AffineTransform类描述了一种二维仿射变换的功能，它是一种二维坐标到二维坐标之间的线性变换，保持二维图形的“平直性”（译注：straightness，即变换后直线还是直线不会打弯，圆弧还是圆弧）和“平行性”（译注：parallelness，其实是指保二维图形间的相对位置关系不变，平行线还是平行线，相交直线的交角不变。大二学过的复变，“保形变换/保角变换”都还记得吧，数学就是王道啊！）。仿射变换可以通过一系列的原子变换的复合来实现，包括：平移（Translation）、缩放（Scale）、翻转（Flip）、旋转（Rotation）和剪切（Shear）。
此类变换可以用一个3×3的矩阵来表示，其最后一行为(0, 0, 1)。该变换矩阵将原坐标(x, y)变换为新坐标(x', y')，这里原坐标和新坐标皆视为最末一行为(1)的三维列向量，原列向量左乘变换矩阵得到新的列向量：
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[x'] [m00 m01 m02] [x] [m00*x+m01*y+m02] [y'] = [m10 m11 m12] [y] = [m10*x+m11*y+m12] [1 ] [ 0 0 1 ] [1] [ 1 ] |
几种典型的仿射变换：
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public static AffineTransform getTranslateInstance(double tx, double ty) |
平移变换，将每一点移动到(x+tx, y+ty)，变换矩阵为：
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[ 1 0 tx ] [ 0 1 ty ] [ 0 0 1 ] |
（译注：平移变换是一种“刚体变换”，rigid-body transformation，中学学过的物理，都知道啥叫“刚体”吧，就是不会产生形变的理想物体，平移当然不会改变二维图形的形状。同理，下面的“旋转变换”也是刚体变换，而“缩放”、“错切”都是会改变图形形状的。）
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public static AffineTransform getScaleInstance(double sx, double sy) |
缩放变换，将每一点的横坐标放大（缩小）至sx倍，纵坐标放大（缩小）至sy倍，变换矩阵为：
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[ sx 0 0 ] [ 0 sy 0 ] [ 0 0 1 ] |
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public static AffineTransform getShearInstance(double shx, double shy) |
剪切变换，变换矩阵为：
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[ 1 shx 0 ] [ shy 1 0 ] [ 0 0 1 ] |
相当于一个横向剪切与一个纵向剪切的复合
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[ 1 0 0 ][ 1 shx 0 ] [ shy 1 0 ][ 0 1 0 ] [ 0 0 1 ][ 0 0 1 ] |
（译注：“剪切变换”又称“错切变换”，指的是类似于四边形不稳定性那种性质，街边小商店那种铁拉门都见过吧？想象一下上面铁条构成的菱形拉动的过程，那就是“错切”的过程。）
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public static AffineTransform getRotateInstance(double theta) |
旋转变换，目标图形围绕原点顺时针旋转theta弧度，变换矩阵为：
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[ cos(theta) -sin(theta) 0 ] [ sin(theta) cos(theta) 0 ] [ 0 0 1 ] |
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public static AffineTransform getRotateInstance(double theta, double x, double y) |
旋转变换，目标图形以(x, y)为轴心顺时针旋转theta弧度，变换矩阵为：
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[ cos(theta) -sin(theta) x-x*cos+y*sin] [ sin(theta) cos(theta) y-x*sin-y*cos ] [ 0 0 1 ] |
相当于两次平移变换与一次原点旋转变换的复合：
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[1 0 -x][cos(theta) -sin(theta) 0][1 0 x] [0 1 -y][sin(theta) cos(theta) 0][0 1 y] [0 0 1 ][ 0 0 1 ][0 0 1] |
几何中，一个向量空间进行一次线性变换并接上一个平移，这么一个过程就称为仿射变换或放射映射。
可以简单地表示为：y = Ax + b ，其中有下标的字母表示向量，而粗体的字母A表示一个矩阵。
如果暂时无法理解也没有关系（我也没理解 ^_^#），没关系，我们这里仅使用了它的几个特例：平移和旋转变换。
按照惯例，下面先把整个代码贴出来：
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import java.applet.Applet;import java.awt.BorderLayout;import java.awt.Checkbox;import java.awt.CheckboxGroup;import java.awt.Color;import java.awt.Graphics;import java.awt.Graphics2D;import java.awt.Panel;import java.awt.event.ItemEvent;import java.awt.event.ItemListener;import java.awt.geom.AffineTransform;import java.awt.geom.Rectangle2D;import java.util.Random;public class AffineTest extends Applet implements ItemListener{ private Rectangle2D rect; private Checkbox rotateFirst; private Checkbox translateFirst; public void init() { setLayout(new BorderLayout()); CheckboxGroup cbg = new CheckboxGroup(); Panel p = new Panel(); rotateFirst = new Checkbox("rotate, translate", cbg, true); rotateFirst.addItemListener(this); p.add(rotateFirst); translateFirst = new Checkbox("translate, rotate", cbg, false); translateFirst.addItemListener(this); p.add(translateFirst); add(p, BorderLayout.SOUTH); rect = new Rectangle2D.Float(-0.5f, -0.5f, 1.0f, 1.0f); } public void paint(Graphics g) { Graphics2D g2d = (Graphics2D)g; final AffineTransform identify = new AffineTransform(); boolean rotate = rotateFirst.getState(); Random r = new Random(); final double oneRadian = Math.toRadians(1.0); for(double radians = 0.0; radians < 2.0*Math.PI ; radians += oneRadian) { g2d.setTransform(identify); if(rotate) { g2d.translate(100, 100); g2d.rotate(radians); } else { g2d.rotate(radians); g2d.translate(100, 100); } g2d.scale(100, 100); g2d.setColor(new Color(r.nextInt())); g2d.fill(rect); } } @Override public void itemStateChanged(ItemEvent arg0) { // TODO Auto-generated method stub repaint(); }}import java.applet.Applet;import java.awt.BorderLayout;import java.awt.Checkbox;import java.awt.CheckboxGroup;import java.awt.Color;import java.awt.Graphics;import java.awt.Graphics2D;import java.awt.Panel;import java.awt.event.ItemEvent;import java.awt.event.ItemListener;import java.awt.geom.AffineTransform;import java.awt.geom.Rectangle2D;import java.util.Random;public class AffineTest extends Applet implements ItemListener{ private Rectangle2D rect; private Checkbox rotateFirst; private Checkbox translateFirst; public void init() { setLayout(new BorderLayout()); CheckboxGroup cbg = new CheckboxGroup(); Panel p = new Panel(); rotateFirst = new Checkbox("rotate, translate", cbg, true); rotateFirst.addItemListener(this); p.add(rotateFirst); translateFirst = new Checkbox("translate, rotate", cbg, false); translateFirst.addItemListener(this); p.add(translateFirst); add(p, BorderLayout.SOUTH); rect = new Rectangle2D.Float(-0.5f, -0.5f, 1.0f, 1.0f); } public void paint(Graphics g) { Graphics2D g2d = (Graphics2D)g; final AffineTransform identify = new AffineTransform(); boolean rotate = rotateFirst.getState(); Random r = new Random(); final double oneRadian = Math.toRadians(1.0); for(double radians = 0.0; radians < 2.0*Math.PI ; radians += oneRadian) { g2d.setTransform(identify); if(rotate) { g2d.translate(100, 100); g2d.rotate(radians); } else { g2d.rotate(radians); g2d.translate(100, 100); } g2d.scale(100, 100); g2d.setColor(new Color(r.nextInt())); g2d.fill(rect); } } @Override public void itemStateChanged(ItemEvent arg0) { // TODO Auto-generated method stub repaint(); }} |
对比可知，仿射变换的顺序是不能随便交换的。
