深入解析HTML5 Canvas控制图形矩阵变换的方法


Posted in HTML / CSS onMarch 24, 2016

在介绍矩阵变换transform()前,我们来说一说什么是变换矩阵。
深入解析HTML5 Canvas控制图形矩阵变换的方法

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。

transform()方法

而Canvas绘图中,就给咱们提供了一个方法来改变这个变换矩阵,那就是transform()。

默认坐标系是以画布最左上角为坐标原点(0,0)。越往右X轴数值越大,越往下Y轴的数值越大。在默认坐标系中,每一个点的坐标都是直接映射到一个CSS像素上。画布上一些特定的操作和属性的设置都使用默认坐标系。然而除了默认坐标系之外,每个画布还有一个还有一个“当前变换距阵”,作为图形状态的一部分。该矩阵定义了画布的当前坐标系。当指定了一个点的坐标后,画布的大部分操作都将该点映射到当前的坐标系中,而不是默认的坐标系。当前变换矩阵是用来指定的坐标转换成为默认坐标系中的等价坐标。坐标的变换还影响了文本和线段的绘制。
 
调用translate()方法只是简单地将坐标原点进行上、下、左、右移动。
rotate()方法会将坐标轴根据指定角度里进行顺时针旋转。
scale()方法实现对x轴或由y轴上的距离进行延长和缩短。传递负值会实现
 
scale以坐标原点做参照点将坐标轴进行翻转。就好像镜子中的镜像。
translate用来将坐标原点移动到画布最左下角,然后scale方法用于实现将y轴进行翻转,这样的就变成了越往上y轴越大。

从数学角度来理解坐标系变换:
translate、rotate和scale方法想象成对坐标轴的变换,就很容易理解了。从代数角度很容易理解坐标变换,就是把变换想像成一个变换后坐标系中的点(x,y),到原来的坐标系统变成了(x`,y`)。
调用 c.translate(dx,dy)。的方法等效如下表达式

复制代码
代码如下:

x` = x+dx; //新系统中的x轴的0,在原系统中就是dx
y` = y+dy;
c.scale(sx,sy);
x` = sx*x;
y` = sy*y;
c.rotate()
x` =x*cos(a)-y*sin(a);
y` = y*cos(a)+x*sin(a);

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:

JavaScript Code复制内容到剪贴板
  1. <!DOCTYPE html>   
  2. <html lang="zh">   
  3. <head>   
  4.     <meta charset="UTF-8">   
  5.     <title>矩阵变换</title>   
  6.     <style>   
  7.         body { background: url("./images/bg3.jpg") repeat; }  
  8.         #canvas { border: 1px solid #aaaaaa; display: block; margin: 50px auto; }   
  9.     </style>   
  10. </head>   
  11. <body>   
  12. <div id="canvas-warp">   
  13.     <canvas id="canvas">   
  14.         你的浏览器居然不支持Canvas?!赶快换一个吧!!   
  15.     </canvas>   
  16. </div>   
  17.   
  18. <script>   
  19.     window.onload = function(){   
  20.         var canvas = document.getElementById("canvas");   
  21.         canvas.width = 800;   
  22.         canvas.height = 600;   
  23.         var context = canvas.getContext("2d");   
  24.         context.fillStyle = "#FFF";   
  25.         context.fillRect(0,0,800,600);   
  26.   
  27.         context.fillStyle = "yellow";   
  28.         context.strokeStyle = "#00AAAA";   
  29.         context.lineWidth = 5;   
  30.   
  31.         context.save();   
  32.         //平移至(300,200)   
  33.         context.transform(1,0,0,1,300,200);   
  34.         //水平方向放大2倍,垂直方向放大1.5倍   
  35.         context.transform(2,0,0,1.5,0,0);   
  36.         //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   
  37.         context.transform(1,-0.1,0.1,1,0,0);   
  38.         context.fillRect(0,0,200,200);   
  39.         context.strokeRect(0,0,200,200);   
  40.         context.restore();   
  41.     };   
  42. </script>   
  43. </body>   
  44. </html>  

运行结果:
深入解析HTML5 Canvas控制图形矩阵变换的方法

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。

JavaScript Code复制内容到剪贴板
  1. <!DOCTYPE html>   
  2. <html lang="zh">   
  3. <head>   
  4.     <meta charset="UTF-8">   
  5.     <title>矩阵变换</title>   
  6.     <style>   
  7.         body { background: url("./images/bg3.jpg") repeat; }  
  8.         #canvas { border: 1px solid #aaaaaa; display: block; margin: 50px auto; }   
  9.     </style>   
  10. </head>   
  11. <body>   
  12. <div id="canvas-warp">   
  13.     <canvas id="canvas">   
  14.         你的浏览器居然不支持Canvas?!赶快换一个吧!!   
  15.     </canvas>   
  16. </div>   
  17.   
  18. <script>   
  19.     window.onload = function(){   
  20.         var canvas = document.getElementById("canvas");   
  21.         canvas.width = 800;   
  22.         canvas.height = 600;   
  23.         var context = canvas.getContext("2d");   
  24.         context.fillStyle = "#FFF";   
  25.         context.fillRect(0,0,800,600);   
  26.   
  27.         context.fillStyle="yellow";   
  28.         context.fillRect(200,100,250,100)   
  29.   
  30.         context.setTransform(1,0.5,-0.5,1,30,10);   
  31.         context.fillStyle="red";   
  32.         context.fillRect(200,100,250,100);   
  33.   
  34.         context.setTransform(1,0.5,-0.5,1,30,10);   
  35.         context.fillStyle="blue";   
  36.         context.fillRect(200,100,250,100);   
  37.     };   
  38. </script>   
  39. </body>   
  40. </html>    

运行结果:
深入解析HTML5 Canvas控制图形矩阵变换的方法

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。

HTML / CSS 相关文章推荐
CSS3悬停效果案例应用
Nov 21 HTML / CSS
简单总结CSS3中视窗单位Viewport的常见用法
Feb 04 HTML / CSS
CSS3的calc()做响应模式布局的实现方法
Sep 06 HTML / CSS
详解css3使用transform出现字体模糊的解决办法
Oct 16 HTML / CSS
HTML5如何实现元素拖拽
Mar 11 HTML / CSS
HTML5+CSS3实现无插件拖拽上传图片(支持预览与批量)
Jan 05 HTML / CSS
html5 利用canvas手写签名并保存的实现方法
Jul 12 HTML / CSS
Html5剪切板功能的实现代码
Jun 29 HTML / CSS
html5-canvas中使用clip抠出一个区域的示例代码
May 25 HTML / CSS
HTML5 canvas画图并保存成图片的jcanvas插件
Jan 17 HTML / CSS
html5 canvas手势解锁源码分享
Jan 07 HTML / CSS
CSS 使用 resize 实现图片拖拽切换预览功能(强大功能)
Aug 23 HTML / CSS
详解如何用HTML5 Canvas API控制图片的缩放变换
Mar 22 #HTML / CSS
实例讲解利用HTML5 Canvas API操作图形旋转的方法
Mar 22 #HTML / CSS
详解通过HTML5 Canvas实现图片的平移及旋转变化的方法
Mar 22 #HTML / CSS
使用HTML5 Canvas绘制圆角矩形及相关的一些应用举例
Mar 22 #HTML / CSS
使用HTML5 Canvas API绘制弧线的教程
Mar 22 #HTML / CSS
HTML5单页面手势滑屏切换原理
Mar 21 #HTML / CSS
详解HTML5 Canvas绘制不规则图形时的非零环绕原则
Mar 21 #HTML / CSS
You might like
Opcache导致php-fpm崩溃nginx返回502
2015/03/02 PHP
PHP getNamespaces()函数讲解
2019/02/03 PHP
jQuery中add实现同时选择两个id对象
2010/10/22 Javascript
js取消单选按钮选中并判断对象是否为空
2013/11/14 Javascript
jquery+easeing实现仿flash的载入动画
2015/03/10 Javascript
每天一篇javascript学习小结(基础知识)
2015/11/10 Javascript
JavaScript中匿名函数的用法及优缺点详解
2016/06/01 Javascript
AngularJS双向绑定和依赖反转实例详解
2017/04/15 Javascript
JS实现数组按升序及降序排列的方法
2017/04/26 Javascript
ajax请求+vue.js渲染+页面加载的示例
2018/02/11 Javascript
Next.js实现react服务器端渲染的方法示例
2019/01/06 Javascript
vue+iview 兼容IE11浏览器的实现方法
2019/01/07 Javascript
基于javascript的拖拽类封装详解
2019/04/19 Javascript
typescript nodejs 依赖注入实现方法代码详解
2019/07/21 NodeJs
layui点击数据表格添加或删除一行的例子
2019/09/12 Javascript
vue2路由方式--嵌套路由实现方法分析
2020/03/06 Javascript
[01:09]DOTA2次级职业联赛 - 99战队宣传片
2014/12/01 DOTA
在Python的Flask框架中构建Web表单的教程
2016/06/04 Python
Python探索之pLSA实现代码
2017/10/25 Python
python生成ppt的方法
2018/06/07 Python
Python实现的对一个数进行因式分解操作示例
2019/06/27 Python
学习和使用python的13个理由
2019/07/30 Python
Python递归调用实现数字累加的代码
2020/02/25 Python
使用Python发现隐藏的wifi
2020/03/04 Python
Python turtle库的画笔控制说明
2020/06/28 Python
中国领先的汽车保养服务平台:途虎养车
2019/10/18 全球购物
触发器(trigger)的功能都有哪些?写出一个触发器的例子
2012/09/17 面试题
介绍一下linux的文件系统
2012/03/20 面试题
村庄绿化方案
2014/05/07 职场文书
2014年四风问题自我剖析材料
2014/09/15 职场文书
大学生翘课检讨书范文
2014/10/06 职场文书
购房协议书范本(无房产证)
2014/10/07 职场文书
2015年公民道德宣传日活动总结
2015/03/23 职场文书
2015年销售人员工作总结
2015/04/07 职场文书
运动会运动员赞词
2015/07/22 职场文书
初二数学教学反思
2016/02/17 职场文书