，利用各种不同的手势对图像进行平移、缩放和旋转。

1. 在AndroidManifest.xml中增加权限： <uses-permissionandroid:name= "android.permission.VIBRATE" />

2.自定义PatImageView

package com.pat.imageview;import android.app.Service;
import android.content.Context;
import android.graphics.Matrix;
import android.graphics.PointF;
import android.os.Vibrator;
import android.util.FloatMath;
import android.view.GestureDetector;
import android.view.MotionEvent;
import android.view.View;
import android.widget.ImageView;public class PatImageView extends ImageView
{private Matrix matrix;private Matrix savedMatrix;private boolean long_touch = false;private static int NONE = 0;private static int DRAG = 1;    // 拖动private static int ZOOM = 2;  // 缩放private static int ROTA = 3;  // 旋转private int mode = NONE;private PointF startPoint;private PointF middlePoint;private float oldDistance;private float oldAngle;private Vibrator vibrator;private GestureDetector gdetector;public PatImageView(final Context context){super(context);matrix = new Matrix();savedMatrix = new Matrix();matrix.setTranslate(0f, 0f);setScaleType(ScaleType.MATRIX);setImageMatrix(matrix);startPoint = new PointF();middlePoint = new PointF();oldDistance = 1f;gdetector = new GestureDetector(context, new GestureDetector.OnGestureListener(){@Overridepublic boolean onSingleTapUp(MotionEvent e){return true;}@Overridepublic void onShowPress(MotionEvent e){}@Overridepublic boolean onScroll(MotionEvent e1, MotionEvent e2, float distanceX, float distanceY){return true;}@Overridepublic void onLongPress(MotionEvent e){long_touch = true;vibrator = (Vibrator) context.getSystemService(Service.VIBRATOR_SERVICE);// 振动50ms，提示后续的操作将是旋转图片，而非缩放图片vibrator.vibrate(50);}@Overridepublic boolean onFling(MotionEvent e1, MotionEvent e2, float velocityX, float velocityY){return true;}@Overridepublic boolean onDown(MotionEvent e){return true;}});setOnTouchListener(new OnTouchListener(){public boolean onTouch(View view, MotionEvent event){switch(event.getAction() & MotionEvent.ACTION_MASK){case MotionEvent.ACTION_DOWN:          // 第一个手指touchsavedMatrix.set(matrix);startPoint.set(event.getX(), event.getY());mode = DRAG;long_touch = false;break;case MotionEvent.ACTION_POINTER_DOWN:    // 第二个手指toucholdDistance = getDistance(event); // 计算第二个手指touch时，两指之间的距离oldAngle = getDegree(event);        // 计算第二个手指touch时，两指所形成的直线和x轴的角度if(oldDistance > 10f){savedMatrix.set(matrix);middlePoint = midPoint(event);if(!long_touch){mode = ZOOM;}else{mode = ROTA;}}break;case MotionEvent.ACTION_UP:mode = NONE;break;case MotionEvent.ACTION_POINTER_UP:mode = NONE;break;case MotionEvent.ACTION_MOVE:if(vibrator != null)    vibrator.cancel();if(mode == DRAG){matrix.set(savedMatrix);matrix.postTranslate(event.getX() - startPoint.x, event.getY() - startPoint.y);}if(mode == ZOOM){float newDistance = getDistance(event);if(newDistance > 10f){matrix.set(savedMatrix);float scale = newDistance / oldDistance;matrix.postScale(scale, scale, middlePoint.x, middlePoint.y);}}if(mode == ROTA){float newAngle = getDegree(event);matrix.set(savedMatrix);float degrees = newAngle - oldAngle;matrix.postRotate(degrees, middlePoint.x, middlePoint.y);}break;}setImageMatrix(matrix);invalidate();gdetector.onTouchEvent(event);return true;}});}// 计算两个手指之间的距离private float getDistance(MotionEvent event){float x = event.getX(0) - event.getX(1);float y = event.getY(0) - event.getY(1);return FloatMath.sqrt(x * x + y * y);}// 计算两个手指所形成的直线和x轴的角度private float getDegree(MotionEvent event){return (float)(Math.atan((event.getY(1) - event.getY(0)) / (event.getX(1) - event.getX(0))) * 180f);}// 计算两个手指之间，中间点的坐标private PointF midPoint( MotionEvent event){PointF point = new PointF();float x = event.getX(0) + event.getX(1);float y = event.getY(0) + event.getY(1);point.set(x / 2, y / 2);return point;}
}

PatImageViewActivity.java代码如下：

package com.pat.imageview;import android.app.Activity;
import android.graphics.Bitmap;
import android.graphics.BitmapFactory;
import android.os.Bundle;
import android.view.Window;
import android.view.WindowManager;public class PatImageViewActivity extends Activity
{@Overridepublic void onCreate(Bundle savedInstanceState){super.onCreate(savedInstanceState);requestWindowFeature(Window.FEATURE_NO_TITLE);this.getWindow().setFlags(WindowManager.LayoutParams.FLAG_FULLSCREEN, WindowManager.LayoutParams.FLAG_FULLSCREEN);PatImageView piv = new PatImageView(this);Bitmap bmp = BitmapFactory.decodeResource(getResources(), R.drawable.sophie);piv.setImageBitmap(bmp);setContentView(piv);}
}

由于有些手势在模拟器上无法模拟，所以就不上运行结果的图片了。本人在真机上运行后(照片就不拍了，有点累啦)，可以轻松做到：

1. 很方便地拖动图片(比如，单指按住屏幕进行拖动)

2. 很方便地缩放图片(比如，双指按住屏幕进行分开或者并拢操作，可分别实现放大或者缩小图片的功能)

3. 长按出现振动后，可以很方便地旋转图片(一个手指固定，另外一个手指围绕那个固定的手指运动)。

转自：http://blog.csdn.net/pathuang68/article/details/6991988