1.2　Camera类用法详解

在了解了如何使用Camera类以后，再来看看Camera类具有的操作Camera的函数。本节会对这些函数进行简单的讲解，而后面还会使用具体的示例进行讲解。

1.2.1　平移

平移函数如下：

和2D平移函数类似，只不过本节介绍的这个函数中多出了一个维度，从只能在2D平面上平移变为在3D空间内平移。

参数介绍如下。

●float x：X轴上的偏移量。

●float y：Y轴上的偏移量。

●float z：Z轴上的偏移量。

1.沿X轴平移

如果我们将1.1节示例中的旋转代码改为：

此时，完整的onDraw函数代码如下：

完整的onDraw函数代码仅在本节中列出，后续的相关代码中都将只改变camera.translate（mProgress，0，0）；这行代码。

效果如图1-10所示。

可能有的读者会想，camera.translate（5，0，0）是什么意思呢？是Camera正向移动5 px，还是物体正向移动5 px呢？

其实Camera类的各个函数操作的并不是摄像机，而是物体，我们看到的是移动物体之后屏幕上图像的变化。

比如，camera.translate（5，0，0）表示的移动与拍摄过程如图1-11所示。

从图1-11可以看到，在物体向右移动之后，屏幕上形成的二维图像（如黑框所示）也向右移动了。这刚好与效果图中的效果相对应。

2.沿Y轴平移

同样地，如果沿着Y轴移动，可以将示例中的移动代码改为：

对应的效果如图1-12所示。

原理如图1-13所示。

可以看到，在物体向上移动后，屏幕上对应的二维图像也向上移动了（黄框移动到黑框位置），这就解释了为什么会出现效果图中的效果。

3.沿Z轴平移

（1）沿Z轴正方向平移

沿Z轴平移的效果比较特殊，它能实现图像的放大与缩小，我们先来看看效果。如果把示例中的移动代码改为：

即沿Z轴的正方向从1 px移动到360 px，效果如图1-14所示。

在图1-14中，首先，随着物体沿Z轴正方向移动距离的增大，图像逐渐变小。其次，虽然图像在变小，但图像左上角在屏幕上的位置始终不变。下面就分别讲解这两个现象的原因。

随着物体沿Z轴正方向移动距离的增大，图像逐渐变小，原理图如图1-15所示。

从图1-15可以看出，源图像在屏幕上对应的是黑框位置，在图像向Z轴正方向移动后，其在屏幕上对应的是黄框位置。随着图像沿Z轴离屏幕越来越远，图像和Camera的连线与屏幕的交点所形成的图像越来越小。这一点不难理解，就像图1-16中的铁轨。

我们都知道两条铁轨之间的距离是完全相同的，但随着铁轨的远离，两条铁轨之间的距离看起来越来越小。

关于第二个现象，为什么屏幕上图像的左上角位置始终不变呢？

前面曾经提到过Camera的位置在3D坐标系的（0，0，-576）处，其投影到View上位于View的左上角处，所以当图像远离Camera时，都是以左上角为原点来缩小的，如图1-17所示。

（2）沿Z轴负方向平移

相反地，如果我们让物体沿Z轴负方向移动，即将示例中的移动代码改为：

需要注意，为了更好地演示效果，这里不仅取了负号而且乘以了2，Z轴负方向的最大移动距离变为-720，效果如图1-18所示。

从图1-18可以看出，随着物体向Z轴负方向移动，图像逐渐变大，但在达到一定的大小后，图像却突然不见了。

在这里读者可能会产生两个疑问：

●为什么图像会变大呢？

●为什么图像会消失呢？

首先，对于第一个问题，随着物体向Z轴负方向移动，图像逐渐变大，这是因为Camera在Z轴上位于-576 px处，所以当物体向Z轴负方向移动时，其实是距离Camera越来越近了，当然图像会越来越大。而且，当图像大到一定程度时，我们就只能看到其中一部分。同样地，由于Camera投影到View上时位于View的左上角，所以图像在变大的过程中仍然是以左上角为原点变大的。

但当物体移动到Camera位置时，就看不到物体了，这时的表现是屏幕上没有对应的图像。这一点其实也很好理解，你可以拿着一个水杯，将其由远及近地靠近你的一只眼睛，当水杯跟你的眼睛平齐时，即水杯在耳朵位置时，你就看不到水杯了。

到这里，有关3D效果中的平移就介绍完了。相对而言，3D效果中的平移理解起来困难一些，我们可以用生活中的例子来演示这个效果。比如，你把眼睛当作Camera，用一个物体来模拟View，在眼前来回移动这个物体，这样就可以辅助理解camera.translate相关参数的意义与效果。

1.2.2　旋转

旋转是3D动画的核心效果，但因为单个View是没有厚度的，所以通过它制作出来的旋转效果并不算是真正的3D效果，而是伪3D效果。但我们可以像开始介绍的StereoView控件一样，通过多个View的组合旋转来实现看起来更真实的3D效果。

旋转的函数总共有4个，其中rotate（float x，float y，float z）可以同时指定3个维度的旋转角度，但它是API 12后才加入的新函数，而其他3个函数都只能一次绕一个维度旋转，它们在API 1时就已经存在。当然，如果你需要在API 12之前同时绕多个维度旋转，可以多次调用旋转函数。

1.绕X轴旋转

将示例中的Camera操作代码改为：

效果如图1-19所示。

因为3D坐标系的原点位于View的左上角，所以，当图像绕X轴旋转时，是直接绕X轴旋转的。但是，在旋转到90°时，就看不到图像了。

首先，绕X轴的正方向旋转，如图1-20所示。

图1-20展示了X、Y、Z轴各自的旋转正方向，在后面的demo效果图中，我们也可以具体查看。

旋转过程中的示意图如图1-21所示。

图1-21显示了旋转前和旋转后屏幕上图像的示意图。原始图像是黑框，旋转后的图像是黄框。大家也可以拿一张纸在摄像机前旋转并模拟这个过程，以更好地理解旋转功能。

因为Camera的位置在（0，0，-576）处，也就是说Camera在3D坐标系Z轴上的-576 px处，当图像旋转到90°时，Camera与图像在一个平面上，这时屏幕上的效果就是在图像旋转90°以后（大于90°且小于270°）什么也看不到了。

2.绕Y轴旋转

将demo的代码改为：

效果如图1-22所示。

从图1-22可以看出，图像默认是绕Y轴旋转的，在旋转90°以后（大于90°且小于270°），Camera与图像在一个平面上，图像与屏幕的View区域没有交集，所以不显示任何内容。

3.绕Z轴旋转

将demo的代码改为：

效果如图1-23所示。

同样地，以坐标系原点为中心绕Z轴旋转。在图像旋转90°以后（大于90°且小于270°），图像就与View没有交集了，所以屏幕上没有任何图像，即屏幕上不显示任何内容。

4.调整旋转中心点

从上面的效果可以看出，默认都是围绕X、Y、Z轴旋转的，有时我们想实现翻转卡片的效果，扫码查看右侧效果图。

在这个示例中，很明显，旋转中心点变为了图像中心点。那么怎么调整旋转中心点呢？

如果我们想将默认的3D坐标系中心点调整到（x，y）位置，只需要在获取矩阵后，通过下面的代码将中心点位置调整到（x，y）位置：

有关这段代码，我们会放在第2章讲解位置矩阵时详细说明，在这里，大家只要会用就行。但需要特别注意的一点是，这里是通过后期改变矩阵的值来改变旋转中心点的，并没有改变原始Camera的位置，Camera在View所在的2D坐标系中的投影位置依然在View的左上角（0，0）处。

比如，我们修改一下demo中的代码，将旋转中心点改为图像中心点：

这段代码比较好理解，只是在操作了Camera以后，通过camera.getMatrix（matrix）获取对应操作的matrix数组，然后通过调整旋转中心点的代码，将旋转中心点调整到图像中心点。

调整中心点后绕X轴旋转的效果如图1-24所示。

同样地，调整旋转中心点到图像中心点后，绕Y轴旋转的效果如图1-25所示。

最后，再来看看在调整旋转中心点到图像中心点后，绕Z轴旋转的效果如图1-26所示。

1.2.3　改变Camera的位置

在API≥15时，Camera类新增了几个函数来获取和改变Camera的位置：

1.Camera的坐标单位

这里有一个非常奇怪的问题，那就是Camera的坐标单位不是px，而是其每个单位表示72 px。

这个单位的表示函数可以在Android底层的图像引擎Skia中找到。在Skia中，Camera的位置单位是英寸，1英寸可换算为72 px，而在Android中把这个换算函数照搬了过来。这个换算函数是固定的，不会随着手机分辨率的改变而变化。

比如，我们在onDraw中通过日志获取Camera默认的位置信息，代码如下：

日志如图1-27所示。

可以看到，在默认的情况下，Camera的位置在View左上角外部，并且位于Z轴的-576 px位置（-8×72=-576）。

2.更改Camera的位置

我们可以通过void setLocation（float x，float y，float z）来设置Camera的位置。但需要注意的是，设置位置时，一个单位相当于72 px，所以这里的参数值需要做单位变换。

假如我们将Camera的位置从默认的左上角外部移到图像中心点外部，代码如下：

从上面的代码可以看出，我们通过getWidth（）/2得到了中心点位置的坐标，然后除以72换算成英寸单位。需要注意的是，Y轴的正方向是沿着屏幕向上的，所以，我们若要让Camera向下移动，需要将移动距离设置为-centerY。

效果如图1-28所示。

这里有两点需要注意：

（1）当将Camera移到图像中心点外部以后，图像只显示右下角的四分之一，这是为什么呢？

（2）当将Camera移到图像中心点外部以后，图像的旋转中心仍在图像的左上角。Camera的位置可以通过setLocation函数来改变，而如果我们想要改变3D坐标系的位置，则需要通过Matrix操作来实现。

下面的示意图展示了Camera从图像的左上角外部移到图像中心点外部的过程，如图1-29所示。

在图1-29中，红色框表示当Camera在图像左上角外部时显示的图像范围，此时，整个图像都可以得到显示；绿色框表示在Camera移到图像中心点外部以后，显示范围随着Camera移动的情况。从这个示意图可以看出，在Camera移到图像中心点外部以后，只能显示右下角部分的图像，与代码运行效果相同。

Camera的移动与图像显示理解起来相对有些难度，大家可以把A4纸当作View，把手机摄像头当作Camera，通过移动手机摄像头来查看手机屏幕中显示内容的变化情况，两者的原理完全相同。