Matrix和Camera配合实现3D效果

一、Camera与Matrix简单介绍

1.Camera

Android中一共有两个Camera,分别为:
android.graphics.Camera
android.hardware.Camera
今天我们要说的是第一个Camera,第二个主要应用在相机开发中。

官方介绍：

A camera instance can be used to compute 3D transformations and generate a matrix that can be applied, for instance, on a Canvas.

一个照相机实例可以被用于计算3D变换，生成一个可以被使用的Matrix矩阵，一个实例，用在画布上。

常用方法：

Camera() 创建一个没有任何转换效果的新的Camera实例
applyToCanvas(Canvas canvas) 根据当前的变换计算出相应的矩阵，然后应用到制定的画布上
getLocationX() 获取Camera的x坐标
getLocationY() 获取Camera的y坐标
getLocationZ() 获取Camera的z坐标
getMatrix(Matrix matrix) 获取转换效果后的Matrix对象
restore() 恢复保存的状态
rotate(float x, float y, float z) 沿X、Y、Z坐标进行旋转
rotateX(float deg)
rotateY(float deg)
rotateZ(float deg)
save() 保存状态
setLocation(float x, float y, float z)
translate(float x, float y, float z)沿X、Y、Z轴进行平移

坐标说明：

Camera坐标系研究 
Camera的坐标系是左手坐标系。当手机平整的放在桌面上，X轴是手机的水平方向，Y轴是手机的竖直方向，Z轴是垂直于手机向里的那个方向。

camera位于坐标点（0,0），也就是视图的左上角；

2.Matrix

它是Android提供的一个矩阵工具类，是一个3x3的矩阵，一般要实现2D的旋转(绕z轴旋转)、缩放、平移、倾斜用这个作用于画布，这四种操作的内部实现过程都是通过matrix.setValues(…)来设置矩阵的值来达到变换的效果。

常用方法

setTranslate(float dx,float dy)：控制Matrix进行平移
setSkew(float kx,float ky,float px,float py)：控制Matrix以px,py为轴心进行倾斜，kx,ky为X,Y方向上的倾斜距离
setRotate(float degress)：控制Matrix进行旋转，degress控制旋转的角度
setRorate(float degress,float px,float py)：设置以px,py为轴心进行旋转，degress控制旋转角度
setScale(float sx,float sy)：设置Matrix进行缩放，sx,sy控制X,Y方向上的缩放比例
setScale(float sx,float sy,float px,float py)：设置Matrix以px,py为轴心进行缩放，sx,sy控制X,Y方向上的缩放比例

API提供了set、post和pre三种操作

post是后乘，当前的矩阵乘以参数给出的矩阵。可以连续多次使用post，来完成所需的整个变换。
pre是前乘，参数给出的矩阵乘以当前的矩阵。所以操作是在当前矩阵的最前面发生的。

二、Camera与Matrix旋转效果配合使用

1.camera.translate(10,50,-180)的意思是把观察物体右移(+x)10，上移(+z)50，向-z轴移180（即让物体接近camera，这样物体将会变大）；

        //原图
        canvas.drawBitmap(bitmap,100,0,paint);
        //分割线
        canvas.drawLine(0,310,getWidth(),313,paint);

        //1.将bitmap右移10，上移50，z轴移-180（正值：表示接近camera 变大   正值：表示远离camera  变小）
        //x:向右表示正     y:向下表示正   z:向里表示正
        matrix.reset();
        camera.save();
        camera.translate(10,50,-180);
        camera.getMatrix(matrix);
        camera.restore();
        canvas.concat(matrix);
        canvas.drawBitmap(bitmap,0,313,paint);

2.图片分别绕x轴，y轴，z轴旋转60度

camera.rotateX(60)的意思是绕X轴顺时针旋转60度。举例来说，如果物体中间线和X轴重合的话，绕X轴顺时针旋转60度就是指物体上半部分向里翻转，下半部分向外翻转；
camera.rotateY(60)的意思是绕Y轴顺时针旋转60度。举例来说，如果物体中间线和Y轴重合的话，绕Y轴顺时针旋转60度就是指物体左半部分向外翻转，右半部分向里翻转；
camera.rotateZ(60)的意思是绕Z轴逆时针旋转60度。举例来说，如果物体中间线和Z轴重合的话，绕Z轴顺时针旋转60度就是物体上半部分向左翻转，下半部分向右翻转。

        //2.将bitmap分别绕x轴，y轴，z轴旋转60
        matrix.reset();
        camera.save();
//        camera.rotateX(60);//绕x轴
//        camera.rotateY(60);//绕y轴
        camera.rotateZ(60);//绕z轴
        camera.getMatrix(matrix);
        camera.restore();

        //先将旋转中心移动到（0,0）点，因为Matrix总是用0,0点作为旋转点，旋转之后将视图放回原来的位置。
        matrix.preTranslate(-getWidth()/2f,-getHeight()/2f);
        matrix.postTranslate(getWidth()/2f,getHeight()/2f);
        canvas.concat(matrix);
        canvas.drawBitmap(bitmap,100,313,paint);

三、代码

1.xml

<RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:app="http://schemas.android.com/apk/res-auto"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent">

    <com.example.dhj.a3dviewdemo.view.CameraView
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="match_parent" />

</RelativeLayout>

2.view

public class CameraView extends View{
    private Matrix matrix;
    private Camera camera;
    private Paint paint;
    private Bitmap bitmap;

    public CameraView(Context context) {
        super(context);
        init();
    }

    public CameraView(Context context, @Nullable AttributeSet attrs) {
        super(context, attrs);
        init();
    }

    private void init() {
        camera=new Camera();
        matrix=new Matrix();
        paint=new Paint(Paint.ANTI_ALIAS_FLAG);//抗锯齿
        paint.setColor(Color.RED);
        setBackgroundColor(Color.parseColor("#3f51b5"));//设置一个背景 便于观察
//        paint.setStyle(Paint.Style.FILL);
        Bitmap srcBitmap= BitmapFactory.decodeResource(getResources(), R.drawable.p5);
        bitmap=resizeBitmap(srcBitmap,533,300);
    }

    @Override
    protected void onDraw(Canvas canvas) {
        super.onDraw(canvas);
        //原图
        canvas.drawBitmap(bitmap,100,0,paint);
        //分割线
        canvas.drawLine(0,310,getWidth(),313,paint);

//        //1.将bitmap右移10，上移50，z轴移-180（正值：表示接近camera 变大   正值：表示远离camera  变小）
//        //x:向右表示正     y:向下表示正   z:向里表示正
//        matrix.reset();
//        camera.save();
//        camera.translate(10,50,-180);
//        camera.getMatrix(matrix);
//        camera.restore();
//        canvas.concat(matrix);
//        canvas.drawBitmap(bitmap,0,313,paint);

        //2.将bitmap分别绕x轴，y轴，z轴旋转60
        matrix.reset();
        camera.save();
//        camera.rotateX(60);//绕x轴
//        camera.rotateY(60);//绕y轴
        camera.rotateZ(60);//绕z轴
        camera.getMatrix(matrix);
        camera.restore();

        //先将旋转中心移动到（0,0）点，因为Matrix总是用0,0点作为旋转点，旋转之后将视图放回原来的位置。
        matrix.preTranslate(-getWidth()/2f,-getHeight()/2f);
        matrix.postTranslate(getWidth()/2f,getHeight()/2f);
        canvas.concat(matrix);
        canvas.drawBitmap(bitmap,100,313,paint);

    }

    /**
     * 使用Matrix将Bitmap压缩到指定大小
     * @param bitmap
     * @param w
     * @param h
     * @return
     */
    public Bitmap resizeBitmap(Bitmap bitmap,int w,int h){
        int width=bitmap.getWidth();
        int height=bitmap.getHeight();
        float scaleW=(float) w/width;
        float scaleH=(float) h/height;
        matrix.postScale(scaleW,scaleH);
        Log.e("333", "w:"+w+"  h:"+h+"  width:"+width+"  height:"+height );
        Bitmap newBitmap=Bitmap.createBitmap(bitmap,0,0,width,height,matrix,true);
        return newBitmap;
    }

}

参考：Android中利用Camera与Matrix实现3D效果详解