Android自己定义控件——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，可是这个Gallery显示的效果是平面化的，动态效果不强。

这里，我们动手做一个自己定义的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，能够基于这个Gallery组件扩展我们所须要的效果。

2。展示效果须要进行3D成像。

3，展示的图片下方须要显示图片的倒影。

4。展示图片的倒影须要加上“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，默觉得0

		// 假设view的中心点不等于gallery中心，两边图片须要计算旋转的角度
		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 = 终于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) {// 当终于旋转角度 》 最大旋转角度，要改成50或-50
				rotateAngle = rotateAngle > 0 ?
 50 : -50;
			}
		}

		// 设置变换效果前。须要把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（中间的图片全然显示，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。仅仅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，将变换效果加入到矩阵中
		camera.getMatrix(matrix); // 把matrix矩阵给camera对象。camera对象会把上面加入的效果转换成矩阵加入到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
	}

}

       代码中有凝视。大家能够看着凝视理解代码，我在这里要是说怎么考虑的，显得特别麻烦！这里另一个非常重要的概念——矩阵。这个我留在以下去解说。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>>();

	/**
	 * 依据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，假设集合中有，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;
			}
		}
		// 假设集合中没有。就调用getInvertImage得到一个图片，须要向集合中保留一张，最后返回当前图片
		Log.i(TAG, "又一次载入");
		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;
	}

	/**
	 * 依据图片的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); // 让图片依照矩阵进行反转
		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.加入遮罩效果
		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，包含实现图片的倒影和遮罩效果。看凝视。这里须要解说的是，假设避免OOM，这是一个较复杂的概念，不是一两句话就能讲清楚的。android下载入图片非常easy就处理OOM。当然了，避免OOM的方式有非常多，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;
		}
	}
}

===========================================华丽丽的切割线=============================================

2.Android的矩阵基础

UI开发过程中，我们常常须要对图片进行处理。常见的如贴图，复杂一些的还有位置变换、旋转、滤镜特效等。以下简介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，它包括了一张图片全部的数据，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。每个元素相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，分别相应透明度、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。能够表示256*256*256种颜色值。

       Android中我们经常使用到这么几个常量：ARGB_8888、ARGB_4444、RGB_565。

这几个常量事实上就是告诉系统怎样对图片的颜色值进行处理，比如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。这种定义可以表示最多的颜色值。图片质量也是最好的。ARGB_4444则是每一个通道用4bit表示。这样颜色值仅仅用16bit。节省了空间，可是却仅仅能表示16*16*16种颜色，也就是说图片非常失去非常多彩色信息；RGB_565类型的颜色值相同是16bit，可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例如以下例如以下：

进行例如以下矩阵运算：

结果R为4*1的矩阵，这个矩阵就是新的颜色值，R中每一个通道的值分别例如以下：
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;

这样看起来也许非常抽象，非常难理解颜色矩阵和结果R直接的关系，我们如果颜色矩阵值例如以下所看到的：

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！再看一个样例。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添加了100，此时图片会泛黄(由于R + G = Yellow)。

从上面的几个样例我们非常easy就能明确颜色矩阵中的每一个分量(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怎样通过颜色矩阵来改变颜色值的各个分量了。

以下是用于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，最经常使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，这事实上也是通过一个矩阵来完毕的。

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。可以将这个坐标值转换成一个新的坐标值，计算步骤例如以下：

结果为：
x’=a*x+b*y+c
y’=d*x+e*y+f
同颜色矩阵一样，假设坐标变换矩阵例如以下，则新的坐标值X、Y添加50，也就是说图片的每一点都平移了(50,50)的距离，即图片总体平移到了(50,50)坐标处。

假设坐标变换矩阵例如以下，则全部的X、Y坐标都增大两倍，也就是说图片被放大了两倍，其它缩放效果原理类似。

更复杂一点的还有旋转效果，一个旋转变换矩阵例如以下：

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。

以下是用于Android的一段演示样例代码，用于将图片平移。也就是裁剪的效果。其它效果能够參照相应坐标变换矩阵改动就可以：

 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;
    }

以下将介绍几种经常使用的变换矩阵：
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，这是一个非常复杂的知识。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下的图像矩阵有非常好的帮助，在这里限于篇幅。我仅仅做了简单的基础解说，基本能够理解，能够使用就可以，假设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。

Android图像矩阵基础与具体解释资料

源代码请在这里下载