jungleford如是說
開始做模擬時鐘的bean了,看
dW上Java 2D的那個例子很有意思,比JDK自帶的applet要簡單,因為用到了仿射變換(Affine Transformation),只用簡單得多的運算就可以繪制較高質量的動畫。乘SUN的
JavaDoc中文化之東風,先把java.awt.geom.
AffineTransform的API doc之一部分簡單翻譯一下,只涉及到一點幾何和線性代數的小常識:
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AffineTransform類描述了一種二維仿射變換的功能,它是一種二維坐標到二維坐標之間的線性變換,保持二維圖形的“平直性”(譯注:straightness,即變換后直線還是直線不會打彎,圓弧還是圓弧)和“平行性”(譯注:parallelness,其實是指保二維圖形間的相對位置關系不變,平行線還是平行線,相交直線的交角不變。大二學過的復變,“保形變換/保角變換”都還記得吧,數學就是王道啊!)。仿射變換可以通過一系列的原子變換的復合來實現,包括:平移(Translation)、縮放(Scale)、翻轉(Flip)、旋轉(Rotation)和剪切(Shear)。
此類變換可以用一個3×3的矩陣來表示,其最后一行為(0, 0, 1)。該變換矩陣將原坐標(x, y)變換為新坐標(x', y'),這里原坐標和新坐標皆視為最末一行為(1)的三維列向量,原列向量左乘變換矩陣得到新的列向量:
[x'] [m00 m01 m02] [x] [m00*x+m01*y+m02]
[y'] = [m10 m11 m12] [y] = [m10*x+m11*y+m12]
[1 ] [ 0 0 1 ] [1] [ 1 ]
幾種典型的仿射變換:
public static AffineTransform getTranslateInstance(double tx, double ty)
平移變換,將每一點移動到(x+tx, y+ty),變換矩陣為:
[ 1 0 tx ]
[ 0 1 ty ]
[ 0 0 1 ]
(譯注:平移變換是一種“剛體變換”,rigid-body transformation,中學學過的物理,都知道啥叫“剛體”吧,就是不會產生形變的理想物體,平移當然不會改變二維圖形的形狀。同理,下面的“旋轉變換”也是剛體變換,而“縮放”、“錯切”都是會改變圖形形狀的。)
public static AffineTransform getScaleInstance(double sx, double sy)
縮放變換,將每一點的橫坐標放大(縮小)至sx倍,縱坐標放大(縮小)至sy倍,變換矩陣為:
[ sx 0 0 ]
[ 0 sy 0 ]
[ 0 0 1 ]
public static AffineTransform getShearInstance(double shx, double shy)
剪切變換,變換矩陣為:
[ 1 shx 0 ]
[ shy 1 0 ]
[ 0 0 1 ]
相當于一個橫向剪切與一個縱向剪切的復合
[ 1 0 0 ][ 1 shx 0 ]
[ shy 1 0 ][ 0 1 0 ]
[ 0 0 1 ][ 0 0 1 ]
(譯注:“剪切變換”又稱“錯切變換”,指的是類似于四邊形不穩定性那種性質,街邊小商店那種鐵拉門都見過吧?想象一下上面鐵條構成的菱形拉動的過程,那就是“錯切”的過程。)
public static AffineTransform getRotateInstance(double theta)
旋轉變換,目標圖形圍繞原點順時針旋轉theta弧度,變換矩陣為:
[ cos(theta) -sin(theta) 0 ]
[ sin(theta) cos(theta) 0 ]
[ 0 0 1 ]
public static AffineTransform getRotateInstance(double theta, double x, double y)
旋轉變換,目標圖形以(x, y)為軸心順時針旋轉theta弧度,變換矩陣為:
[ cos(theta) -sin(theta) x-x*cos+y*sin]
[ sin(theta) cos(theta) y-x*sin-y*cos ]
[ 0 0 1 ]
相當于兩次平移變換與一次原點旋轉變換的復合:
[1 0 -x][cos(theta) -sin(theta) 0][1 0 x]
[0 1 -y][sin(theta) cos(theta) 0][0 1 y]
[0 0 1 ][ 0 0 1 ][0 0 1]