HarmonyOS鸿蒙Next中Matrix4矩阵变换与3D效果

HarmonyOS鸿蒙Next中Matrix4矩阵变换与3D效果 如何在 ArkUI 中使用 Matrix4 实现复杂的 2D/3D 变换效果？如何实现透视效果？如何组合多个变换？如何实现卡片的 3D 翻转效果？（问题来源项目案例整理:https://github.com/heqiyuan35-creator/HydroQuiz.git）

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Matrix4 提供了强大的矩阵变换能力，可以实现复杂的 2D/3D 效果。

基础变换：

import { matrix4 } from '@kit.ArkUI';

@State cardMatrix: matrix4.Matrix4Transit = matrix4.identity();

// 创建变换矩阵
private updateTransform(): void {
  this.cardMatrix = matrix4.identity()
    .translate({ x: 10, y: 20, z: 0 })  // 平移
    .rotate({ x: 1, y: 0, z: 0, angle: 15 })  // 绕X轴旋转
    .scale({ x: 1.1, y: 1.1, z: 1 });  // 缩放
}

Column() {
  CardView()
    .transform(this.cardMatrix)
}

3D 卡片翻转：

@State rotateY: number = 0;
@State showFront: boolean = true;

private flipCard(): void {
  animateTo({ duration: 400, curve: Curve.EaseInOut }, () => {
    this.rotateY = this.showFront ? 180 : 0;
  });
  // 在翻转到一半时切换正反面
  setTimeout(() => {
    this.showFront = !this.showFront;
  }, 200);
}

Stack() {
  if (this.showFront) {
    this.CardFront()
  } else {
    this.CardBack()
      .rotate({ y: 1, angle: 180 })  // 背面需要翻转180度
  }
}
.rotate({ y: 1, angle: this.rotateY, centerX: '50%', centerY: '50%' })
.onClick(() => this.flipCard())

触摸跟随 3D 倾斜：

@State touchRotateX: number = 0;
@State touchRotateY: number = 0;

Column() {
  CardView()
    .rotate({ x: 1, y: 0, z: 0, angle: this.touchRotateX })
    .rotate({ x: 0, y: 1, z: 0, angle: this.touchRotateY })
}
.gesture(
  PanGesture()
    .onActionUpdate((event: GestureEvent) => {
      // 根据触摸位置计算倾斜角度
      this.touchRotateY = event.offsetX * 0.1;  // 左右倾斜
      this.touchRotateX = -event.offsetY * 0.1;  // 上下倾斜
    })
    .onActionEnd(() => {
      // 松手后回弹
      animateTo({ duration: 300 }, () => {
        this.touchRotateX = 0;
        this.touchRotateY = 0;
      });
    })
)

更多关于HarmonyOS鸿蒙Next中Matrix4矩阵变换与3D效果的实战系列教程也可以访问 https://www.itying.com/category-93-b0.html


HarmonyOS Next的Matrix4类提供4x4矩阵变换能力，支持3D图形处理。它可实现平移、旋转、缩放等基础变换，并支持矩阵乘法实现复合变换。通过设置透视投影，能创建3D视觉效果。开发者可将其应用于ArkUI的图形绘制，实现3D界面元素。

在HarmonyOS Next的ArkUI中，Matrix4是实现2D/3D变换的核心。以下是对您问题的具体解答：

1. 基础使用与复杂变换 Matrix4是一个4x4矩阵，用于描述平移、旋转、缩放和错切。在ArkUI中，通过组件的transform属性应用。

// 平移 + 旋转 + 缩放
.matrix4(new Matrix4.identity()
  .translate(100, 50, 0)    // 平移
  .rotateX(30)              // X轴旋转30度
  .scale(1.5, 1.5, 1))      // 缩放

2. 透视效果实现 透视通过perspective()方法设置，参数为观察者到z=0平面的距离（单位px），值越小透视越强。

// 添加透视
.matrix4(new Matrix4.identity()
  .perspective(500)    // 透视距离500px
  .rotateY(45))        // 绕Y轴旋转

透视通常作为链式调用的第一个操作，影响后续所有变换。

3. 变换组合 多个变换通过链式调用自动组合，顺序影响最终效果（从右向左应用）：

// 先缩放，后旋转，最后平移
.matrix4(new Matrix4.identity()
  .scale(0.8, 0.8, 1)
  .rotateZ(15)
  .translate(20, 10, 0))

也可手动创建矩阵进行乘法组合：

let m1 = new Matrix4.identity().rotateX(30);
let m2 = new Matrix4.identity().translate(0, 0, 100);
let result = m2.multiply(m1);  // 先旋转后平移

4. 3D卡片翻转实现 结合状态管理和动画实现：

@State angle: number = 0;

// 点击触发翻转
toggleCard() {
  animateTo({ duration: 500 }, () => {
    this.angle = this.angle === 0 ? 180 : 0;
  });
}

// 卡片组件
.matrix4(new Matrix4.identity()
  .perspective(1000)
  .rotateY(this.angle))
.opacity(this.angle < 90 ? 1 : 0)  // 正面
// 背面组件需单独设置并反向旋转
.matrix4(new Matrix4.identity()
  .perspective(1000)
  .rotateY(this.angle - 180))

关键点：

  • 使用perspective()时，其父容器需设置clip: false避免裁剪
  • 3D变换需在支持3D渲染的组件上使用
  • 性能优化：避免在动画中频繁创建Matrix4对象，可复用实例

这些方法可直接应用于您提供的项目案例中，实现所需的2D/3D变换效果。

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