AxeSlide软件项目梳理 canvas绘图系列知识点整理

前言

在我的另一篇博文 Canvas坐标系转换中，我们知道了所有的平移缩放旋转操作都会影响到画布坐标系。那在我们对画布进行了一系列操作之后，怎么再知道当前矩阵数据状态呢。

具体代码

首先请看下面的一段代码（下文具体解释代码作用）：

 window.TrackTransform = function () {

     var svg = document.createElementNS("http://www.w3.org/2000/svg", 'svg');

     var xform = svg.createSVGMatrix();

     var savedTransforms = [];

     this.trackTransform=function(ctx) {

         ctx.getTransform = function () { return xform; };

         var save = ctx.save;

         ctx.save = function () {

             savedTransforms.push(xform.translate(0, 0));

             return save.call(ctx);

         };

         var restore = ctx.restore;

         ctx.restore = function () {

             xform = savedTransforms.pop();

             return restore.call(ctx);

         };

         var scale = ctx.scale;

         ctx.scale = function (sx, sy) {

             xform = xform.scaleNonUniform(sx, sy);

             return scale.call(ctx, sx, sy);

         };

         var rotate = ctx.rotate;

         ctx.rotate = function (deg) {

             var radians = deg * Math.PI / 180;

             xform = xform.rotate(deg);

             return rotate.call(ctx, radians);

         };

         var translate = ctx.translate;

         ctx.translate = function (dx, dy) {

             xform = xform.translate(dx, dy);

             return translate.call(ctx, dx, dy);

         };

         var transform = ctx.transform;

         ctx.transform = function (a, b, c, d, e, f) {

             var m2 = svg.createSVGMatrix();

             m2.a = a; m2.b = b; m2.c = c; m2.d = d; m2.e = e; m2.f = f;

             xform = xform.multiply(m2);

             return transform.call(ctx, a, b, c, d, e, f);

         };

         var setTransform = ctx.setTransform;

         ctx.setTransform = function (a, b, c, d, e, f) {

             xform.a = a;

             xform.b = b;

             xform.c = c;

             xform.d = d;

             xform.e = e;

             xform.f = f;

             return setTransform.call(ctx, a, b, c, d, e, f);

         };

         var pt = svg.createSVGPoint();

         //通过原坐标系点x，y求对应当前坐标系的坐标值

         ctx.transformedPoint = function (x, y) {

             pt.x = x; pt.y = y;

             return pt.matrixTransform(xform.inverse());

         }

         var pt2 = svg.createSVGPoint();

         //当前坐标系中的的xy还原到原坐标系坐标值

         ctx.transformedPoint2 = function (x, y) {

             pt2.x = x; pt2.y = y;

             return pt2.matrixTransform(xform);

         }

         var clearRect = ctx.clearRect;

         ctx.clearRect = function (x, y, w, h) {

             ctx.save();

             ctx.setTransform(1, 0, 0, 1, 0, 0);

             clearRect.call(ctx, x, y, w, h);

             ctx.restore();

         }

     }

 }

代码中主要定义了一个类TrackTransform，重写了CanvasRenderingContext2D对象的save，restore，scale，rotate，translate，transform，setTransform，clearRect方法。

TrackTransform类使用

如何使用window.TrackTransform类呢？通过以下两句代码，变量contex的转换方法即进行了重写。

 //初始化矩阵转换; context为 getContext("2d")所得的CanvasRenderingContext2D对象。

 var track = new TrackTransform();

 track.trackTransform(context);

方法详解

具体解释上面各行代码的作用

1 创建矩阵对象xform

 2     var svg = document.createElementNS("http://www.w3.org/2000/svg", 'svg');

 3     var xform = svg.createSVGMatrix();

第2行代码通过createElementNS创建与获取到SVG对象。

第3行代码通过createSVGMatrix()方法创建并返回一个新的2x3的矩阵SVGMatrix矩阵对象赋值到xform。

我们在浏览器中打开开发者工具，到控制台可以输出矩阵看看初始值。

a b c d e f 这6个值就对应了我们在介绍transform方法的那6个参数。这个2x3的矩阵为了方便矩阵运算我们把它扩展为一个3x3的矩阵。

svgMatrix介绍

这里再简单解释下svgMatrix：

svgMatrix的方法和属性如下图（具体可参阅：https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/API/SVGMatrix）

2 save方法

             savedTransforms.push(xform.translate(0, 0));

             return save.call(ctx);

先将xform存储在一个数组savedTransforms中，然后调用原API方法。

3 restore方法

            xform = savedTransforms.pop();

            return restore.call(ctx);

从savedTransforms数组中去除最后一个对象，并将其赋值到变量xform，然后调用原API方法。

4 scale方法

            xform = xform.scaleNonUniform(sx, sy);

            return scale.call(ctx, sx, sy);

维护xform，将其缩放，然后调用原API方法。

5 rotate方法

　　　　　　  var radians = deg * Math.PI / 180;

            xform = xform.rotate(deg);

            return rotate.call(ctx, radians);

将角度转为弧度，维护xform将其进行旋转变换，然后调用原API方法。

6 translate方法

            xform = xform.translate(dx, dy);

            return translate.call(ctx, dx, dy);

维护xform将其进行平移变换，然后调用原API方法。

7 transform方法

            var m2 = svg.createSVGMatrix();

            m2.a = a; m2.b = b; m2.c = c; m2.d = d; m2.e = e; m2.f = f;

            xform = xform.multiply(m2);

            return transform.call(ctx, a, b, c, d, e, f);

首先声明一个新的矩阵m2，m2赋值为要进行变换的6个参数值，然后xform和m2执行矩阵乘法运算，运算结果赋值到xform将其维护。然后调用原API方法。

8 setTransform方法

            xform.a = a;

            xform.b = b;

            xform.c = c;

            xform.d = d;

            xform.e = e;

            xform.f = f;

            return setTransform.call(ctx, a, b, c, d, e, f);

维护xform的值，然后调用原API方法。

9 clearRect方法

            ctx.save();

            ctx.setTransform(1, 0, 0, 1, 0, 0);

            clearRect.call(ctx, x, y, w, h);

            ctx.restore();

首先保存context的当前状态，将画布重置到原始状态（可以理解为坐标系重置到默认坐标系），然后调用原API方法清除画布指定范围内容。清除后调用restore恢复Canvas之前保存的状态。

10 getTeansform方法

ctx.getTransform = function () { return xform; };

接下来介绍的三个方法都是原API没有的。getTeansform直接返回xform，可以看到代表画布矩阵的6个值abcdef。

11 transformedPoint方法

54         var pt = svg.createSVGPoint();

55         //通过原坐标系点x，y求对应当前坐标系的坐标值

56         ctx.transformedPoint = function (x, y) {

57             pt.x = x; pt.y = y;

58             return pt.matrixTransform(xform.inverse());

59         }

通过原坐标系点x，y求对应当前坐标系的坐标值。

createSVGPoint创建的点为（0,0），xform.inverse()是求xform的逆矩阵。MatrixTransform则是通过一种矩阵算法来进行运算得到相应的变形的效果的。矩阵的一些基本算法就不多总结了，以前上课就学过了，网上也有不少讲解。

12 transformedPoint2方法

60         var pt2 = svg.createSVGPoint();

61         //当前坐标系中的的xy还原到原坐标系坐标值

62         ctx.transformedPoint2 = function (x, y) {

63             pt2.x = x; pt2.y = y;

64             return pt2.matrixTransform(xform);

65         }

当前坐标系中的的x，y还原到原坐标系坐标值。

巴特西

获取Canvas当前坐标系矩阵