PinchImageView
使用 GestureDetector
来处理长按、点击、双击、惯性滑动事件,在 onTouchEvent
里处理双指缩放和单指移动等事件。 里面有两个矩阵,一个是外部变换矩阵(mOuterMatrix),主要记录手势操作的结果,一个是内部变换矩阵(getInnerMatrix(Matrix)),就是根据 fitCenter
等缩放模式进行缩放平移后的初始矩阵。这里区分两个矩阵可能是借鉴了PhotoView的经验,手势操作和原始缩放互不影响,手势操作后最终的缩放只需要两个矩阵相乘就好了。 下面的代码分析不一定会完全贴源码,有的是经过稍微改动的。
1 双击、惯性滑动
长按和点击就是调用回调,我们主要来看双击和惯性滑动。
1.1 双击
PinchImageView
只做了一级的放大缩小 ,就是说只能在最大和初始缩放值之间切换。 基本原理:捕获双击事件,拿到双击点的x、y坐标,对图片进行缩放变换,将双击点位置移动到视图中间。 代码较长,我们一点点拆分。 这里要先介绍下 PinchImageView
的对象池(ObjectsPool)。 ObjectsPool
维护一个对象队列,在容量范围内可以循环复用对象。大致使用流程如下图所示:
- 在队列里获取
innerMatrix
对象(take()),队列为空则新建一个对象返回,否则出队一个对象重置后返回。 - 在队列里获取
targetMatrix
对象。 - 使用完
targetMatrix
归还(given(obj))。 - 使用完
innerMatrix
归还。
归还顺序无所谓。
/**
* 对象池
*
* 防止频繁new对象产生内存抖动.
* 由于对象池最大长度限制,如果吞吐量超过对象池容量,仍然会发生抖动.
* 此时需要增大对象池容量,但是会占用更多内存.
*
* @param <T> 对象池容纳的对象类型
*/
private static abstract class ObjectsPool<T> {
/**
* 对象池的最大容量
*/
private int mSize;
/**
* 对象池队列
*/
private Queue<T> mQueue;
public ObjectsPool(int size) {
mSize = size;
mQueue = new LinkedList<T>();
}
public T take() {
//如果池内为空就创建一个
if (mQueue.size() == 0) {
return newInstance();
} else {
//对象池里有就从顶端拿出来一个返回
return resetInstance(mQueue.poll());
}
}
public void given(T obj) {
//如果对象池还有空位子就归还对象
if (obj != null && mQueue.size() < mSize) {
mQueue.offer(obj);
}
}
abstract protected T newInstance();
abstract protected T resetInstance(T obj);
}
继续看双击事件的处理。
private void doubleTap(float x, float y) {
//获取第一层变换矩阵
Matrix innerMatrix = MathUtils.matrixTake();
getInnerMatrix(innerMatrix);
……
MathUtils.matrixGiven(innerMatrix);
}
首先是获取内部变换矩阵。MathUtils.matrixTake()
是从 Matrix
对象池(MatrixPool)里获取一个 Matrix
对象。
public static Matrix matrixTake() {
return mMatrixPool.take();
}
/**
* 获取某个矩阵的copy
*/
public static Matrix matrixTake(Matrix matrix) {
Matrix result = mMatrixPool.take();
if (matrix != null) {
result.set(matrix);
}
return result;
}
然后去获取内部变换矩阵,并存在 innerMatrix
中。
public Matrix getInnerMatrix(Matrix matrix) {
……
//原图大小
RectF tempSrc = MathUtils.rectFTake(0, 0, getDrawable().getIntrinsicWidth(), getDrawable().getIntrinsicHeight());
//控件大小
RectF tempDst = MathUtils.rectFTake(0, 0, getWidth(), getHeight());
//计算fit center矩阵
matrix.setRectToRect(tempSrc, tempDst, Matrix.ScaleToFit.CENTER);
……
return matrix;
}
MathUtils.rectFTake
跟 matrixTake
方法是一样的,只是取出的是 rectF
。关键在于 matrix.setRectToRect
方法,上面已经介绍过了。 继续往下看:
//当前总的缩放比例
float innerScale = MathUtils.getMatrixScale(innerMatrix)[0];
float outerScale = MathUtils.getMatrixScale(mOuterMatrix)[0];
float currentScale = innerScale * outerScale;
这里把内部矩阵的缩放和外部缩放相乘,得到了最终的缩放,内外不影响的设计确实挺好的。 接下来开始计算和进行缩放。
float nextScale = currentScale < MAX_SCALE ? MAX_SCALE : innerScale;
//如果接下来放大大于最大值或者小于fit center值,则取边界
if (nextScale > maxScale) {
nextScale = maxScale;
}
if (nextScale < innerScale) {
nextScale = innerScale;
}
//开始计算缩放动画的结果矩阵
Matrix animEnd = MathUtils.matrixTake(mOuterMatrix);
//计算还需缩放的倍数
animEnd.postScale(nextScale / currentScale, nextScale / currentScale, x, y);
//将放大点移动到控件中心
animEnd.postTranslate(displayWidth / 2f - x, displayHeight / 2f - y);
……
//启动矩阵动画
mScaleAnimator = new ScaleAnimator(mOuterMatrix, animEnd);
mScaleAnimator.start();
这段代码很骚,我们先来梳理下缩放的思路:双击图片,肯定是要以动画的形式来做的,那么动画的开头,自然是当前的变换位置,变换到目标缩放值 nextScale
的倍数是 nextScale
/ currentScale
,遵从手势操作记录在外部矩阵 mOuterMatrix
的原则,动画初始 matrix
拷贝自 mOuterMatrix
。 这段代码其实是有问题的。innerScale
是对原图进行 fitCenter
变换后的缩放值,假设原图很大,变换后 innerScale
值为0.2f, maxScale
为2,没有进行过手势操作,outerScale
为1,这时候来看下算的结果:
就是说你双击一下,一下子看到的图片放大了10倍…… 要知道现在很多图宽高都是比手机屏幕大的…… ScaleAnimator
里只做了一件事,不断更新 mOuterMatrix
的值,然后 invalidate
,在 onDraw
里刷新视图。
@Override
public void onAnimationUpdate(ValueAnimator animation) {
//获取动画进度
float value = (Float) animation.getAnimatedValue();
//根据动画进度计算矩阵中间插值
for (int i = 0; i < 9; i++) {
mResult[i] = mStart[i] + (mEnd[i] - mStart[i]) * value;
}
//设置矩阵并重绘
mOuterMatrix.setValues(mResult);
……
invalidate();
}
@Override
protected void onDraw(Canvas canvas) {
……
//在绘制前设置变换矩阵
setImageMatrix(getCurrentImageMatrix(matrix));
……
super.onDraw(canvas);
……
}
缩放平移后,图片可能出现边框进入图片控件的情况,此时需要修正位置。用最终缩放后的图片边界和控件边界对比矫正即可。
Matrix testMatrix = MathUtils.matrixTake(innerMatrix);
testMatrix.postConcat(animEnd);
RectF testBound = MathUtils.rectFTake(0, 0, getDrawable().getIntrinsicWidth(), getDrawable().getIntrinsicHeight());
testMatrix.mapRect(testBound);
刚才已经知道, animEnd
记录的是当前双击变换操作作用在外部矩阵的结果,把它和内部矩阵(innerMatrix
)相乘就得到了最终对原图(testBound
)的变换矩阵(testMatrix
)。
//修正位置
float postX = 0;
float postY = 0;
if (testBound.right - testBound.left < displayWidth) {
postX = displayWidth / 2f - (testBound.right + testBound.left) / 2f;
} else if (testBound.left > 0) {
postX = -testBound.left;
} else if (testBound.right < displayWidth) {
postX = displayWidth - testBound.right;
}
……
//应用修正位置
animEnd.postTranslate(postX, postY);
这里修正位置很容易看懂,就不说了,纠正源码的两个错误: postX = displayWidth / 2f - (testBound.right + testBound.left) / 2f;
里的 testBound.right + testBound.left
应为 testBound.right - testBound.left
。没贴出来的 postY
也要改下。
1.2 惯性滑动(Fling)
PinchImageView
的惯性滑动是自己处理衰减的…… 每次衰减的程度还一样,不支持插值器,比起PhotoView
使用 OverScroller
来处理滑动,就显得有点简陋了。 GestureDetector
的 onFling(MotionEvent e1, MotionEvent e2, float velocityX, float velocityY)
包含x、y轴的加速度,加速度单位是像素/秒,每秒60帧,转换成像素/帧即 velocityX/60
、 velocityY/60
。PinchImageView
使用 FlingAnimator
来做动画,动画更新初始滑动距离 velocityX/60
,然后乘以衰减值(FLING_DAMPING_FACTOR
,0.9),待下次更新使用。
//移动图像并给出结果
boolean result = scrollBy(mVector[0], mVector[1], null);
mVector[0] *= FLING_DAMPING_FACTOR;
mVector[1] *= FLING_DAMPING_FACTOR;
//速度太小或者不能移动了就结束
if (!result || MathUtils.getDistance(0, 0, mVector[0], mVector[1]) < 1f) {
animation.cancel();
}
scrollBy(float xDiff, float yDiff, MotionEvent motionEvent)
方法处理滚动,主要考虑图片边界和控件边界的处理,跟上面缩放时的修正位置是一样的原理,图片边界的获取也跟缩放时是一样的。
//获取内部变换矩阵
matrix = getInnerMatrix(matrix);
//乘上外部变换矩阵
matrix.postConcat(mOuterMatrix);
rectF.set(0, 0, getDrawable().getIntrinsicWidth(), getDrawable().getIntrinsicHeight());
matrix.mapRect(rectF);
最后对 mOuterMatrix
进行平移变换(postTranslate
),invalidate
触发 onDraw
给图片设置新矩阵。
3.2 双指缩放、单指移动
双指缩放、单指移动是在 onTouch
里做的。
3.2.1 双指缩放
原理:记录双指在屏幕上距离,外部矩阵的缩放值与此距离相除的商为单位距离的缩放值,以这个缩放值去乘以双指滑动后的距离得到一个新的缩放值,用这个缩放值给外部矩阵做缩放变换得到最终的外部矩阵。
很明显,mScaleBase
这个单位距离的缩放值是斜率,决定了双指缩放的速度。那么决定双指缩放速度的因素有:当前外部矩阵的缩放大小、双指间初始距离。外部矩阵缩放越大,双指间初始距离越小,双指滑动缩放越快。 还有一个要注意的是图片的缩放中心点,在 PinchImageView
中,双指缩放变换是在单位矩阵中进行的。所以当双指按下的时候需要记录外部矩阵变换之前的中心点,源码里用 mScaleCenter
成员变量来记录这个点(PS:建议肉眼屏蔽源码里在所有用到这个变量地方的注释,你会晕的)。 快速看下相关的代码:
private PointF mScaleCenter = new PointF();
private float mScaleBase = 0;
……
public boolean onTouchEvent(MotionEvent event) {
……
int action = event.getAction() & MotionEvent.ACTION_MASK;
if (action == MotionEvent.ACTION_POINTER_DOWN) {
//切换到缩放模式
mPinchMode = PINCH_MODE_SCALE;
//保存缩放的两个手指
saveScaleContext(event.getX(0), event.getY(0), event.getX(1), event.getY(1));
}else if (action == MotionEvent.ACTION_MOVE) {
……
//两个缩放点间的距离
float distance = MathUtils.getDistance(event.getX(0), event.getY(0), event.getX(1), event.getY(1));
//保存缩放点中点
float[] lineCenter = MathUtils.getCenterPoint(event.getX(0), event.getY(0), event.getX(1), event.getY(1));
mLastMovePoint.set(lineCenter[0], lineCenter[1]);
//处理缩放
scale(mScaleCenter, mScaleBase, distance, mLastMovePoint);
……
}
}
在多指按下的时候记录当前的是双指缩放模式,saveScaleContext()
记录上面提到的 mScaleBase
和 mScaleCenter
。在 MotionEvent.ACTION_MOVE
里处理缩放逻辑。看下 saveScaleContext
的处理。
private void saveScaleContext(float x1, float y1, float x2, float y2) {
mScaleBase = MathUtils.getMatrixScale(mOuterMatrix)[0] / MathUtils.getDistance(x1, y1, x2, y2);
float[] center = MathUtils.inverseMatrixPoint(MathUtils.getCenterPoint(x1, y1, x2, y2), mOuterMatrix);
mScaleCenter.set(center[0], center[1]);
}
mScaleBase
上面已经讲过了,这里主要提下 inverseMatrixPoint
,看下方法定义:
public static float[] inverseMatrixPoint(float[] point, Matrix matrix) {
if (point != null && matrix != null) {
float[] dst = new float[2];
//计算matrix的逆矩阵
Matrix inverse = matrixTake();
matrix.invert(inverse);
//用逆矩阵变换point到dst,dst就是结果
inverse.mapPoints(dst, point);
//清除临时变量
matrixGiven(inverse);
return dst;
} else {
return new float[2];
}
}
srcMatrix.invert(targetMatrix)
把 srcMatrix
矩阵的逆矩阵存到 targetMatrix
中,martrix.mapPoints(targetPoint, srcPoint);
对 srcPoint
应用矩阵变换并存放到 targetPoint
中。很明显这个方法的作用的是得到经过矩阵变换之前的点。 mScaleCenter
存的正是外部矩阵变换之前的点的位置。 接下来看下缩放的处理。
private void scale(PointF scaleCenter, float scaleBase, float distance, PointF lineCenter) {
……
//计算图片从fit center状态到目标状态的缩放比例
float scale = scaleBase * distance;
Matrix matrix = MathUtils.matrixTake();
//按照图片缩放中心缩放,并且让缩放中心在缩放点中点上
matrix.postScale(scale, scale, scaleCenter.x, scaleCenter.y);
//让图片的缩放中点跟随手指缩放中点
matrix.postTranslate(lineCenter.x - scaleCenter.x, lineCenter.y - scaleCenter.y);
mOuterMatrix.set(matrix);
……
}
很容易看懂,上面都讲过了。这里吐槽一下,如果 mOuterMatrix
发生过错切、旋转、透视变换,那不就废了吗? 还有一个多个手指抬起一个手指的情况。注释已经修改过了,很容易看懂。
if (action == MotionEvent.ACTION_POINTER_UP) {
if (mPinchMode == PINCH_MODE_SCALE) {
//event.getPointerCount()表示抬起手指时点的数量,包含抬起的那个点
if (event.getPointerCount() > 2) {
//event.getAction() >> 8得到的是当前抬起的点的索引。第一个点抬起了,那么让第二个点和第三个点作为缩放控制点
if (event.getAction() >> 8 == 0) {
saveScaleContext(event.getX(1), event.getY(1), event.getX(2), event.getY(2));
//第二个点抬起了,那么让第一个点和第三个点作为缩放控制点
} else if (event.getAction() >> 8 == 1) {
saveScaleContext(event.getX(0), event.getY(0), event.getX(2), event.getY(2));
}
}
//如果抬起的点等于2,那么此时只剩下一个点,也不允许进入单指模式,因为此时可能图片没有在正确的位置上
}
}
最后需要在松手的时候修正下边界。进入 scaleEnd
方法。大多数代码其实刚才都分析过了,这里只讲一个变量,scalePost
。
private void scaleEnd() {
……
getCurrentImageMatrix(currentMatrix);
float currentScale = MathUtils.getMatrixScale(currentMatrix)[0];
float outerScale = MathUtils.getMatrixScale(mOuterMatrix)[0];
//比例修正
float scalePost = 1f;
//如果整体缩放比例大于最大比例,进行缩放修正
if (currentScale > maxScale) {
scalePost = maxScale / currentScale;
}
//如果缩放修正后整体导致外部矩阵缩放小于1(外部矩阵的初始值就是1,如果操作导致比初始值还小,就还原回去),重新修正缩放
if (outerScale * scalePost < 1f) {
scalePost = 1f / outerScale;
}
}
注释是我改过的。
3.2.1 单指移动
单指移动主要是调用 scrollBy
,之前已经分析过了。
到这里基本分析完了。