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# CSS3中的矩陣
CSS3中的矩陣指的是一個方法,書寫為`matrix()`和`matrix3d()`,前者是元素2D平面的移動變換(transform),后者則是3D變換。2D變換矩陣為3 * 3, 如上面矩陣示意圖;3D變換則是4 * 4的矩陣。
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# 應用場景
* SVG
* Canvas
* transform
* webgl
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# transform與坐標系統
transform 的rotate 其默認是繞著中心點旋轉的,而這個中心點就是transform-origin屬性對應的點,也是所有矩陣計算的一個重要依據點。

我們如果這樣設置:
~~~
transform-origin: 50px 70px;
~~~
則,中心點位置有中間移到了距離左側50像素,頂部70像素的地方(參見下圖),而此時的`(30, 30)`的坐標為白點所示的位置。

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# matrix
~~~
transform: matrix(a,b,c,d,e,f);
~~~

注意書寫方向是**豎著的**。
## 計算
矩陣第m行與第n列交叉位置的那個值,等于第一個矩陣第m行與第二個矩陣第n列,對應位置的每個值的乘積之和。

其中,`x`,`y`表示轉換元素的所有坐標(變量)了。
`ax+cy+e`為變換后的水平坐標,`bx+dy+f`表示變換后的垂直位置。
## transform
~~~
transform: matrix(a, b, c, d, 水平偏移距離, 垂直偏移距離);
~~~
## scale
~~~
`matrix(sx, 0, 0, sy, 0, 0);`,等同于`scale(sx, sy)`
~~~
## rotate
方法以及參數使用如下(假設角度為`θ`):
~~~
matrix(cosθ,sinθ,-sinθ,cosθ,0,0)
~~~
結合矩陣公式,就有:
~~~
x' = x*cosθ-y*sinθ+0 = x*cosθ-y*sinθ
y' = x*sinθ+y*cosθ+0 = x*sinθ+y*cosθ
~~~
# skew
拉伸也用到了三角函數,不過是`tanθ`,而且,其至于`b, c`兩個參數相關,書寫如下(注意`y`軸傾斜角度在前):
~~~
matrix(1,tan(θy),tan(θx),1,0,0)
~~~
套用矩陣公式計算結果為:
~~~
x' = x+y*tan(θx)+0 = x+y*tan(θx)
y' = x*tan(θy)+y+0 = x*tan(θy)+y
~~~
對應于`skew(θx + "deg",θy+ "deg")`這種寫法。
其中,`θx`表示`x`軸傾斜的角度,`θy`表示`y`軸,兩者并無關聯。
# 鏡像對稱
要實現API沒有提供的功能,需要使用matrix方法。
鏡像對稱即找到圖像的每個點在直線 y=kx 的對稱點。則`matrix`表示就是:
~~~
matrix((1-k*k) / (1+k*k), 2k / (1 + k*k), 2k / (1 + k*k), (k*k - 1) / (1+k*k), 0, 0)
~~~

證明:
點(x, y) 與 (x', y')所在的直線與 y = kx垂直,因為兩條垂直的線的斜率乘積為-1,因此
(y-y') / (x-x') = -1/k ①
易知 點(x, y) 與 (x', y')所在直線與直線y=kx的交點平分為線段x'y' x,y 的中點,因此
·(y+y') / 2 = k * (x +x') /2 ②
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聯立①和②并整理 x, y位置,得
`x' = (1-k*k)/(k*k+1) *x + 2k/(k*k+1) *y;`
`y' = 2k/(k*k+1) *x + (k*k-1)/(k*k+1) *y;`
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再結合矩陣公式:
`x' = ax+cy+e;`
`y' = bx+dy+f;`
我們就可以得到:
`a = (1-k*k)/(k*k+1);
`
`b = 2k/(k*k+1);
`
`c = 2k/(k*k+1);
`
`d = (k*k-1)/(k*k+1);`
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分別將a、b、c、d代入 transform: matrix(a, b, c, d, 0, 0);
> 因為 transform : rotate()旋轉的角度為順時針,計算k時要取相反數
# 3D變換中的矩陣
3D變換雖然只比2D多了一個D,但是復雜程度不只多了一個。從二維到三維,是從4到9;而在矩陣里頭是從3*3變成4*4, 9到16了。
其實,本質上很多東西都與2D一致的,只是復雜度不一樣而已。這里就舉一個簡單的3D縮放變換的例子。
對于3D縮放效果,其矩陣如下:

~~~
transform: matrix3d(sx, 0, 0, 0, 0, sy, 0, 0, 0, 0, sz, 0, 0, 0, 0, 1)
~~~
# 參考資料
[理解CSS3 transform中的Matrix(矩陣) 張鑫旭-鑫空間-鑫生活](https://www.zhangxinxu.com/wordpress/2012/06/css3-transform-matrix-%E7%9F%A9%E9%98%B5/comment-page-1/#comments)
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