Flutter 像素编辑器#05 | 缩放与平移

张风捷特烈

发布于 2024-06-25 15:07:41

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发布于 2024-06-25 15:07:41

文章被收录于专栏：Android知识点总结

0.本文目的

之前已经实现了像素编辑器的基本功能，但是目前绘制的区域是固定大小。这样在行列数非常大时，就会导致绘制格非常小，不便于绘制。所以希望布局区域可以向 Photoshop 一样，能够缩放和平移，让用户更自由地绘制。

其中有几个个关键的难点：

如何通过手势、鼠标操作，触发缩放和平移事件。
绘制区域进行缩放平移变换后，落点在单元格内的校验逻辑如何适应。
如何支持行列数不同的像素网格。

1. 引入视口相机的概念

为了便于处理编辑器内容的变换，这里引入 视口相机 (ViewCamera) 的概念。如下所示：

红色区域是编辑器的最大区域，称之为 视口尺寸 (viewSize) ；
蓝色区域是编辑器的实际的操作区，称之为 展示尺寸 (playSize) ；

可以休息一下 playSize 内的是现实世界的真实物体。现在将 viewSize 区域看做一个照相机。我们可以调节相机的位置、远近等控制真实物体在相机上的成像。这种图形的控制称为变换，一般通过 Matrix4 对象进行操作。这里视口相机 ViewCamera 设计为 mixin，方便通过混入实现功能的独立。便于复用以及单一职责。此时，可以定义如下三个重要成员：

mixin ViewCamera on ChangeNotifier {
  Size _viewSize = Size.zero;
  late Size _playSize;
  final Matrix4 _transformer = Matrix4.identity();

  Size get viewSize => _viewSize;
  Size get playSize => _playSize;
  Matrix4 get transformer => _transformer;
}

2. 两个尺寸的赋值

视口尺寸可以依赖外界设置。展示尺寸在 开始时 希望以适合大大小填充视口；网格长边留下 fixPadding 的边距；这样依赖视口尺寸，就可以算出网格适应边的大小；再根据网格尺寸，就可以算出每个网格的尺寸 pixSide

比如网格宽度大于长度时，左右两侧留下 fixPadding ，使其填充相机视口：

尺寸的计算逻辑如下所示，相机设置视口尺寸时，先检验和旧尺寸是否一致。如果未改变，直接返回不做处理。否则通过 _updatePlaySize 方法计算 playSize；然后通过 centerContent 方法通过变换操作将内容居中展示; onViewBoxChanged 是一个回调，来通知外界尺寸变化的时机：

set viewSize(Size size) {
  if (size == _viewSize) return;
  Size oldSize = _viewSize;
  _viewSize = size;
  _updatePlaySize(size);
  centerContent(size, _playSize);
  scheduleMicrotask(() {
    onViewBoxChanged(oldSize, size);
  });
}

@protected
void onViewBoxChanged(Size old, Size size) {}

playSize 的计算，需要依赖网格行列数，由于 ViewCamera 并不需要持有和维护该数据，可以通过 抽象方法 gridSize 交由混入它的类实现。计算过程也比较简单，根据 viewSize 计算出适合的像素边长 _pixSide ；乘以网格个行列数就可以的到 playSize ：

double _pixSide = 0;
double get pixSide => _pixSide;
(int, int) get gridSize;
double fitPadding = 20;

void _updatePlaySize(Size viewSize) {
  double padding = fitPadding * 2;
  int row = gridSize.$1;
  int column = gridSize.$2;
  if (row > column) {
    _pixSide = (viewSize.width - padding) / row;
  } else {
    _pixSide = (viewSize.height - padding) / column;
  }
  _playSize = Size(gridSize.$1 * _pixSide, gridSize.$2 * _pixSide);
}

3. 相机的变换操作

首先看一下平移操作。默认情况下，绘制会从画布的左上角开始。想要让其居中，可以通过平移变换。我们已经知道了 viewSize 和 playSize 两个尺寸，就可以很容易地计算出偏移量。

这里希望当视口尺寸变化时，可以将网格区域适配呈现在中间，这就是 centerContent 的作用。它将变换矩阵重置为单位矩阵，并设置偏移量使视图居中。

void centerContent(Size viewBox, Size pixSize) {
  _transformer.setIdentity();
  double dx = (viewBox.width - pixSize.width) / 2;
  double dy = (viewBox.height - pixSize.height) / 2;
  _transformer.translate(dx, dy);
}

相机的移动通过 translation 方法处理，将 _transformer 乘以一个移动矩阵，并通知更新：

void translation(double dx, double dy) {
  Matrix4 moveM = Matrix4.translationValues(dx / scale, dy / scale, 0);
  _transformer.multiply(moveM);
  notifyListeners();
}

double get scale => _transformer.getMaxScaleOnAxis();

缩放操作最重要的是计算好缩放中心 center。缩放变换计算前，先通过移动将变换中心移到 center 点；计算完后再移回去。代码如下：

void setScale(double value, {Offset origin = Offset.zero}) {
  double dx = _transformer.getTranslation().x;
  double dy = _transformer.getTranslation().y;
  Offset center = (origin - Offset(dx, dy)) / scale;
  Matrix4 scaleM = Matrix4.diagonal3Values(value, value, 0);
  Matrix4 moveM = Matrix4.translationValues(center.dx, center.dy, 0);
  Matrix4 backM = Matrix4.translationValues(-center.dx, -center.dy, 0);
  _transformer.multiply(moveM);
  _transformer.multiply(scaleM);
  _transformer.multiply(backM);
  notifyListeners();
}

4. 视图层处理

视图层处理最重要的一点是，在绘制时使用相机中的 transformer 矩阵来对编辑区域的内容进行矩阵变换。我让 PixPaintLogic 混入了 ViewCamera，所以它就有视口相机的一切能力：

class PixPaintLogic with ChangeNotifier, ViewCamera {
  String activeLayerId = '';
  final List<PaintLayer> _layers = [];

最后就是在拖拽移动和鼠标滚轮的事件监听和变换：

通过 Listener#onPointerSignal 可以监听到鼠标的滚轮事件，其中触发缩放逻辑。
通过 GestureDetector#onPanUpdate可以监听到鼠标的移动事件，其中触发平移逻辑。

在事件回调中，通过相机触发缩放和移动的方法即可：

void onScale(PointerSignalEvent event) {
  if (event is PointerScrollEvent) {
    if (event.scrollDelta.dy < 0) {
      paintLogic.setScale(1.1, origin: event.localPosition);
    } else {
      paintLogic.setScale(0.9, origin: event.localPosition);
    }
  }
}

void onMove(DragUpdateDetails details) {
  paintLogic.translation(details.delta.dx, details.delta.dy);
}

5. 点击格点坐标校验

由于点击事件回调的触点时相对于视口左上角的偏移量。当视口进行缩放或者平移时，就需要进行相应的转换。将触点映射到变换后的坐标系中。下面画个移动时的示意图：右图在移动之后，触点在点击第第二排第二个点时，触点的坐标还是以视口左上角为起点，我们需要将其原点视为 网格区域的左上角才能计算出正确的网格点位校验。实现很简单，就是将触点坐标减去偏移量即可，缩放同理：

我在相机中添加了 transformOffset 方法，将一个基于 视口左上角 的坐标，转换为基于 网格左上角 的坐标：

Offset transformOffset(Offset src) {
  double dx = _transformer.getTranslation().x;
  double dy = _transformer.getTranslation().y;
  return (src - Offset(dx, dy)) / scale;
}

(int x, int y) transformPoint(Offset src) {
  Offset offset = transformOffset(src);
  return (offset.dx ~/ pixSide, offset.dy ~/ pixSide);
}

到这里，就是实现了自由地变换，不用受制于点击区域过小，可以更好地进行编辑。这也是像素编辑器最重要的一步。后续还会带来更多像素编辑器开发的文章，一起来见证这个小破项目的发展，敬请期待 ~

本文参与腾讯云自媒体同步曝光计划，分享自作者个人站点/博客。

原始发表：2024-06-25，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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