从UIImage的矩阵变换看矩阵运算的原理
来源:互联网 发布:java网站留言板源代码 编辑:程序博客网 时间:2024/06/05 17:13
1.矩阵的基本知识:
struct CGAffineTransform
{
CGFloat a, b, c, d;
CGFloat tx, ty;
};
CGAffineTransform CGAffineTransformMake (CGFloat a,CGFloat b,CGFloat c,CGFloat d,CGFloat tx,CGFloat ty);
为了把二维图形的变化统一在一个坐标系里,引入了齐次坐标的概念,即把一个图形用一个三维矩阵表示,其中第三列总是(0,0,1),用来作为坐标系的标准。所以所有的变化都由前两列完成。
以上参数在矩阵中的表示为:
|a b 0|
|c d 0|
|tx ty 1|
运算原理:原坐标设为(X,Y,1);
|a b 0|
[X,Y, 1] |c d 0| = [aX + cY + tx bX + dY + ty 1] ;
|tx ty 1|
通过矩阵运算后的坐标[aX + cY + tx bX + dY + ty 1],我们对比一下可知:
第一种:设a=d=1, b=c=0.
[aX + cY + tx bX + dY + ty 1] = [X + tx Y + ty 1];
可见,这个时候,坐标是按照向量(tx,ty)进行平移,其实这也就是函数
CGAffineTransform CGAffineMakeTranslation(CGFloat tx,CGFloat ty)的计算原理。
第二种:设b=c=tx=ty=0.
[aX + cY + tx bX + dY + ty 1] = [aX dY 1];
可见,这个时候,坐标X按照a进行缩放,Y按照d进行缩放,a,d就是X,Y的比例系数,其实这也就是函数
CGAffineTransform CGAffineTransformMakeScale(CGFloat sx, CGFloat sy)的计算原理。a对应于sx,d对应于sy。
第三种:设tx=ty=0,a=cosɵ,b=sinɵ,c=-sinɵ,d=cosɵ。
[aX + cY + tx bX + dY + ty 1] = [Xcosɵ - Ysinɵ Xsinɵ + Ycosɵ 1] ;
可见,这个时候,ɵ就是旋转的角度,逆时针为正,顺时针为负。其实这也就是函数
CGAffineTransform CGAffineTransformMakeRotation(CGFloat angle)的计算原理。angle即ɵ的弧度表示。
2.利用上面的变换写一个UIImage矩阵变换的例子:
下面是一个关于image的矩阵运算的例子,无外乎是运用以上三种变换的组合,达到所定义的效果:
//UIImageOrientation的定义,定义了如下几种变换typedef enum { UIImageOrientationUp, // default orientation UIImageOrientationDown, // 180 deg rotation UIImageOrientationLeft, // 90 deg CCW UIImageOrientationRight, // 90 deg CW UIImageOrientationUpMirrored, // as above but image mirrored along other axis. horizontal flip UIImageOrientationDownMirrored, // horizontal flip UIImageOrientationLeftMirrored, // vertical flip UIImageOrientationRightMirrored, // vertical flip} UIImageOrientation;//按照UIImageOrientation的定义,利用矩阵自定义实现对应的变换;-(UIImage *)transformImage:(UIImage *)aImage { CGImageRef imgRef = aImage.CGImage; CGFloat width = CGImageGetWidth(imgRef); CGFloat height = CGImageGetHeight(imgRef); CGAffineTransform transform = CGAffineTransformIdentity; CGRect bounds = CGRectMake(0, 0, width, height); CGFloat scaleRatio = 1; CGFloat boundHeight; UIImageOrientation orient = aImage.imageOrientation; switch(UIImageOrientationLeftMirrored) { case UIImageOrientationUp: transform = CGAffineTransformIdentity; break; case UIImageOrientationUpMirrored: transform = CGAffineTransformMakeTranslation(width, 0.0); transform = CGAffineTransformScale(transform, -1.0, 1.0); break; case UIImageOrientationDown: transform = CGAffineTransformMakeTranslation(width, height); transform = CGAffineTransformRotate(transform, M_PI); break; case UIImageOrientationDownMirrored: transform = CGAffineTransformMakeTranslation(0.0, height); transform = CGAffineTransformScale(transform, 1.0, -1.0); break; case UIImageOrientationLeft: boundHeight = bounds.size.height; bounds.size.height = bounds.size.width; bounds.size.width = boundHeight; transform = CGAffineTransformMakeTranslation(0.0, width); transform = CGAffineTransformRotate(transform, 3.0 * M_PI / 2.0); break; case UIImageOrientationLeftMirrored: boundHeight = bounds.size.height; bounds.size.height = bounds.size.width; bounds.size.width = boundHeight; transform = CGAffineTransformMakeTranslation(height, width); transform = CGAffineTransformScale(transform, -1.0, 1.0); transform = CGAffineTransformRotate(transform, 3.0 * M_PI / 2.0); break; case UIImageOrientationRight: //EXIF = 8 boundHeight = bounds.size.height; bounds.size.height = bounds.size.width; bounds.size.width = boundHeight; transform = CGAffineTransformMakeTranslation(height, 0.0); transform = CGAffineTransformRotate(transform, M_PI / 2.0); break; case UIImageOrientationRightMirrored: boundHeight = bounds.size.height; bounds.size.height = bounds.size.width; bounds.size.width = boundHeight; transform = CGAffineTransformMakeScale(-1.0, 1.0); transform = CGAffineTransformRotate(transform, M_PI / 2.0); break; default: [NSException raise:NSInternalInconsistencyException format:@"Invalid image orientation"]; } UIGraphicsBeginImageContext(bounds.size); CGContextRef context = UIGraphicsGetCurrentContext(); if (orient == UIImageOrientationRight || orient == UIImageOrientationLeft) { CGContextScaleCTM(context, -scaleRatio, scaleRatio); CGContextTranslateCTM(context, -height, 0); } else { CGContextScaleCTM(context, scaleRatio, -scaleRatio); CGContextTranslateCTM(context, 0, -height); } CGContextConcatCTM(context, transform); CGContextDrawImage(UIGraphicsGetCurrentContext(), CGRectMake(0, 0, width, height), imgRef); UIImage *imageCopy = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext(); UIGraphicsEndImageContext(); return imageCopy; }掌握矩阵运算的原理,对视图的矩阵操作便会得心应手,巧妙利用旋转,平移,缩放,组合起来达到你所想要的变换效果!
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