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Android自定義控件——3D畫廊和圖像矩陣

編輯：關於Android編程

1.3D畫廊的實現

我們知道android系統已經為我們提供好了一個展示圖片的“容器”——Gallery，但是這個Gallery顯示的效果是平面化的，動態效果不強。這裡，我們動手做一個自定義的Gallery組件，實現圖片的3D效果展示，想想應該不錯吧，先看看效果圖：

實現這個3D效果的Gallery該怎麼做呢？首先，分析一下，

1，展示圖片，系統自帶Gallery組件，可以基於這個Gallery組件擴展我們所需要的效果。

2，展示效果需要進行3D成像。

3，展示的圖片下方需要顯示圖片的倒影。

4，展示圖片的倒影需要加上“遮罩”效果。

好了，問題列好了，我們一個個來解決吧！代碼量不多，直接上代碼好了。

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的中心點 */
	private int galleryCenterPoint = 0;
	/** 攝像機對象 */
	private Camera camera;

	public CustomGallery(Context context, AttributeSet attrs) {
		super(context, attrs);
		// 啟動getChildStaticTransformation
		setStaticTransformationsEnabled(true);
		camera = new Camera();
	}

	/**
	 * 當Gallery的寬和高改變時回調此方法，第一次計算gallery的寬和高時，也會調用此方法
	 */
	@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的子圖形的變換效果
	 * 
	 * @param t
	 *            指定當前item的變換效果
	 */
	@Override
	protected boolean getChildStaticTransformation(View child, Transformation t) {
		int viewCenterPoint = getViewCenterPoint(child); // view的中心點
		int rotateAngle = 0; // 旋轉角度，默認為0

		// 如果view的中心點不等於gallery中心，兩邊圖片需要計算旋轉的角度
		if (viewCenterPoint != galleryCenterPoint) {
			// gallery中心點 - view中心點 = 差值
			int diff = galleryCenterPoint - viewCenterPoint;
			// 差值 / 圖片的寬度 = 比值
			float scale = (float) diff / (float) child.getWidth();
			// 比值 * 最大旋轉角度 = 最終view的旋轉角度(最大旋轉角度定為50度)
			rotateAngle = (int) (scale * 50);

			if (Math.abs(rotateAngle) > 50) {// 當最終旋轉角度 》 最大旋轉角度，要改成50或-50
				rotateAngle = rotateAngle > 0 ? 50 : -50;
			}
		}

		// 設置變換效果前，需要把Transformation中的上一個item的變換效果清除
		t.clear();
		t.setTransformationType(Transformation.TYPE_MATRIX); // 設置變換效果的類型為矩陣類型
		startTransformationItem((ImageView) child, rotateAngle, t);
		return true;
	}

	/**
	 * 設置變換的效果
	 * 
	 * @param iv
	 *            gallery的item
	 * @param rotateAngle
	 *            旋轉的角度
	 * @param t
	 *            變換的對象
	 */
	private void startTransformationItem(ImageView iv, int rotateAngle,
			Transformation t) {
		camera.save(); // 保存狀態
		int absRotateAngle = Math.abs(rotateAngle);

		// 1.放大效果（中間的圖片要比兩邊的圖片大）
		camera.translate(0, 0, 100f); // 給攝像機定位
		int zoom = -250 + (absRotateAngle * 2);
		camera.translate(0, 0, zoom);

		// 2.透明度（中間的圖片完全顯示，兩邊有一定的透明度）
		int alpha = (int) (255 - (absRotateAngle * 2.5));
		iv.setAlpha(alpha);

		// 3.旋轉（中間的圖片沒有旋轉角度，只要不在中間的圖片都有旋轉角度）
		camera.rotateY(rotateAngle);

		Matrix matrix = t.getMatrix(); // 變換的矩陣，將變換效果添加到矩陣中
		camera.getMatrix(matrix); // 把matrix矩陣給camera對象，camera對象會把上面添加的效果轉換成矩陣添加到matrix對象中
		matrix.preTranslate(-iv.getWidth() / 2, -iv.getHeight() / 2); // 矩陣前乘
		matrix.postTranslate(iv.getWidth() / 2, iv.getHeight() / 2); // 矩陣後乘

		camera.restore(); // 恢復之前保存的狀態
	}

	/**
	 * 獲取Gallery的中心點
	 * 
	 * @return
	 */
	private int getGalleryCenterPoint() {
		return this.getWidth() / 2;
	}

	/**
	 * 獲取item上view的中心點
	 * 
	 * @param v
	 * @return
	 */
	private int getViewCenterPoint(View v) {
		return v.getWidth() / 2 + v.getLeft(); // 圖片寬度的一半+圖片距離屏幕左邊距
	}

}

代碼中有注釋，大家可以看著注釋理解代碼，我在這裡要是說怎麼考慮的，顯得特別麻煩！這裡還有一個很重要的概念——矩陣，這個我留在下面去講解，往下看吧。

獲取圖片的工具類：

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;
	/** 緩存集合 */
	private static Hashtable> mImageCache //
	= new Hashtable>();

	/**
	 * 根據id返回一個處理後的圖片
	 * 
	 * @param res
	 * @param resID
	 * @return
	 */
	public static Bitmap getImageBitmap(Resources res, int resID) {
		// 先去集合中取當前resID是否已經拿過圖片，如果集合中有，說明已經拿過，直接使用集合中的圖片返回
		SoftReference reference = mImageCache.get(resID);
		if (reference != null) {
			Bitmap bitmap = reference.get();
			if (bitmap != null) {// 從內存中取
				Log.i(TAG, 從內存中取);
				return bitmap;
			}
		}
		// 如果集合中沒有，就調用getInvertImage得到一個圖片，需要向集合中保留一張，最後返回當前圖片
		Log.i(TAG, 重新加載);
		Bitmap invertBitmap = getInvertBitmap(res, resID);
		// 在集合中保存一份，便於下次獲取時直接在集合中獲取
		mImageCache.put(resID, new SoftReference(invertBitmap));
		return invertBitmap;
	}

	/**
	 * 根據圖片的id，獲取到處理之後的圖片
	 * 
	 * @param resID
	 * @return
	 */
	public static Bitmap getInvertBitmap(Resources res, int resID) {
		// 1.獲取原圖
		Bitmap sourceBitmap = BitmapFactory.decodeResource(res, resID);

		// 2.生成倒影圖片
		Matrix m = new Matrix(); // 圖片矩陣
		m.setScale(1.0f, -1.0f); // 讓圖片按照矩陣進行反轉
		Bitmap invertBitmap = Bitmap.createBitmap(sourceBitmap, 0,
				sourceBitmap.getHeight() / 2, sourceBitmap.getWidth(),
				sourceBitmap.getHeight() / 2, m, false);

		// 3.兩張圖片合成一張圖片
		Bitmap resultBitmap = Bitmap.createBitmap(sourceBitmap.getWidth(),
				(int) (sourceBitmap.getHeight() * 1.5 + 5), Config.ARGB_8888);
		Canvas canvas = new Canvas(resultBitmap); // 為合成圖片指定一個畫板
		canvas.drawBitmap(sourceBitmap, 0f, 0f, null); // 將原圖片畫在畫布的上方
		canvas.drawBitmap(invertBitmap, 0f, sourceBitmap.getHeight() + 5, null); // 將倒影圖片畫在畫布的下方

		// 4.添加遮罩效果
		Paint paint = new Paint();
		// 設置遮罩的顏色，這裡使用的是線性梯度
		LinearGradient shader = new LinearGradient(0,
				sourceBitmap.getHeight() + 5, 0, resultBitmap.getHeight(),
				0x70ffffff, 0x00ffffff, TileMode.CLAMP);
		paint.setShader(shader);
		// 設置模式為：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;
	}
}

這個工具類就是獲取整個圖片的，包括實現圖片的倒影和遮罩效果，看注釋！這裡需要講解的是，如果避免OOM，這是一個較復雜的概念，不是一兩句話就能講清楚的，android下加載圖片很容易就處理OOM，當然了，避免OOM的方式有很多，我在這是使用了內存緩存機制來避免了，即使用Java給我們提供好的“軟引用”來解決。接下來，就是怎麼引用這個畫廊組件了。

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 {

	/** 圖片資源數組 */
	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); // 消除鋸齒
			imageView.setImageDrawable(drawable);
			LayoutParams params = new LayoutParams(240, 320);
			imageView.setLayoutParams(params);
			return imageView;
		}
	}
}

===========================================華麗麗的分割線=============================================

2.Android的矩陣基礎

UI開發過程中，我們經常需要對圖片進行處理，常見的如貼圖，復雜一些的還有位置變換、旋轉、濾鏡特效等，下面簡單介紹一下關於圖片處理的一些基本知識和原理。

1 基本概念
對於圖片的處理，最常使用到的數據結構是Bitmap，它包含了一張圖片所有的數據，這些數據數據包括那些內容呢？簡單說來就是由點陣和顏色值組成的，所謂點陣就是一個在概念上是Width * Height的矩陣，每一個元素對應著圖片的一個像素，也就是說，點陣保存著圖片的空間位置信息；而顏色值即ARGB，分別對應透明度、紅、綠、藍這四個通道分量，每個通道用8比特定義，所以一個顏色值就是一個int整型，可以表示256*256*256種顏色值。

Android中我們常用到這麼幾個常量：ARGB_8888、ARGB_4444、RGB_565。這幾個常量其實就是告訴系統如何對圖片的顏色值進行處理，例如ARGB_8888是告訴系統透明度、R、G、B在顏色值中分別用8bit表示，這時顏色值為32bit，這樣的定義能夠表示最多的顏色值，圖片質量也是最好的；ARGB_4444則是每個通道用4bit表示，這樣顏色值只用16bit，節省了空間，但是卻只能表示16*16*16種顏色，也就是說圖片很失去很多彩色信息；RGB_565類型的顏色值同樣是16bit，但是它丟棄了透明度信息，可以表示32*64*32種顏色值。

2 顏色矩陣
顏色矩陣是一個5*4的矩陣，用來對圖片顏色值進行處理。定義顏色矩陣和顏色值如下如下：

進行如下矩陣運算：

結果R為4*1的矩陣，這個矩陣就是新的顏色值，R中每個通道的值分別如下：
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;

這樣看起來或許很抽象，很難理解顏色矩陣和結果R直接的關系，我們假設顏色矩陣值如下所示：

那麼結果為：
R’ = R;
G’ = G;
B’ = B;
A’ = A;
也就是說，新的顏色值跟原先的一樣！再看一個例子，顏色矩陣取值為：

結果為：
R’ = R + 100;
G’ = G + 100;
B’ = B;
A’ = A;
新的顏色值中，紅色通道值和綠色通道值分別增加了100，此時圖片會泛黃(因為R + G = Yellow)。

從上面的幾個例子我們很容易就能明白顏色矩陣中的每個分量(每一列)的意義：
第一行決定紅色，
第二行決定綠色，
第三行決定藍色，
第四行決定了透明度，
第五列是顏色的偏移量。
至此我們應該能理解如何通過顏色矩陣來改變顏色值的各個分量了。

下面是用於Android的一段代碼，用於將圖片處理成泛黃的效果：

 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 坐標變換矩陣
對圖片的操作除了顏色值的處理外，最常用的就是空間坐標的變換了，常見的效果有平移、旋轉、拉伸等，這其實也是通過一個矩陣來完成的。坐標變換矩陣是一個3*3的矩陣，通過與一個類似(X,Y,1)的坐標值的矩陣乘法運算，能夠將這個坐標值轉換成一個新的坐標值，計算過程如下：

結果為：
x’=a*x+b*y+c
y’=d*x+e*y+f
同顏色矩陣一樣，如果坐標變換矩陣如下，則新的坐標值X、Y增加50，也就是說圖片的每一點都平移了(50,50)的距離，即圖片整體平移到了(50,50)坐標處。

如果坐標變換矩陣如下，則所有的X、Y坐標都增大兩倍，也就是說圖片被放大了兩倍，其他縮放效果原理類似。

更復雜一點的還有旋轉效果，一個旋轉變換矩陣如下：

結果為x’ = xcosθ – ysinθ 與 y’ = xsinθ + ycosθ，這個結果的效果是繞原點逆時針旋轉θ度角。

下面是用於Android的一段示例代碼，用於將圖片平移，也就是裁剪的效果，其他效果可以參照對應坐標變換矩陣修改即可：

 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;
    }

下面將介紹幾種常用的變換矩陣：
1.旋轉
border=0

繞原點逆時針旋轉θ度角的變換公式是 x' = xcosθ − ysinθ 與 y' = xsinθ + ycosθ
2. 縮放
border=0

變換後長寬分別放大x'=scale*x;y'=scale*y.
3.切變
border=0

4.反射
border=0
5.正投影

Android的圖像矩陣絕對不止這些，這是一個很復雜的知識，涉及到大學相關數學的課程，能了解大學線性代數裡的矩陣知識，對學習Android下的圖像矩陣有很好的幫助，在這裡限於篇幅，我只做了簡單的基礎講解，基本可以理解，可以使用即可，如果想深入學習一下的話，請查看下方的資料鏈接，去下載我今天上傳到CSDN資源庫裡面的資料。

Android圖像矩陣基礎與詳解資料

源碼請在這裡下載

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