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。