【中软国际】HarmonyOS 用 Matrix 实现各种图片 ScaleType 缩放 原创 精华

发布于 2021-8-12 18:16
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本文将从零开始实现一个图片组件,并展示如何使用 Matrix 实现图片的各种 ScaleType 缩放效果

背景知识:

Matrix 内部通过维护一个 float[9] 的数组来构成 3x3 矩阵的形式,从底层原理来看,所有的变换方法就是更改数组中某个或某几个位置的数值;

Matrix提供了Translate(平移)、Scale(缩放)、Rotate(旋转)、Skew(扭曲)四中变换操作,这四种操作实质上是调用了setValues()方法来设置矩阵数组来达到变换效果。除Translate(平移)外,Scale(缩放)、Rotate(旋转)、Skew(扭曲)都可以围绕一个中心点来进行,如果不指定,在默认情况下是围绕(0, 0)来进行相应的变换的。

Matrix提供的四种操作,每一种都有pre、set、post三种形式。原因是矩阵乘法不满足乘法交换律,因此左乘还是右乘最终的效果都不一样。我们可以把Matrix变换想象成一个队列,队列里面包含了若干个变换操作,队列中每个操作按照先后顺序操作变换目标完成变换,pre相当于向队首增加一个操作,post相当于向队尾增加一个操作,set相当于清空当前队列重新设置。

鸿蒙 Image 组件没有对外公开 setMatrix 接口,如果项目中需要通过 setMatrix 来控制图片显示,可参考本文,自己实现自绘式 Image 组件

创建图片组件

先创建一个组件类 MyImageComponent,因为是从零开始,所以我们从 Component 继承,包含以下三个属性

public class MyImageComponent extends Component implements Component.DrawTask {   
	// 图片资源,从 src 属性读取
    private Element element;
    // 读取 scaleType 属性
    private ScaleType scaleType = ScaleType.fitCenter;
    // 用于实现 scaleType 的 Matrix 
    private final Matrix matrix = new Matrix();
    
    // ...其他构造函数略
    public MyImageComponent(Context context, AttrSet attrSet, int resId) {
        super(context, attrSet, resId);
        init(attrSet);
    }
}

然后执行初始化流程

	// 初始化,包括读取属性,根据 scaleType 设置 matrix,添加绘制方法     
    private void init(AttrSet attrSet) {
        readAttrSet(attrSet);      
        dealScaleType();
        addDrawTask(this);
    }

    // 读取 xml 属性,包括 src 和 scaleType
    private void readAttrSet(AttrSet attrSet) {
        element = attrSet.getAttr("src").get().getElement();
        
        if (attrSet.getAttr("scaleType").isPresent()) {
            String scaleTypeString = attrSet.getAttr("scaleType").get().getStringValue();
            scaleType = Utils.getEnumFromString(ScaleType.class, scaleTypeString, ScaleType.center);
        }
    }

    // 根据 scaleType 属性实现对应的缩放效果
    private void dealScaleType() {
        switch (scaleType) {
            default:
            case fitCenter:
                fitCenter();
                break;
            case center:
                center();
                break;
            case fitXY:
                fitXY();
                break;
            case fitStart:
                fitStart();
                break;
            case fitEnd:
                fitEnd();
                break;
            case centerCrop:
                centerCrop();
                break;
            case centerInside:
                centerInside();
                break;
        }
    }

    private int getDisplayWidth() {
        return getWidth() - getPaddingLeft() - getPaddingRight();
    }
  
    private int getDisplayHeight() {
        return getHeight() - getPaddingLeft() - getPaddingRight();
    }

	private int getElementWidth() {
        return element.getWidth();
    }

    private int getElementHeight() {
        return element.getHeight();
    }

ScaleType 效果展示和对应源码

以下逐个展示各种 ScaleType 效果及其实现代码,为方便对比不同大小的图片的 ScaleType 差异,准备了一大一小两张图片。
【中软国际】HarmonyOS 用 Matrix 实现各种图片 ScaleType 缩放-开源基础软件社区
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用于预览的 xml 布局代码如下

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<DirectionalLayout
    xmlns:ohos="http://schemas.huawei.com/res/ohos"
    xmlns:app="http://schemas.ohos.com/apk/res-auto"
    ohos:height="match_parent"
    ohos:width="match_parent"
    ohos:alignment="center"
    ohos:orientation="vertical">

    <com.bm.mycomponent.MyImageComponent
        ohos:width="200vp"
        ohos:height="200vp"
        ohos:background_element="#4682B4"
        ohos:margin="6vp"
        app:src="$media:big"
        app:scaleType="center"
        />
    <com.bm.mycomponent.MyImageComponent
        ohos:width="200vp"
        ohos:height="200vp"
        ohos:margin="6vp"
        ohos:background_element="#4682B4"
        app:src="$media:small"
        app:scaleType="center"
        />

</DirectionalLayout>

以下是各种 scaleType 的效果和源码

center

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    /**
     * 图片居中显示在组件中,不对图片进行缩放
     */
    private void center() {
        float wTranslate = (getDisplayWidth() - getElementWidth()) * 0.5f;
        float hTranslate = (getDisplayHeight() - getElementHeight()) * 0.5f;

        matrix.postTranslate(wTranslate, hTranslate);
    }

fitCenter

保持图片的宽高比,对图片进行X和Y方向缩放,直到一个方向铺满组件,缩放后的图片居中显示在组件中

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    private void fitCenter() {
        float wPercent = (float)getDisplayWidth() / (float)getElementWidth();
        float hPercent = (float)getDisplayHeight() / (float)getElementHeight();
        float minPercent = Math.min(wPercent, hPercent);

        float targetWidth = minPercent * getElementWidth();
        float targetHeight = minPercent * getElementHeight();

        float wTranslate = (getDisplayWidth() - targetWidth) * 0.5f;
        float hTranslate = (getDisplayHeight() - targetHeight) * 0.5f;

        matrix.setScale(minPercent, minPercent);
        matrix.postTranslate(wTranslate, hTranslate);
    }

fitXY

对X和Y方向独立缩放,直到图片铺满组件。这种方式可能会改变图片原本的宽高比,导致图片拉伸变形。

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    private void fitXY(){
        float wPercent = (float)getDisplayWidth() / (float)getElementWidth();
        float hPercent = (float)getDisplayHeight() / (float)getElementHeight();
        matrix.setScale(wPercent, hPercent);
    }

fitStart

保持图片的宽高比,对图片进行X和Y方向缩放,直到一个方向铺满组件,缩放后的图片与组件左上角对齐进行显示。

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    private void fitStart() {
        float wPercent = (float)getDisplayWidth() / (float)getElementWidth();
        float hPercent = (float)getDisplayHeight() / (float)getElementHeight();
        float minPercent = Math.min(wPercent, hPercent);
        
        matrix.setScale(minPercent, minPercent);
    }

fitEnd

保持图片的宽高比,对图片进行X和Y方向缩放,直到一个方向铺满组件,缩放后的图片与组件右下角对齐进行显示。

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    private void fitEnd() {
        float wPercent = (float)getDisplayWidth() / (float)getElementWidth();
        float hPercent = (float)getDisplayHeight() / (float)getElementHeight();
        float minPercent = Math.min(wPercent, hPercent);

        float targetWidth = minPercent * getElementWidth();
        float targetHeight = minPercent * getElementHeight();
        float wTranslate = getDisplayWidth() - targetWidth;
        float hTranslate = getDisplayHeight() - targetHeight;

        matrix.setScale(minPercent, minPercent);
        matrix.postTranslate(wTranslate, hTranslate);
    }

centerCrop

保持图片的宽高比,等比例对图片进行X和Y方向缩放,直到每个方向都大于等于组件对应的尺寸,缩放后的图片居中显示在组件中,超出部分做裁剪处理。

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    private void centerCrop() {
        float scale;
        float dx;
        float dy;

        if (getElementWidth() * getDisplayHeight() > getDisplayWidth() * getElementHeight()) {
            scale = (float)getDisplayHeight() / (float)getElementHeight();
            dx = (getDisplayWidth() - getElementWidth() * scale) * 0.5f;
            dy = 0f;
        } else {
            scale = (float)getDisplayWidth() / (float)getElementWidth();
            dx = 0f;
            dy = (getDisplayHeight() - getElementHeight() * scale) * 0.5f;
        }

        matrix.setScale(scale, scale);
        matrix.postTranslate(dx + 0.5f, dy + 0.5f);
    }

centerInside

如果图片宽度<= 组件宽度&&图片高度<= 组件高度,不执行缩放,居中显示在组件中。其余情况按 fitCenter 处理。

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    private void centerInside() {
        if (getElementWidth() <= getDisplayWidth() && getElementHeight() <= getElementHeight()){
            float wTranslate = (getDisplayWidth() - getElementWidth()) * 0.5f;
            float hTranslate = (getDisplayHeight() - getElementHeight()) * 0.5f;            
            matrix.setTranslate(wTranslate, hTranslate);
        } else {
            fitCenter();
        }
    }

绘制图片组件

关键是这句 canvas.concat(matrix)

@Override
    public void onDraw(Component component, Canvas canvas) {
        // 以下是关键代码,将 matrix 应用到 canvas
        canvas.concat(matrix);        
        // 将图片绘制到 canvas
        element.drawToCanvas(canvas);
    }

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已于2021-8-12 18:19:11修改
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