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仿射变换Transform

仿射变换Transform

作者: Carson_Zhu | 来源:发表于2018-02-07 21:47 被阅读108次

    简介

    • CGAffineTransform
      CGAffineTransformCoreGraphics的结构体,定义在二维空间上完成UIView的平移,旋转,缩放等效果的实现。
    • CATransform3D
      CATransform3DCoreAnimation的结构体,是用来做更复杂的关于CALayer的3D操作。

    CGAffineTransform

    结构体
    struct CGAffineTransform {
      CGFloat a, b, c, d;
      CGFloat tx, 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。


    CGAffineTransformIdentity表示一个原始状态的CGAffineTransform 计算公式:
    矩阵算法公式:
    例子:
    UIView *view = [[UIView alloc] initWithFrame:CGRectMake(100, 100, 100, 100)];
    
    view.transform = CGAffineTransformMake(0.2, 0, 0, 1, 0, 0);
    
    // view的frame从原来的(100, 100, 100, 100)变成了(140, 100, 20, 100)
    // x` = ax + cy + tx = 0.2 * 100 + 0 * 100 + 0 = 20
    // y` = bx + dy + ty = 0 * 100 + 1 * 100 + 0 = 100
    

    总结

    • x按照a值进行了比例缩放,y按照d的值进行比列缩放,最重要的是缩放的过程中view的中心点point是不会改变的。
    • x会跟着c的值进行拉伸(view的宽度是跟着改变),y会跟着b的值进行拉伸(view的高度跟着改变),要注意到的是c和b的值改变不会影响到view的中心点point的改变。
    • x会跟着tx进行x做表平移,y会跟着ty进行平移。这里的中心点point是跟着变换的。
    CGAffineTransform的使用
    • 初始化
      // 保持原始状态初始化
      CGAffineTransform transfrom = CGAffineTransformIdentity;
      // 变换初始化
      CGAffineTransformMake(CGFloat a, CGFloat b, CGFloat c, CGFloat d, CGFloat tx, CGFloat ty);
      
    • 平移
      // 根据本身的transform进行平移
      CGAffineTransformMakeTranslation(CGFloat tx,CGFloat ty)
      // 根据本身的transform后者另外的transform进行平移
      CGAffineTransformTranslate(CGAffineTransform t,CGFloat tx,CGFloat ty)
      
    • 缩放
      // 根据本身的transform进行缩放
      CGAffineTransformMakeScale(CGFloat sx,CGFloat sy)
      // 根据本身的transform后者另外的transform进行缩放
      CGAffineTransformScale(CGAffineTransform t,CGFloat sx,CGFloat sy)
      
    • 旋转
      // 根据本身的transform进行旋转 angle 旋转的角度 
      CGAffineTransformMakeRotation(CGFloat angle)
      // 根据本身的transform后者另外的transform进行旋转
      CGAffineTransformRotate(CGAffineTransform t,CGFloat angle)
      
    • 合并
      // 两个transform合并起来
      CGAffineTransformConcat(CGAffineTransform t1,CGAffineTransform t2)
      
    • 评测
      // 查看是不是默认的transform
      Bool CGAffineTransformIsIdentity(CGAffineTransform t)
      // 比较两个transform是否相等
      BOOl CGAffineTransformEqualToTransform(CGAffineTransform t1,CGAffineTransform t2)               
      
    • 仿射矩阵应用
      // 得到新的中心 CGPoint
      CGPointApplyAffineTransform(CGPoint point,CGAffineTransform t)
      // 得到新的size CGSize
      CGSizeApplyAffineTransform(CGSize size,CGAffineTransform t)
      // 得到新的rect CGRect
      CGRectApplyAffineTransform(CGRect rect,CGAffineTransform t)
      

    CATransform3D

    struct CATransform3D {
        CGFloat m11(x缩放), m12(y切变), m13(旋转), m14();
        CGFloat m21(x切变), m22(y缩放), m23(和m32一起决定x轴的旋转), m24();
        CGFloat m31(和m13一起决定y轴的旋转),m32(和m23一起决定x轴的旋转), m33(z缩放), m34(透视效果,要操作的这个对象要有旋转的角度,否则没有效果。正直/负值都有意义);
        CGFloat m41(x平移), m42(y平移), m43(z平移), m44(初始为1);
    };
    
    CATransform3D的使用
    • 初始化
      CATransform3D transfrom = CATransform3DIdentity;
      
    • 平移
      // 在x轴方向上平移x单位,在y轴方向上平移y单位,在z轴方向上平移z单位
      CATransform3DMakeTranslation (CGFloat tx, CGFloat ty, CGFloat tz)
      //在某个transform3D变换的基础上进行平移变换,t是上一个transform3D,其他参数同上
      CATransform3D CATransform3DTranslate (CATransform3D t, CGFloat tx, CGFloat ty, CGFloat tz);
      
    • 缩放
      //x,y,z分别对应x轴,y轴,z轴的缩放比例
      CATransform3D CATransform3DMakeScale (CGFloat sx, CGFloat sy, CGFloat sz);
      //在一个transform3D变换的基础上进行缩放变换,其他参数同上
      CATransform3D CATransform3DScale (CATransform3D t, CGFloat sx, CGFloat sy, CGFloat sz);
      
    • 旋转
      // 实现以初始位置为基准,在x轴,y轴,z轴方向上逆时针旋转angle弧度(弧度=π/180×角度,M_PI弧度代表180角度),x,y,z三个参数只分是否为0
      CATransform3DMakeRotation (CGFloat angle, CGFloat x, CGFloat y, CGFloat z)
      //在一个transform3D的基础上进行旋转变换,其他参数如上
      CATransform3D CATransform3DRotate (CATransform3D t, CGFloat angle, CGFloat x, CGFloat y, CGFloat z);
      
    • 合并
      // 叠加3D仿射效果
      CATransform3DConcat (CATransform3D a, CATransform3D b)
      

    CATransform3D和CGAffineTransform相互转换

    //将一个CGAffineTransform转化为CATransform3D
    CATransform3D CATransform3DMakeAffineTransform (CGAffineTransform m);
    
    //判断一个CATransform3D是否可以转换为CGAffineTransform
    bool CATransform3DIsAffine (CATransform3D t);
    
    //将CATransform3D转换为CGAffineTransform
    CGAffineTransform CATransform3DGetAffineTransform (CATransform3D t);
    

    景深

    在默认情况下,系统采用正交投影,对于3D形变实际上是看不到3D效果的,在CATransform3D结构体中有一个m34便允许我们将正交投影修改为有近大远小立体效果的透视投影,其中m34 = -1.0/z,这个z为观察者与控件之间的距离。

    m34必须在赋值transform之前设置才会生效
    

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