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    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:
    ===============================================================================

     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]
    posted on 2005-11-29 15:43 jungleford 閱讀(2840) 評論(4)  編輯  收藏 所屬分類: 咖啡屋 - Java 技術研究

    Feedback

    # re: 【翻譯】仿射變換 2006-03-11 15:56 張賢
    您好:
      請問有這方面轉換的JAVA編寫的資料嗎,謝謝提供~~~
    zhangsky78@126.com  回復  更多評論
      

    # re: 【翻譯】仿射變換 2006-03-11 19:12 jungleford
    @張賢
    請參考IBM developerWorks上提供的一個教程:
    http://www-128.ibm.com/developerworks/cn/views/java/tutorials.jsp?cv_doc_id=84926  回復  更多評論
      

    # re: 【翻譯】仿射變換 2006-03-11 22:05 張賢
    謝謝 jungleford 里面也有一些平移,縮放等的算法的嗎?  回復  更多評論
      

    # re: 【翻譯】仿射變換 2006-05-04 19:59 無名
    關于以(x,y)為原點的旋轉變換中,相當于兩次平移變換與一次原點旋轉變換的復合應該是這樣的吧:
    [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]
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