软件项目技术点(2)——Canvas之获取Canvas当前坐标系矩阵

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前言

在个人另外一篇博文 Canvas坐标系转换 中，咱们知道了全部的平移缩放旋转操做都会影响到画布坐标系。那在咱们对画布进行了一系列操做以后，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（下文具体解释代码做用）：  

 1 window.TrackTransform = function () {
 2     var svg = document.createElementNS("http://www.w3.org/2000/svg", 'svg');
 3     var xform = svg.createSVGMatrix();
 4     var savedTransforms = [];
 5     this.trackTransform=function(ctx) {
 6         
 7         ctx.getTransform = function () { return xform; };
 8         
 9         var save = ctx.save;
10         ctx.save = function () {
11             savedTransforms.push(xform.translate(0, 0));
12             return save.call(ctx);
13         };
14         var restore = ctx.restore;
15         ctx.restore = function () {
16             xform = savedTransforms.pop();
17             return restore.call(ctx);
18         };
19         
20         var scale = ctx.scale;
21         ctx.scale = function (sx, sy) {
22             xform = xform.scaleNonUniform(sx, sy);
23             return scale.call(ctx, sx, sy);
24         };
25         var rotate = ctx.rotate;
26         ctx.rotate = function (deg) {
27             
28             var radians = deg * Math.PI / 180;
29             xform = xform.rotate(deg);
30             return rotate.call(ctx, radians);
31         };
32         var translate = ctx.translate;
33         ctx.translate = function (dx, dy) {
34             xform = xform.translate(dx, dy);
35             return translate.call(ctx, dx, dy);
36         };
37         var transform = ctx.transform;
38         ctx.transform = function (a, b, c, d, e, f) {
39             var m2 = svg.createSVGMatrix();
40             m2.a = a; m2.b = b; m2.c = c; m2.d = d; m2.e = e; m2.f = f;
41             xform = xform.multiply(m2);
42             return transform.call(ctx, a, b, c, d, e, f);
43         };
44         var setTransform = ctx.setTransform;
45         ctx.setTransform = function (a, b, c, d, e, f) {
46             xform.a = a;
47             xform.b = b;
48             xform.c = c;
49             xform.d = d;
50             xform.e = e;
51             xform.f = f;
52             return setTransform.call(ctx, a, b, c, d, e, f);
53         };
54         var pt = svg.createSVGPoint();
55         //经过原坐标系点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         }
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         }
66         var clearRect = ctx.clearRect;
67         ctx.clearRect = function (x, y, w, h) {
68             ctx.save();
69             ctx.setTransform(1, 0, 0, 1, 0, 0);
70             clearRect.call(ctx, x, y, w, h);
71             ctx.restore();
72         }
73     }
74 }

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？经过如下两句代码，变量contex的转换方法即进行了重写。

1 //初始化矩阵转换; context为 getContext("2d")所得的对象。
2 var track = new TrackTransform();
3 track.trackTransform(context);CanvasRenderingContext2D

方法详解

具体解释上面各行代码的做用

1 建立矩阵对象xform

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

第2行代码经过createElementNS建立与获取到SVG对象。

第3行代码经过createSVGMatrix()方法建立并返回一个新的2x3的矩阵SVGMatrix矩阵对象赋值到xform。

咱们在浏览器中打开开发者工具，到控制台能够输出矩阵看看初始值。

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

svgMatrix介绍

这里再简单解释下svgMatrix：

svgMatrix的方法和属性以下图（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，而后调用原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，而后调用原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，而后调用原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，而后调用原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，而后调用原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，而后xform和m2执行矩阵乘法运算，运算结果赋值到xform将其维护。而后调用原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，而后调用原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（能够理解为坐标系重置到默认坐标系），而后调用原API方法清除画布指定范围内容。清除后调用restore恢复Canvas以前保存的状态。

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，能够看到表明画布矩阵的6个值abcdef。

11 transformedPoint方法

54         var pt = svg.createSVGPoint();
55         //经过原坐标系点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  }

经过原坐标系点x，y求对应当前坐标系的坐标值。

createSVGPoint建立的点为（0,0），xform.inverse()是求xform的逆矩阵。MatrixTransform则是经过一种矩阵算法来进行运算获得相应的变形的效果的。矩阵的一些基本算法就很少总结了，之前上课就学过了，网上也有很多讲解。

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。