Android实现对图片放大、平移和旋转的功能

先来看看要实现的效果图

在讲解中，需要大家提前了解一些关于图片绘制的原理的相关知识。

关于实现的流程

1、自定义View

2、获得操作图片的Bitmap

3、复写View的onTouchEvent()方法中的ACTION_DOWN，ACTION_POINTER_DOWN，ACTION_MOVE，ACTION_POINTER_UP以及ACTION_UP事件。

4、定义相应图片变化的Matrix矩阵，通过手势操作的变化来设置相应的Matrix。

5、完成最终的Matrix设置时，通过invalidate()方法重新绘制页面。

那么接下来我们根据以上流程一步一步实现代码。

代码演示

/**
 * 作者：ZhouYou
 * 日期：2016/8/23.
 */
public class TouchImageView extends View {

  // 绘制图片的边框
  private Paint paintEdge;
  // 绘制图片的矩阵
  private Matrix matrix = new Matrix();
  // 手指按下时图片的矩阵
  private Matrix downMatrix = new Matrix();
  // 手指移动时图片的矩阵
  private Matrix moveMatrix = new Matrix();
  // 资源图片的位图
  private Bitmap srcImage;
  // 多点触屏时的中心点
  private PointF midPoint = new PointF();
  // 触控模式
  private int mode;
  private static final int NONE = 0; // 无模式
  private static final int TRANS = 1; // 拖拽模式
  private static final int ZOOM = 2; // 缩放模式
  // 是否超过边界
  private boolean withinBorder;

  public TouchImageView(Context context) {
    this(context, null);
  }

  public TouchImageView(Context context, AttributeSet attrs) {
    this(context, attrs, 0);
  }

  public TouchImageView(Context context, AttributeSet attrs, int defStyleAttr) {
    super(context, attrs, defStyleAttr);
    init();
  }

  private void init() {
    paintEdge = new Paint();
    paintEdge.setColor(Color.BLACK);
    paintEdge.setAlpha(170);
    paintEdge.setAntiAlias(true);
  }

  @Override
  protected void onSizeChanged(int w, int h, int oldw, int oldh) {
    super.onSizeChanged(w, h, oldw, oldh);
    srcImage = BitmapFactory.decodeResource(getResources(), R.mipmap.ic_avatar_1);
  }

  @Override
  protected void onDraw(Canvas canvas) {
    super.onDraw(canvas);
    float[] points = getBitmapPoints(srcImage, matrix);
    float x1 = points[0];
    float y1 = points[1];
    float x2 = points[2];
    float y2 = points[3];
    float x3 = points[4];
    float y3 = points[5];
    float x4 = points[6];
    float y4 = points[7];
    // 画边框
    canvas.drawLine(x1, y1, x2, y2, paintEdge);
    canvas.drawLine(x2, y2, x4, y4, paintEdge);
    canvas.drawLine(x4, y4, x3, y3, paintEdge);
    canvas.drawLine(x3, y3, x1, y1, paintEdge);
    // 画图片
    canvas.drawBitmap(srcImage, matrix, null);
  }

  // 手指按下屏幕的X坐标
  private float downX;
  // 手指按下屏幕的Y坐标
  private float downY;
  // 手指之间的初始距离
  private float oldDistance;
  // 手指之间的初始角度
  private float oldRotation;

  @Override
  public boolean onTouchEvent(MotionEvent event) {
    int action = MotionEventCompat.getActionMasked(event);
    switch (action) {
      case MotionEvent.ACTION_DOWN:
        mode = TRANS;
        downX = event.getX();
        downY = event.getY();
        downMatrix.set(matrix);
        break;
      case MotionEvent.ACTION_POINTER_DOWN: // 多点触控
        mode = ZOOM;
        oldDistance = getSpaceDistance(event);
        oldRotation = getSpaceRotation(event);
        downMatrix.set(matrix);
        midPoint = getMidPoint(event);
        break;
      case MotionEvent.ACTION_MOVE:
        // 缩放
        if (mode == ZOOM) {
          moveMatrix.set(downMatrix);
          float deltaRotation = getSpaceRotation(event) - oldRotation;
          float scale = getSpaceDistance(event) / oldDistance;
          moveMatrix.postScale(scale, scale, midPoint.x, midPoint.y);
          moveMatrix.postRotate(deltaRotation, midPoint.x, midPoint.y);
          withinBorder = getMatrixBorderCheck(srcImage, event.getX(), event.getY());
          if (withinBorder) {
            matrix.set(moveMatrix);
            invalidate();
          }
        }
        // 平移
        else if (mode == TRANS) {
          moveMatrix.set(downMatrix);
          moveMatrix.postTranslate(event.getX() - downX, event.getY() - downY);
          withinBorder = getMatrixBorderCheck(srcImage, event.getX(), event.getY());
          if (withinBorder) {
            matrix.set(moveMatrix);
            invalidate();
          }
        }
        break;
      case MotionEvent.ACTION_POINTER_UP:
      case MotionEvent.ACTION_UP:
        mode = NONE;
        break;
      default:
        break;
    }
    return true;
  }

  /**
   * 获取手指的旋转角度
   *
   * @param event
   * @return
   */
  private float getSpaceRotation(MotionEvent event) {
    double deltaX = event.getX(0) - event.getX(1);
    double deltaY = event.getY(0) - event.getY(1);
    double radians = Math.atan2(deltaY, deltaX);
    return (float) Math.toDegrees(radians);
  }

  /**
   * 获取手指间的距离
   *
   * @param event
   * @return
   */
  private float getSpaceDistance(MotionEvent event) {
    float x = event.getX(0) - event.getX(1);
    float y = event.getY(0) - event.getY(1);
    return (float) Math.sqrt(x * x + y * y);
  }

  /**
   * 获取手势中心点
   *
   * @param event
   */
  private PointF getMidPoint(MotionEvent event) {
    PointF point = new PointF();
    float x = event.getX(0) + event.getX(1);
    float y = event.getY(0) + event.getY(1);
    point.set(x / 2, y / 2);
    return point;
  }

  /**
   * 将matrix的点映射成坐标点
   *
   * @return
   */
  protected float[] getBitmapPoints(Bitmap bitmap, Matrix matrix) {
    float[] dst = new float[8];
    float[] src = new float[]{
        0, 0,
        bitmap.getWidth(), 0,
        0, bitmap.getHeight(),
        bitmap.getWidth(), bitmap.getHeight()
    };
    matrix.mapPoints(dst, src);
    return dst;
  }

  /**
   * 检查边界
   *
   * @param x
   * @param y
   * @return true - 在边界内 ｜ false － 超出边界
   */
  private boolean getMatrixBorderCheck(Bitmap bitmap, float x, float y) {
    if (bitmap == null) return false;
    float[] points = getBitmapPoints(bitmap, moveMatrix);
    float x1 = points[0];
    float y1 = points[1];
    float x2 = points[2];
    float y2 = points[3];
    float x3 = points[4];
    float y3 = points[5];
    float x4 = points[6];
    float y4 = points[7];
    float edge = (float) Math.sqrt(Math.pow(x1 - x2, 2) + Math.pow(y1 - y2, 2));
    if ((2 + Math.sqrt(2)) * edge >= Math.sqrt(Math.pow(x - x1, 2) + Math.pow(y - y1, 2))
        + Math.sqrt(Math.pow(x - x2, 2) + Math.pow(y - y2, 2))
        + Math.sqrt(Math.pow(x - x3, 2) + Math.pow(y - y3, 2))
        + Math.sqrt(Math.pow(x - x4, 2) + Math.pow(y - y4, 2))) {
      return true;
    }
    return false;
  }
}

我已经在代码中针对可能遇到的问题做了详细的注释。

1. Matrix

  // 绘制图片的矩阵
  private Matrix matrix = new Matrix();
  // 手指按下时图片的矩阵
  private Matrix downMatrix = new Matrix();
  // 手指移动时图片的矩阵
  private Matrix moveMatrix = new Matrix();

首先我定义了三个Matrix变量，目的在于通过不同手势的操控图片的Matrix最终由绘制图片的Matrix所接收，因此需要在不同的操作中使用不同的Matrix进行图形变换的数据传递，从而在渲染页面的时候将最终的Matrix再传递回绘图的Matrix。

2. PointF

  // 多点触屏时的中心点
  private PointF midPoint = new PointF();

因为如果是针对图片的旋转和放大操作，需要通过两个手指进行控制，因此我们需要知道在多个手指触摸屏幕时的中心点坐标。

3. 触控模式

  // 触控模式
  private int mode;
  private static final int NONE = 0; // 无模式
  private static final int TRANS = 1; // 拖拽模式
  private static final int ZOOM = 2; // 缩放模式

在onTouchEvent()事件中，会根据不同的事件变换触控的模式，从而进行不同图片变换的操作。

4. onTouchEvent()

首先，我们是自定义的View，因此如果要对该事件进行消费的话，需要将返回值设置为true。

（1）ACTION_DOWN - 该事件是单点触屏的事件，也就是说如果一个手指按下屏幕的时候就会回调这个事件。那么我们在该事件中就将触控模式设置为拖拽模式（TRANS），记录下按下屏幕的xy坐标，并在这个事件中将绘图的Matrix复制给按下屏幕的Matrix。

case MotionEvent.ACTION_DOWN:
   mode = TRANS;
   downX = event.getX();
   downY = event.getY();
   downMatrix.set(matrix);
   break;

（2）ACTION_POINTER_DOWN - 这个事件发生在超过一个手指触摸屏幕的时候。我们在这个事件中即可针对多点触屏的操作进行初始化设置。在该事件中，我们将触控模式重新设置为（ZOOM），初始化两指之间触摸屏幕的距离以及两指之间的旋转角度，初始化两指之间的中心点坐标。最后把绘图的Matrix复制给按下屏幕的Matrix。

case MotionEvent.ACTION_POINTER_DOWN: // 多点触控
    mode = ZOOM;
    oldDistance = getSpaceDistance(event);
    oldRotation = getSpaceRotation(event);
    midPoint = getMidPoint(event);
    downMatrix.set(matrix);
    break;

（3）ACTION_MOVE - 到了移动的事件中，根据之前的触控模式进行判断。首先，将按下事件的Matrix复制给移动事件的Matrix。如果是（ZOOM）模式，我们将会根据事件获得手指旋转角度的差值，以及手指之间距离的差值。根据这两个差值，以及在ACTION_DOWN事件中获得的中点坐标，我们即可设置MOVE事件的缩放和旋转。（TRANS）模式也是如此。最后通过获取图片变换的边界值来判断是否进行绘图渲染。

case MotionEvent.ACTION_MOVE:
        // 缩放
        if (mode == ZOOM) {
          moveMatrix.set(downMatrix);
          float deltaRotation = getSpaceRotation(event) - oldRotation;
          float scale = getSpaceDistance(event) / oldDistance;
          moveMatrix.postScale(scale, scale, midPoint.x, midPoint.y);
          moveMatrix.postRotate(deltaRotation, midPoint.x, midPoint.y);
          withinBorder = getMatrixBorderCheck(srcImage, event.getX(), event.getY());
          if (withinBorder) {
            matrix.set(moveMatrix);
            invalidate();
          }
        }
        // 平移
        else if (mode == TRANS) {
          moveMatrix.set(downMatrix);
          moveMatrix.postTranslate(event.getX() - downX, event.getY() - downY);
          withinBorder = getMatrixBorderCheck(srcImage, event.getX(), event.getY());
          if (withinBorder) {
            matrix.set(moveMatrix);
            invalidate();
          }
        }
        break;

（4）ACTION_POINTER_UP和ACTION_UP - 在这两个事件中，重新将触屏的模式设置会NONE。

5. 边界判断

以下即为边界判断的逻辑是针对正方形的图片来说的。首先通过原图片相对自己四个坐标映射成为Matrix对应屏幕的点坐标。通过得到4个点的坐标，我们即可根据手指触摸图片时的坐标与图片的4个点坐标进行关联。

边界判断的逻辑是手指触摸图片的点到4个顶点的距离之和如果小于（2+根号2倍）的斜边长度，即视为不超过边界。

/**
   * 将matrix的点映射成坐标点
   *
   * @return
   */
  protected float[] getBitmapPoints(Bitmap bitmap, Matrix matrix) {
    float[] dst = new float[8];
    float[] src = new float[]{
        0, 0,
        bitmap.getWidth(), 0,
        0, bitmap.getHeight(),
        bitmap.getWidth(), bitmap.getHeight()
    };
    matrix.mapPoints(dst, src);
    return dst;
  }
/**
   * 检查边界
   *
   * @param x
   * @param y
   * @return true - 在边界内 ｜ false － 超出边界
   */
  private boolean getMatrixBorderCheck(Bitmap bitmap, float x, float y) {
    if (bitmap == null) return false;
    float[] points = getBitmapPoints(bitmap, moveMatrix);
    float x1 = points[0];
    float y1 = points[1];
    float x2 = points[2];
    float y2 = points[3];
    float x3 = points[4];
    float y3 = points[5];
    float x4 = points[6];
    float y4 = points[7];
    float edge = (float) Math.sqrt(Math.pow(x1 - x2, 2) + Math.pow(y1 - y2, 2));
    if ((2 + Math.sqrt(2)) * edge >= Math.sqrt(Math.pow(x - x1, 2) + Math.pow(y - y1, 2))
        + Math.sqrt(Math.pow(x - x2, 2) + Math.pow(y - y2, 2))
        + Math.sqrt(Math.pow(x - x3, 2) + Math.pow(y - y3, 2))
        + Math.sqrt(Math.pow(x - x4, 2) + Math.pow(y - y4, 2))) {
      return true;
    }
    return false;
  }

总结

好了，本文的内容到这就结束了，完成了以上的步骤，即可完成针对图片在屏幕上的放大、平移和旋转的操作。是不是还是很简单的。有兴趣的可以自己动手操作起来，希望这篇文章对大家的学习和工作能有所帮助，如果有疑问可以留言交流，谢谢大家对我们的支持。