SVG坐標系統


SVG的畫布、畫布視區(viewBox)、瀏覽器視窗的概念

畫布

畫布是繪制SVG內容的一塊區域,理論上在所有維度上都是無限的。(也有人稱為“SVG世界”,但我覺得叫畫布比較合適)

畫布視區(viewBox)

就是截取畫布某一塊矩形區域作為顯示的區域。(有人也稱為“視野”或“視區盒子”,但我覺得不夠形象。viewBox是與畫布相關的,那既然是畫布的可視區,那叫畫布視區比較容易顧名思義。)

控制畫布視區有兩個屬性:viewBox、preserveAspectRatio。

viewBox

viewBox指定可視區的位置和大小,值有4個數字:viewBox="x, y, width, height" 。

參數 描述
x 左上角橫坐標
y 左上角縱坐標
width 寬度
height 高度

preserveAspectRatio

preserveAspectRatio指定viewbox在viewport中的縮放和對齊方式。preserveAspectRatio = "align meetOrSlice"    

align參數的值有分為兩個部分,第一個部分指定X坐標的對齊方式,第二個部分指定Y坐標的對齊方式。下面列出了所以的X和Y對齊方式:

參數 描述
xMin viewBox的最小X值對齊viewport的左邊部
xMid viewBox的X軸中點對齊viewport的X軸中點
xMax viewBox的最大X值對齊viewport的右邊部
YMin viewBox的最小Y值對齊viewport的頂邊
YMid viewBox的Y軸中點對齊viewport的Y軸中點
YMax viewBox的最大Y值對齊viewport的底邊

你可以將X對齊和Y對齊兩兩結合組成一個align參數,例如:xMaxYMax或xMidYMid。

注意:

1. 默認值是xMidYMid。

2. 如果align設置為none,圖形會被縮放以適應viewport大小,而不會管它的寬高比。

meetOrSlice參數指明viewbox的縮放方式。

參數 描述
meet( 默認值) 保持縱橫比縮放viewBox適應viewport。
PS:整個viewBox包含在viewport里。
slice 保持縱橫比同時比例小的方向放大填滿viewport。
PS:這里注意這個“滿”,就是填充了。
none 不保留寬高比。縮放圖像適合整個viewport

瀏覽器視窗(viewport)

用戶所能看到的區域,區域大小等於其設置的寬度和高度。(這里之所加上“瀏覽器”,是為了與畫布視區區分開來。)

示例:

慕課網SVG教程對於ViewBox的示例,我覺得不錯,可以自己實踐操作,看看效果。

SVG中的圖形分組

SVG用<g>標簽來創建分組,分組元素用於在邏輯上對相關的圖形元素進行分組。分組里面的元素會繼承分組的屬性,另外分組可嵌套使用。

示例:

<svg viewBox="0 0 95 50"
     xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
   <g stroke="green" fill="white" stroke-width="5">
     <circle cx="25" cy="25" r="15"/>
     <circle cx="40" cy="25" r="15"/>
     <circle cx="55" cy="25" r="15"/>
     <circle cx="70" cy="25" r="15"/>
   </g>
</svg>
效果:
 
坐標系統概述

SVG使用的是笛卡爾直角坐標系,為圖形做一個統一的定位基准。笛卡爾坐標系就是直角坐標系和斜角坐標系的統稱。相交於原點的兩條數軸,構成了平面放射坐標系。兩條數軸互相垂直的笛卡爾坐標系,稱為笛卡爾直角坐標系。

出於對閱讀習慣(瀏覽器)的考慮和DOM的坐標的習慣,SVG使用的是y軸朝下的,所以角度的正方向是順時針的。

四個坐標系

1. 用戶坐標系(User Coordinate)

也可以稱為原始坐標系,是畫布的坐標系。

2. 自身坐標系(Current Coordinate)

每個圖形或分組都會產生一個自身坐標系,用於定義自己的一些圖形屬性,例如寬高、位置。

3. 前驅坐標系(Previous Coordinate)

即是父容器坐標系。

4. 參考坐標系(Reference Coordinate)

需要對某些圖形進行觀察、測量的一個坐標系。(例如需要是圖形對齊時,就需要選取一個參考坐標系,一般是原始坐標系。)

示例:

<svg viewBox="0 0 95 50"
     xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
   <g stroke="green" fill="white" stroke-width="5">
     <circle cx="25" cy="25" r="15"/>
     <circle cx="40" cy="25" r="15"/>
     <circle cx="55" cy="25" r="15"/>
     <circle cx="70" cy="25" r="15"/>
   </g>
</svg>

1. <svg>使用原始坐標系。

2. cx="25" cy="25" r="15"是circle的自身坐標系。

3. <g>是<circle>前驅坐標系。

坐標變換

1. 坐標變換定義

SVG中,坐標變換是對一個坐標系到另一個坐標系的變換的描述。

2. 線性變換

SVG的坐標變換是使用線性變換的。(線性代數里面有講這東西)

線性變換方程

X' = aX + cY + e

Y' = bX + dY + f

變換矩陣(Matrix),記為M

這樣類似平移、旋轉、縮放的操作都可以用矩陣來表示。

3. 線性變換列表

表示一系列的變換,結果為變換的矩陣的乘積。(注意后變換的要放在前面)

例如:

旋轉30°之后,再向x、y正方向各平移10。

4. transform屬性

transform屬性:定義應用於元素及其子元素的變換列表,每個變換由空格或逗號分隔。

PS:MDN關於transform屬性的解釋可能有一點錯。

原文:The transform attribute defines a list of transform definitions that are applied to an element and the element's children. The items in the transform list are separated by whitespace and/or commas, and are applied from right to left.

“applied from right to left.”這里說變換應用是從右到左的,但其實應該是正常的從左到右,矩陣的計算才是從右到左。

屬性 描述 示例
matrix(<a> <b> <c> <d> <e> <f>) 使用變換矩陣 向右平移10
matrix(1,0,0,1,10,0)
translate(<x> [<y>]) 平移
PS:y默認是0
向右平移10
translate(10)
scale(<x> [<y>]) 縮放
PS:y未取值時,值等於x
放大2倍
scale(2)
rotate(<a> [<x> <y>]) 旋轉
當x、y沒值時,旋轉的圓心是用戶坐標系;
當x、y有值時,旋轉的圓心是(x,y);
旋轉30°
rotate(30)
skewX(<a>) 向x斜切a度 斜切45度
skewX(45)
skewY(<a>) 向y斜切a度 斜切45度
skewY(45)

注意:

1. 都是沒有單位的

2. 進行了變換后,后續的變換都是基於我已經變換的自身坐標系進行的。

示例:

<html>
    <head>
        <title>transform</title>
        <style>
            body {
                background: #eee;
            }
            svg {
                position: absolute;
                border: 1px solid green;
                width: 300px;
                height: 200px;
                left: 50%;
                top: 50%;
                margin-top: -100px;
                margin-left: -150px;
                background: white;
            }
        </style>
    </head>
    <body>
          <svg id="svg" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
               <rect width="200" height="100" stroke="red" stroke-width="2" fill="none" transform="rotate(30) translate(50)"/>
          </svg>
    </body>
</html>

效果:

這里可以看到,進行旋轉30度后,再平移已經不是根據原先自身坐標系了,而是變換后的自身坐標系。藍色的線段就是平移50的效果。

 

總結

該文章是SVG課程(慕課網)的學習筆記,以及查閱一些資料,加上我個人理解的一個總結。

 
參考文獻
 
本文為原創文章,轉載請保留原出處,方便溯源,如有錯誤地方,謝謝指正。


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