图片(旋转/缩放/翻转)变换效果(ccs3/滤镜/canvas)
原文：http://www.cnblogs.com/cloudgamer/archive/2010/08/16/ImageTrans.html
以前要实现图片的旋转或翻转，只能用ie的滤镜来实现，虽然canvas也实现，但ie不支持而且不是html标准。
css3出来后，终于可以用标准的transform来实现变换，而canvas也已成为html5标准的一部分。
css3和html5使web变得越来越强大，各种新奇的技术正等待我们发掘。
本程序分别通过滤镜(ie)、ccs3和canvas来实现图片的旋转、缩放和翻转变换效果，可以用作图片查看器。
有如下特色：
1，用滤镜、ccs3和canvas实现相同的变换效果；
2，可任意角度旋转；
3，可任意角度翻转；
4，可扩展滚轮缩放；
5，可扩展拖动旋转。
兼容：ie6/7/8, firefox 3.6.8, opera 10.6, safari 5.0.1, chrome 5.0
效果预览
程序说明
【基本原理】
变换主要是利用css3的变换样式transform的matrix方法来实现。
ie不支持css3，但有Matrix滤镜也能实现类似的效果。
程序还用canvas，通过画图实现相同的效果。
【模式设置】
程序包含三种模式：css3、filter和canvas，程序初始化时，会根据自定义模式进行模式设置。
各个模式相关的属性和方法都存放在ImageTrans.modes中。
每个模式对象都包含support属性，表示当前浏览器是否支持该模式，还有几个方法：
init：初始化执行程序
load：加载图片执行程序
show：变换显示程序
dispose：销毁程序
使用这样的格式来自定义模式："css3|filter|canvas"，判断过程主要在_initMode程序中：
var modes = ImageTrans.modes;
this ._support = $$A.some( this .options.mode.toLowerCase().split( " | " ), function (mode){
mode = modes[ mode ];
if ( mode && mode.support ) {
...
return true ;
}
}, this );
程序会按顺序逐个判断，当浏览器支持该模式时就会用该模式的方法设置程序函数。
再用_support记录浏览器是否支持指定的模式。
如果浏览器支持，才执行_initContainer容器初始化程序和_init模式初始化程序。
【加载图片】
完成初始化设置后，再执行load方法加载图片。
在load方法中，主要对图片进行设置：
img.onerror || ( img.onerror = function (){ oThis.onError( " err image " ); } );
最后设置src加载图片。
图片加载成功后，会执行_LOAD程序，在里面会执行_load加载程序和reset方法。
在reset中，会重置变换参数，并执行_show模式画图程序：
this ._show();
这时，图片会以初始状态显示。
【图片变换】
图片加载完成后，就可以对图片进行变换。
各种变换方法保存在ImageTrans.transforms中，包括旋转、垂直翻转、水平翻转、缩放等。
变换结果是通过_y垂直变换参数、_x水平变换参数和_radian旋转变换参数计算得到的。
变换方法就是用来修改这些参数的方法。
一般的翻转是通过把_y或_x取反来实现的，是以图片本身为坐标的翻转。
但用户的习惯是按浏览器坐标来翻转的，当图片先旋转变换坐标后再翻转，就不符合用户习惯了。
为了能按视觉习惯坐标来翻转，程序使用的方法是先旋转再翻转来实现。
例如vertical垂直翻转是图片旋转180度，再进行一般的水平翻转：
而horizontal水平翻转也类似：
实际也是利用了一些坐标变换原理。
rotate旋转是以弧度为单位的，直接修改_radian参数。
rotatebydegress是以角度为单位的旋转，其实是用degress * Math.PI/180公式把角度转换成弧度。
left向左转90度是在原有弧度减Math.PI/2（即90度），而right向右转90度是加Math.PI/2。
scale缩放就是根据缩放比率分别对_y和_x进行修改。
程序定义了一个getZoom修正缩放比率函数：
return scale > 0 && scale >- zoom ? zoom :
scale < 0 && scale < zoom ?- zoom : 0 ;
}
只有当比率不会导致结果是反值的情况才会返回正确的比率。
这里主要是保证缩到最小时不会因为比率太大得到反值，导致图片翻转并放大。
当垂直和水平比率都不是0，才会对参数进行修改：
if ( hZoom && vZoom ) {
this ._x += hZoom; this ._y += vZoom;
}
这样可以保证水平和垂直缩放同时进行，保持图片比例。
要注意zoomin放大时要保证缩放比率为正数，zoomout缩小就要负数。
这些方法会在模式设置中扩展到程序中：
this [ name ] = function (){
transform.apply( this , [].slice.call(arguments) );
this ._show();
}
}, this );
在执行完变换方法后，就会执行_show来显示变换。
【transform】
变换换流程介绍完，就进入主题，介绍三个变换方法了。
先看看css3的transform，它包含以下变换方法：
matrix：矩阵变形，使用它就可以做到后面所有的变换，但使用相对麻烦；
translate/translateX/translateY：坐标变换，就是移动坐标的意思；
scale/scaleX/scaleY：缩放变换，放大缩小，取负值可以做翻转；
rotate：旋转变换，根据角度旋转；
skew/skewX/skewY：拉扯变换，就是上下或左右向不同的方向扯开的效果。
更详细的介绍请看w3c的CSS 2D Transforms 或者MDC的-moz-transform 。
要进行变换，首先要看看浏览器是否支持：
var style = document.createElement( " div " ).style;
return $$A.some(
[ " transform " , " MozTransform " , " webkitTransform " , " OTransform " , " msTransform " ],
function (css){ if ( css in style ) {
css3Transform = css; return true ;
}});
由于程序运行时文档可能还没载入，所以要手动创建一个元素来测试。
虽然w3c标准使用的是transform，但现阶段各浏览器还是需要各自的前缀。
当元素样式包含其中一个变换样式，说明该浏览器支持，再用css3Transform记录样式名字。
在css3模式的init程序中，会执行initImg方法对图片进行设置：
$$D.setStyle( img, {
position: " absolute " ,
border: 0 , padding: 0 , margin: 0 , width: " auto " , height: " auto " ,
visibility: " hidden "
});
container.appendChild( img );
主要是设置绝对定位、隐藏和重置样式，最后插入容器。
ps：图片对象虽然是用new Image()创建的，但也可以当作img元素来操作。
在load加载程序中，再对图片样式进行设置：
$$D.setStyle( img, {
top: ( this ._clientHeight - img.height ) / 2 + " px " ,
left: ( this ._clientWidth - img.width ) / 2 + " px " ,
visibility: " visible "
});
设置left和top使图片在容器里居中，并显示图片。
关键的show程序，用来进行图片变换，这里用的是matrix变换。
matrix有6个参数，前4个是矩阵变换参数，后两个是坐标变换参数。
要根据弧度旋转，可以这样设置矩阵：
cos(a) -sin(a)
sin(a) cos(a)
而缩放变换就这样设置：
sx 0
0 sy
旋转同时缩放，矩阵相乘得到：
cos(a)*sx -sin(a)*sy
sin(a)*sx cos(a)*sy
关于Matrix矩阵变换可以看w3c的Transform Matrix 。
getMatrix函数就是通过以上矩阵计算matrix参数：
var Cos = Math.cos(radian), Sin = Math.sin(radian);
return {
M11: Cos * x, M12: - Sin * y,
M21: Sin * x, M22: Cos * y
};
在show程序里面，用getMatrix得到参数后，就可以设置样式：
this ._img.style[ css3Transform ] = " matrix( "
+ matrix.M11 + " , " + matrix.M21 + " , "
+ matrix.M12 + " , " + matrix.M22 + " , 0, 0) " ;
在实际使用中，使用matrix可能要设置一堆可读性很差的数字，所以还是推荐用其他变换方法。
【Matrix滤镜】
ie的Matrix滤镜跟css3的matrix差不多，也能实现类似的变换。
Matrix滤镜有以下属性：
Dx/Dy：坐标变换参数；
enabled：是否可用；
FilterType：定义新内容的像素的方法；
M11/M12/M21/M22：矩阵变换参数；
SizingMethod：容器是否改变尺寸去适应目标图像。
详细参考msdn的Matrix Filter 和中文Matrix说明 。
判断浏览器是否支持，也是创建一个div，看它有没有"filters"属性：
在init程序中也用initImg方法对图片进行设置，此外还需要设置Matrix滤镜：
这里会设置SizingMethod属性，它有两个值，分别是：clip to original（容器不改变尺寸）和auto expand（容器改变尺寸以适应目标图像）。
如果使用默认值clip to original，容器的大小不会变，那么变换时超出容器的部分就会隐藏不见，所以这里要设为'auto expand'才能完整显示图片。
在load程序中显示图片，为了防止ie重复加载gif的bug还要重置onload为null。
ps：该bug的研究可以参考这里的显示预览部分 。
而show程序也跟css3模式类似，通过getMatrix方法获取变换参数，并设置到滤镜中：
$$.extend(
img.filters.item( " DXImageTransform.Microsoft.Matrix " ),
getMatrix( this ._radian, this ._x, this ._y )
);
滤镜使用了'auto expand'后，变换时图片元素尺寸会随着内容变化，所以要重新设置居中：
img.style.top = ( this ._clientHeight - img.offsetHeight ) / 2 + " px " ; img.style.left = ( this ._clientWidth - img.offsetWidth ) / 2 + " px " ;
ie还有其他变换滤镜，例如FlipH （水平翻转）、FlipV （垂直翻转）、Wave （扭曲）等。
【canvas】
通过滤镜和css3已经能在主流的浏览器上兼容实现相同的变换，最后再用canvas来实现。
canvas是一个用来绘制图形的元素，它最强大的地方在于结合js来绘制图形甚至制作动画和游戏。
ps：这里推荐几个入门文章：Opera的HTML 5 canvas 和深入了解canvas标签系列 。
要知道浏览器是否支持canvas，可以创建一个canvas元素，看它是否有"getContext"方法来判断：
getContext方法用来获取渲染空间（也叫上下文），之后会在这个空间绘图，相当于获取画布。
在init程序中，创建并设置canvas及其上下文context：
var canvas = this ._canvas = document.createElement( ' canvas ' ),
context = this ._context = canvas.getContext( ' 2d ' );
$$D.setStyle( canvas, { position: " absolute " , left: 0 , top: 0 } );
canvas.width = this ._clientWidth; canvas.height = this ._clientHeight;
this ._container.appendChild(canvas);
程序中只需要2D canvas，所以用getContext('2d')就行了。
ps：关于3D canvas在Opera的HTML 5 canvas有相关的介绍。
还需要设置尺寸，这里要注意要用width和height来设置，我试过用样式来设置，结果画图不正常。
在show程序中进行变换和画图：
context.save(); context.clearRect( 0 , 0 , clientWidth, clientHeight ); context.translate( clientWidth / 2 , clientHeight / 2 ); context.rotate( this ._radian ); context.scale( this ._x, this ._y ); context.drawImage( img, - img.width / 2 , - img.height / 2 ); context.restore();
这里用到了canvas几种方法：
save：保存状态；
clearRect：清除画布；
translate：水平/垂直移动坐标；
rotate：旋转坐标；
scale：缩放坐标；
drawImage：插入图像；
restore：恢复状态。
canvas没有直接清除整个画布的方法，只能用clearRect来间接实现。
它的四个参数用来定义一个矩形，只要定义一个画布大小的矩形就能清除整个画布了。
在canvas里面没有left/top，位置的变换只能用translate来设置，程序用它把坐标移到画布中心。
canvas没有Matrix那样的东西，只能用rotate和scale来变换，用法跟css3的类似。
canvas也没有css3的skew（拉扯)变换。
最后用drawImage画图，可以是img元素、Image对象或Canvas元素，另外两个参数是画图位置，程序用它来居中图像。
每次画图都可能会改变坐标，下次想还原坐标来画图要逐个恢复会很麻烦，这时应该用save和restore来保存和还原状态。
save和restore能保存和还原包括translate、rotate、scale变换后的画布状态，常常配合clearRect来做动画。
除了以上方法，canvas还有很多属性和方法来绘图，详细可以看HTML DOM CanvasRenderingContext2D 对象 。
【拖动旋转/滚轮缩放】
拖动旋转效果是在容器按下鼠标并拖动的过程中，图像会跟着鼠标转动。
原理是以容器中点为中心，计算按下鼠标位置的弧度R1和拖动到达位置的弧度R2，两者的差就是根据鼠标要旋转的弧度，再加上原来的弧度R0，即R2-R1+R0，就能得到当前要设置的弧度了。
关键的地方就在于如何获取这个弧度，如果要手动计算这个值会很复杂，好在js提供了Math.atan2(y,x)方法，可以返回由 X 轴到 (y,x) 点的弧度，这样直接用坐标就可以得到弧度。
例如中心坐标是(x,y)，某一点的坐标是(x1,y1)，可以这样得到那个点相对中心坐标的弧度：Math.atan2(y1-y,x1-x)。
首先在鼠标的mousedown中记录容器的中心坐标：
this ._mrX = rect.left + this ._clientWidth / 2 ;
this ._mrY = rect.top + this ._clientHeight / 2 ;
再根据clientX/clientY当前位置坐标计算弧度：
这里把原来的弧度也顺便计算了。
在拖动的过程中，根据移动坐标获取弧度，并调用rotate来旋转：
ps：拖动效果请看这里关于拖动的研究 。
滚轮缩放效果就是在容器上滚动鼠标会自动实现缩放效果。
这个比较简单，主要是一些兼容问题，相关研究可以参考这里的鼠标滚动缩放 。
使用技巧
【模式选择】
模式设置中说明了自定义模式可以用这样的格式："css3|filter|canvas"。
程序会自动按优先顺序选择支持的模式。
为了尽量保证浏览器支持选择的模式，可以把三个模式都用上。
一般filter是必须的，因为目前ie只支持这个，而css3和canvas可以自行选择。
我在自己的电脑做了效率测试（就是用鼠标狂转图片），看cpu的占用情况：
ff css3 40%
ff canvas 35%
opera css3 30%
opera canvas 35%
chrome css3 25%
chrome canvas 55%
safari css3 20%
safari canvas 55%
看来在ff和opera是canvas好一点，在WebKit就是css3快得多。
但canvas只能画静态图片，对于gif那样的动态图片只能显示一帧，所以还是选css3比较好。
还有css3的变换能用在所有元素中（ie8的滤镜也可以），适用在html的变换，而canvas就更适合做复杂的图形和动画。
【选择图片】
程序实例化之后，还需要调用load方法加载指定的图片。
参数可以是图片的路径，data url（支持的话），ie6还可以用本地路径。
如果是gif图片，就要注意不要用canvas，原因上面也说了，canvas只能显示一帧图片。
使用说明
实例化时，必须有容器对象或id作为参数：
然后调用load方法加载图片：
可选参数用来设置系统的默认属性，包括：
属性: 默认值//说明
mode: "css3|filter|canvas",
zoom: .1,//缩放比率
onPreLoad: function(){},//图片加载前执行
onLoad: function(){},//图片加载后执行
onError: function(err){}//出错时执行
其中zoom、onPreLoad、onLoad、onError属性可以在程序初始化后动态设置。
提供以下变换方法：
vertical：垂直翻转
horizontal：水平翻转
rotate: 旋转
left：向左转90度
right：向右转90度
rotatebydegress：根据角度旋转
scale：缩放
zoomin：放大
zoomout：缩小
还提供了以下方法：
load：加载图片；
reset：重置图像为默认状态；
dispose：销毁程序。
加入拖动旋转扩展程序或滚轮缩放扩展程序后，会自动启用，可以自定义mouseRotate或mouseZoom属性为false来取消。
程序源码
var ImageTrans = function (container, options){
this ._initialize( container, options );
this ._initMode();
if ( this ._support ) {
this ._initContainer();
this ._init();
} else { // 模式不支持
this .onError( " not support " );
}
};
ImageTrans.prototype = {
// 初始化程序
_initialize: function (container, options) {
var container = this ._container = $$(container);
this ._clientWidth = container.clientWidth; // 变换区域宽度
this ._clientHeight = container.clientHeight; // 变换区域高度
this ._img = new Image(); // 图片对象
this ._style = {}; // 备份样式
this ._x = this ._y = 1 ; // 水平/垂直变换参数
this ._radian = 0 ; // 旋转变换参数
this ._support = false ; // 是否支持变换
this ._init = this ._load = this ._show = this ._dispose = $$.emptyFunction;
var opt = this ._setOptions(options);
this ._zoom = opt.zoom;
this .onPreLoad = opt.onPreLoad;
this .onLoad = opt.onLoad;
this .onError = opt.onError;
this ._LOAD = $$F.bind( function (){
this .onLoad(); this ._load(); this .reset();
this ._img.style.visibility = " visible " ;
}, this );
$$CE.fireEvent( this , " init " );
},
// 设置默认属性
_setOptions: function (options) {
this .options = { // 默认值
mode: " css3|filter|canvas " ,
zoom: . 1 , // 缩放比率
onPreLoad: function (){}, // 图片加载前执行
onLoad: function (){}, // 图片加载后执行
onError: function (err){} // 出错时执行
};
return $$.extend( this .options, options || {});
},
// 模式设置
_initMode: function () {
var modes = ImageTrans.modes;
this ._support = $$A.some( this .options.mode.toLowerCase().split( " | " ), function (mode){
mode = modes[ mode ];
if ( mode && mode.support ) {
mode.init && ( this ._init = mode.init); // 初始化执行程序
mode.load && ( this ._load = mode.load); // 加载图片执行程序
mode.show && ( this ._show = mode.show); // 变换显示程序
mode.dispose && ( this ._dispose = mode.dispose); // 销毁程序
// 扩展变换方法
$$A.forEach( ImageTrans.transforms, function (transform, name){
this [ name ] = function (){
transform.apply( this , [].slice.call(arguments) );
this ._show();
}
}, this );
return true ;
}
}, this );
},
// 初始化容器对象
_initContainer: function () {
var container = this ._container, style = container.style, position = $$D.getStyle( container, " position " );
this ._style = { " position " : style.position, " overflow " : style.overflow }; // 备份样式
if ( position != " relative " && position != " absolute " ) { style.position = " relative " ; }
style.overflow = " hidden " ;
$$CE.fireEvent( this , " initContainer " );
},
// 加载图片
load: function (src) {
if ( this ._support ) {
var img = this ._img, oThis = this ;
img.onload || ( img.onload =