JS图形编辑器场景坐标视口坐标的相互转换

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  • 视口坐标转换为场景坐标
  • 场景坐标转换为视口坐标

图形编辑器坐标系

图形编辑器的坐标系有两种。

一个是场景(scene)坐标系,一个是 视口(viewport)坐标系。视口就是场景的一个子区域。

假设我们的视口的原点,离场景原点的坐标水平和垂直距离分别为 scrollX 和 scrollY。

先 不考虑缩放,假设我们在视口坐标上的某个地方点击了一下,这个坐标是 (x, y)。这个坐标在场景坐标系中,就是:

const sceneX = scrollX + x;
const sceneY = scrollY + y;

挺简单。

视口坐标转换为场景坐标

下面我们引入画布缩放,即画布可以缩小和放大,对应的一个比例值 zoom。

视口中的某个坐标 (x, y) 在场景坐标系,则是 :

function viewportCoordsToSceneCoords(x, y, scrollX, scrollY, zoom) {
  return {
  x: scrollX + x / zoom,
  y: scrollY + y / zoom
  }
}

之所以要用 x 除以 zoom,是因为此时视口中展示的是缩放后的图形,里面的坐标都是缩放后的值。所以需要先转换为 zoom 值为 1 对应的真实值。

场景坐标转换为视口坐标

然后我们反过来,如何从场景坐标 (x, y) 转换为视口坐标?将前面的公式做等式变换即可:

function sceneCoordsToViewportCoords(x, y, scrollX, scrollY, zoom) {
  return {
  x: (x - scrollX) * zoom,
  y: (y - scrollY) * zoom
  };
}

我们通常是使用按键加滚轮的方式让画布以光标为中心进行缩放,或按按钮进行缩放,

为了让缩放后的场景还能对上缩放前光标的位置,我们需要计算缩放后的 scrollX 和 scrollY,进行校准。

核心思路是 保持缩放前点到视口左上角距离(视口坐标系)相同

function calScrollVal(cx, cy, prevZoom, zoom, scrollX, scrollY) {
  // 先计算目标点的场景坐标(这里 cx 和 cy 是基于视口坐标系的)
  const { x: sceneX, y: sceneY } = viewportCoordsToSceneCoords(cx, cy, prevZoom, scrollX, scrollY);
  // 缩放后画布缩放比变成了 zoom,距离视口左上角的距离变成了 cx / zoom
  // 减去这个距离,就是新的 scrollX 了。
  const newScrollX = sceneX - cx / zoom;
  const newScrollY = sceneY - cy / zoom;
  return {
    x: newScrollX,
    y: newScrollY
  };
}

再说点别的。

可能会有这么一种情况,就是实际的视口区域的原点坐标有一些偏移,偏移了 offsetX 和 offsetY,见下图。

我们只需要将前面代码中的 scrollX 变成 (scrollX + offsetX),scrollY 变成 (scrollY + offsetY),其他不变。

就这些了。

总结一下,视口坐标是场景坐标平移并缩放后的结果,所以视口转场景,需要除以 zoom 再加上偏移值。在图形编辑器中,会有相当多的坐标系转换逻辑,这两个坐标系的关系需要好好消化理解,更多关于JS场景视口坐标转换的资料请关注我们其它相关文章!

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