Android自定义控件——3D画廊和图像矩阵
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1.3D画廊的实现
我们知道android系统已经为我们提供好了一个展示图片的“容器”——Gallery，但是这个Gallery显示的效果是平面化的，动态效果不强。这里，我们动手做一个自定义的Gallery组件，实现图片的3D效果展示，想想应该不错吧，先看看效果图：
实现这个3D效果的Gallery该怎么做呢？首先，分析一下，
1，展示图片，系统自带Gallery组件，可以基于这个Gallery组件扩展我们所需要的效果。
2，展示效果需要进行3D成像。
3，展示的图片下方需要显示图片的倒影。
4，展示图片的倒影需要加上“遮罩”效果。
好了，问题列好了，我们一个个来解决吧！代码量不多，直接上代码好了。
package com.example.gallery.view;
import android.content.Context;
import android.graphics.Camera;
import android.graphics.Matrix;
import android.util.AttributeSet;
import android.view.View;
import android.view.animation.Transformation;
import android.widget.Gallery;
import android.widget.ImageView;
@SuppressWarnings("deprecation")
public class CustomGallery extends Gallery {
/** Gallery的中心点 */
private int galleryCenterPoint = 0;
/** 摄像机对象 */
private Camera camera;
public CustomGallery(Context context, AttributeSet attrs) {
super(context, attrs);
// 启动getChildStaticTransformation
setStaticTransformationsEnabled(true);
camera = new Camera();
}
/**
* 当Gallery的宽和高改变时回调此方法，第一次计算gallery的宽和高时，也会调用此方法
*/
@Override
protected void onSizeChanged(int w, int h, int oldw, int oldh) {
// TODO Auto-generated method stub
super.onSizeChanged(w, h, oldw, oldh);
galleryCenterPoint = getGalleryCenterPoint();
}
/**
* 返回gallery的item的子图形的变换效果
*
* @param t
* 指定当前item的变换效果
*/
@Override
protected boolean getChildStaticTransformation(View child, Transformation t) {
int viewCenterPoint = getViewCenterPoint(child); // view的中心点
int rotateAngle = 0; // 旋转角度，默认为0
// 如果view的中心点不等于gallery中心，两边图片需要计算旋转的角度
if (viewCenterPoint != galleryCenterPoint) {
// gallery中心点 - view中心点 = 差值
int diff = galleryCenterPoint - viewCenterPoint;
// 差值 / 图片的宽度 = 比值
float scale = (float) diff / (float) child.getWidth();
// 比值 * 最大旋转角度 = 最终view的旋转角度(最大旋转角度定为50度)
rotateAngle = (int) (scale * 50);
if (Math.abs(rotateAngle) > 50) {// 当最终旋转角度 》 最大旋转角度，要改成50或-50
rotateAngle = rotateAngle > 0 ? 50 : -50;
}
}
// 设置变换效果前，需要把Transformation中的上一个item的变换效果清除
t.clear();
t.setTransformationType(Transformation.TYPE_MATRIX); // 设置变换效果的类型为矩阵类型
startTransformationItem((ImageView) child, rotateAngle, t);
return true;
}
/**
* 设置变换的效果
*
* @param iv
* gallery的item
* @param rotateAngle
* 旋转的角度
* @param t
* 变换的对象
*/
private void startTransformationItem(ImageView iv, int rotateAngle,
Transformation t) {
camera.save(); // 保存状态
int absRotateAngle = Math.abs(rotateAngle);
// 1.放大效果（中间的图片要比两边的图片大）
camera.translate(0, 0, 100f); // 给摄像机定位
int zoom = -250 + (absRotateAngle * 2);
camera.translate(0, 0, zoom);
// 2.透明度（中间的图片完全显示，两边有一定的透明度）
int alpha = (int) (255 - (absRotateAngle * 2.5));
iv.setAlpha(alpha);
// 3.旋转（中间的图片没有旋转角度，只要不在中间的图片都有旋转角度）
camera.rotateY(rotateAngle);
Matrix matrix = t.getMatrix(); // 变换的矩阵，将变换效果添加到矩阵中
camera.getMatrix(matrix); // 把matrix矩阵给camera对象，camera对象会把上面添加的效果转换成矩阵添加到matrix对象中
matrix.preTranslate(-iv.getWidth() / 2, -iv.getHeight() / 2); // 矩阵前乘
matrix.postTranslate(iv.getWidth() / 2, iv.getHeight() / 2); // 矩阵后乘
camera.restore(); // 恢复之前保存的状态
}
/**
* 获取Gallery的中心点
*
* @return
*/
private int getGalleryCenterPoint() {
return this.getWidth() / 2;
}
/**
* 获取item上view的中心点
*
* @param v
* @return
*/
private int getViewCenterPoint(View v) {
return v.getWidth() / 2 + v.getLeft(); // 图片宽度的一半+图片距离屏幕左边距
}
} 代码中有注释，大家可以看着注释理解代码，我在这里要是说怎么考虑的，显得特别麻烦！这里还有一个很重要的概念——矩阵，这个我留在下面去讲解，往下看吧。
获取图片的工具类：
package com.example.gallery.view;
import java.lang.ref.SoftReference;
import java.util.Hashtable;
import android.content.res.Resources;
import android.graphics.Bitmap;
import android.graphics.Bitmap.Config;
import android.graphics.PorterDuff.Mode;
import android.graphics.PorterDuffXfermode;
import android.graphics.Shader.TileMode;
import android.graphics.BitmapFactory;
import android.graphics.Canvas;
import android.graphics.LinearGradient;
import android.graphics.Matrix;
import android.graphics.Paint;
import android.util.Log;
public class ImageUtil {
private static final String TAG = "ImageUtil";
/** 缓存集合 */
private static Hashtable<Integer, SoftReference<Bitmap>> mImageCache //
= new Hashtable<Integer, SoftReference<Bitmap>>();
/**
* 根据id返回一个处理后的图片
*
* @param res
* @param resID
* @return
*/
public static Bitmap getImageBitmap(Resources res, int resID) {
// 先去集合中取当前resID是否已经拿过图片，如果集合中有，说明已经拿过，直接使用集合中的图片返回
SoftReference<Bitmap> reference = mImageCache.get(resID);
if (reference != null) {
Bitmap bitmap = reference.get();
if (bitmap != null) {// 从内存中取
Log.i(TAG, "从内存中取");
return bitmap;
}
}
// 如果集合中没有，就调用getInvertImage得到一个图片，需要向集合中保留一张，最后返回当前图片
Log.i(TAG, "重新加载");
Bitmap invertBitmap = getInvertBitmap(res, resID);
// 在集合中保存一份，便于下次获取时直接在集合中获取
mImageCache.put(resID, new SoftReference<Bitmap>(invertBitmap));
return invertBitmap;
}
/**
* 根据图片的id，获取到处理之后的图片
*
* @param resID
* @return
*/
public static Bitmap getInvertBitmap(Resources res, int resID) {
// 1.获取原图
Bitmap sourceBitmap = BitmapFactory.decodeResource(res, resID);
// 2.生成倒影图片
Matrix m = new Matrix(); // 图片矩阵
m.setScale(1.0f, -1.0f); // 让图片按照矩阵进行反转
Bitmap invertBitmap = Bitmap.createBitmap(sourceBitmap, 0,
sourceBitmap.getHeight() / 2, sourceBitmap.getWidth(),
sourceBitmap.getHeight() / 2, m, false);
// 3.两张图片合成一张图片
Bitmap resultBitmap = Bitmap.createBitmap(sourceBitmap.getWidth(),
(int) (sourceBitmap.getHeight() * 1.5 + 5), Config.ARGB_8888);
Canvas canvas = new Canvas(resultBitmap); // 为合成图片指定一个画板
canvas.drawBitmap(sourceBitmap, 0f, 0f, null); // 将原图片画在画布的上方
canvas.drawBitmap(invertBitmap, 0f, sourceBitmap.getHeight() + 5, null); // 将倒影图片画在画布的下方
// 4.添加遮罩效果
Paint paint = new Paint();
// 设置遮罩的颜色，这里使用的是线性梯度
LinearGradient shader = new LinearGradient(0,
sourceBitmap.getHeight() + 5, 0, resultBitmap.getHeight(),
0x70ffffff, 0x00ffffff, TileMode.CLAMP);
paint.setShader(shader);
// 设置模式为：遮罩，取交集
paint.setXfermode(new PorterDuffXfermode(Mode.DST_IN));
canvas.drawRect(0, sourceBitmap.getHeight() + 5,
sourceBitmap.getWidth(), resultBitmap.getHeight(), paint);
return resultBitmap;
}
} 这个工具类就是获取整个图片的，包括实现图片的倒影和遮罩效果，看注释！这里需要讲解的是，如果避免OOM，这是一个较复杂的概念，不是一两句话就能讲清楚的，android下加载图片很容易就处理OOM，当然了，避免OOM的方式有很多，我在这是使用了内存缓存机制来避免了，即使用Java给我们提供好的“软引用”来解决。接下来，就是怎么引用这个画廊组件了。
<RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="match_parent"
android:background="@android:color/black" >
<com.example.gallery.view.CustomGallery
android:id="@+id/customgallery"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="match_parent" >
</com.example.gallery.view.CustomGallery>
</RelativeLayout>package com.example.gallery;
import com.example.gallery.view.CustomGallery;
import com.example.gallery.view.ImageUtil;
import android.app.Activity;
import android.graphics.Bitmap;
import android.graphics.drawable.BitmapDrawable;
import android.os.Bundle;
import android.view.View;
import android.view.ViewGroup;
import android.widget.BaseAdapter;
import android.widget.Gallery.LayoutParams;
import android.widget.ImageView;
public class MainActivity extends Activity {
/** 图片资源数组 */
private int[] imageResIDs;
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
imageResIDs = new int[]{//
R.drawable.imgres_01, //
R.drawable.imgres_02, //
R.drawable.imgres_03, //
R.drawable.imgres_04, //
R.drawable.imgres_05, //
R.drawable.imgres_06, //
R.drawable.imgres_07, //
R.drawable.imgres_08, //
R.drawable.imgres_01, //
R.drawable.imgres_02, //
R.drawable.imgres_03, //
R.drawable.imgres_04, //
R.drawable.imgres_05, //
R.drawable.imgres_06, //
R.drawable.imgres_07, //
R.drawable.imgres_08 //
};
CustomGallery customGallery = (CustomGallery) findViewById(R.id.customgallery);
ImageAdapter adapter = new ImageAdapter();
customGallery.setAdapter(adapter);
}
public class ImageAdapter extends BaseAdapter {
@Override
public int getCount() {
// TODO Auto-generated method stub
return imageResIDs.length;
}
@Override
public Object getItem(int position) {
// TODO Auto-generated method stub
return imageResIDs[position];
}
@Override
public long getItemId(int position) {
// TODO Auto-generated method stub
return position;
}
@Override
public View getView(int position, View convertView, ViewGroup parent) {
// TODO Auto-generated method stub
ImageView imageView;
if (convertView != null) {
imageView = (ImageView) convertView;
} else {
imageView = new ImageView(MainActivity.this);
}
Bitmap bitmap = ImageUtil.getImageBitmap(getResources(),
imageResIDs[position]);
BitmapDrawable drawable = new BitmapDrawable(bitmap);
drawable.setAntiAlias(true); // 消除锯齿
imageView.setImageDrawable(drawable);
LayoutParams params = new LayoutParams(240, 320);
imageView.setLayoutParams(params);
return imageView;
}
}
}
===========================================华丽丽的分割线=============================================
2.Android的矩阵基础
UI开发过程中，我们经常需要对图片进行处理，常见的如贴图，复杂一些的还有位置变换、旋转、滤镜特效等，下面简单介绍一下关于图片处理的一些基本知识和原理。
1 基本概念
对于图片的处理，最常使用到的数据结构是Bitmap，它包含了一张图片所有的数据，这些数据数据包括那些内容呢？简单说来就是由点阵和颜色值组成的，所谓点阵就是一个在概念上是Width * Height的矩阵，每一个元素对应着图片的一个像素，也就是说，点阵保存着图片的空间位置信息；而颜色值即ARGB，分别对应透明度、红、绿、蓝这四个通道分量，每个通道用8比特定义，所以一个颜色值就是一个int整型，可以表示256*256*256种颜色值。
Android中我们常用到这么几个常量：ARGB_8888、ARGB_4444、RGB_565。这几个常量其实就是告诉系统如何对图片的颜色值进行处理，例如ARGB_8888是告诉系统透明度、R、G、B在颜色值中分别用8bit表示，这时颜色值为32bit，这样的定义能够表示最多的颜色值，图片质量也是最好的；ARGB_4444则是每个通道用4bit表示，这样颜色值只用16bit，节省了空间，但是却只能表示16*16*16种颜色，也就是说图片很失去很多彩色信息；RGB_565类型的颜色值同样是16bit，但是它丢弃了透明度信息，可以表示32*64*32种颜色值。
2 颜色矩阵
颜色矩阵是一个5*4的矩阵，用来对图片颜色值进行处理。定义颜色矩阵和颜色值如下如下：
进行如下矩阵运算：
结果R为4*1的矩阵，这个矩阵就是新的颜色值，R中每个通道的值分别如下：
R’ = a*R + b*G + c*B + d*A + e;
G’ = f*R + g*G + h*B + i*A + j;
B’ = k*R + l*G + m*B + n*A + o;
A’ = p*R + q*G + r*B + s*A + t;
这样看起来或许很抽象，很难理解颜色矩阵和结果R直接的关系，我们假设颜色矩阵值如下所示：
那么结果为：
R’ = R;
G’ = G;
B’ = B;
A’ = A;
也就是说，新的颜色值跟原先的一样！再看一个例子，颜色矩阵取值为：
结果为：
R’ = R + 100;
G’ = G + 100;
B’ = B;
A’ = A;
新的颜色值中，红色通道值和绿色通道值分别增加了100，此时图片会泛黄(因为R + G = Yellow)。
从上面的几个例子我们很容易就能明白颜色矩阵中的每个分量(每一列)的意义：
第一行决定红色，
第二行决定绿色，
第三行决定蓝色，
第四行决定了透明度，
第五列是颜色的偏移量。
至此我们应该能理解如何通过颜色矩阵来改变颜色值的各个分量了。
下面是用于Android的一段代码，用于将图片处理成泛黄的效果：
public static Bitmap testBitmap(Bitmap bitmap){
Bitmap output = Bitmap.createBitmap(bitmap.getWidth(),
bitmap.getHeight(), Config.RGB_565);
Canvas canvas = new Canvas(output);
Paint paint = new Paint();
ColorMatrix cm = new ColorMatrix();
float[] array = {1,0,0,0,100,
0,1,0,0,100,
0,0,1,0,0,
0,0,0,1,0};
cm.set(array);
paint.setColorFilter(new ColorMatrixColorFilter(cm));
canvas.drawBitmap(bitmap, 0, 0, paint);
return output;
}3 坐标变换矩阵对图片的操作除了颜色值的处理外，最常用的就是空间坐标的变换了，常见的效果有平移、旋转、拉伸等，这其实也是通过一个矩阵来完成的。坐标变换矩阵是一个3*3的矩阵，通过与一个类似(X,Y,1)的坐标值的矩阵乘法运算，能够将这个坐标值转换成一个新的坐标值，计算过程如下：
结果为：
x’=a*x+b*y+c
y’=d*x+e*y+f
同颜色矩阵一样，如果坐标变换矩阵如下，则新的坐标值X、Y增加50，也就是说图片的每一点都平移了(50,50)的距离，即图片整体平移到了(50,50)坐标处。
如果坐标变换矩阵如下，则所有的X、Y坐标都增大两倍，也就是说图片被放大了两倍，其他缩放效果原理类似。
更复杂一点的还有旋转效果，一个旋转变换矩阵如下：
结果为x’ = xcosθ – ysinθ 与 y’ = xsinθ + ycosθ，这个结果的效果是绕原点逆时针旋转θ度角。
下面是用于Android的一段示例代码，用于将图片平移，也就是裁剪的效果，其他效果可以参照对应坐标变换矩阵修改即可：
public static Bitmap test1Bitmap(Bitmap bitmap){
Bitmap output = Bitmap.createBitmap(bitmap.getWidth(),
bitmap.getHeight(), Config.RGB_565);
Canvas canvas = new Canvas(output);
Paint paint = new Paint();
Matrix cm = new Matrix();
float[] array = {1,0,50,
0,1,50,
0,0,1};
cm.setValues(array);
canvas.drawBitmap(bitmap, cm, paint);
return output;
}
下面将介绍几种常用的变换矩阵：
1.旋转
绕原点逆时针旋转θ度角的变换公式是 x‘ = xcosθ ? ysinθ
与 y‘ = xsinθ + ycosθ
2. 缩放
变换后长宽分别放大x‘=scale*x;y‘=scale*y.
3.切变
4.反射
5.正投影
Android的图像矩阵绝对不止这些，这是一个很复杂的知识，涉及到大学相关数学的课程，能了解大学线性代数里的矩阵知识，对学习Android下的图像矩阵有很好的帮助，在这里限于篇幅，我只做了简单的基础讲解，基本可以理解，可以使用即可，如果想深入学习一下的话，请查看下方的资料链接，去下载我今天上传到CSDN资源库里面的资料。
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