JavaFXの座標系と座標変換

JavaFXに関してたくさんの解説がネットや書籍に載っていますが、意外なことに JavaFXの座標系に関する解説が少ないようです。

この記事では JavaFx の座標系と、座標変換に関して解説します。

JavaFXの座標系

まず、JavaFxで使用されているワールド座標を示します。ワールド座標とは、JavaFXのコントロールや図形が置かれる座標空間です。

図1 JavaFXのワールド座標

図は、3Dカメラを用いない場合の Scene で使われるワールド座標系です。 z軸も書いてあるのは、2Dグラフィックスでも画面の深さ方向の座標(Z軸)が使われることがあるからです。

Scene(ウィンドウ) の左上が座標系の原点で、そこから右方向にX軸が、下方向にY軸が伸びます。画面に潜る方向がZ軸の正方向になります。軸目盛の単位はピクセルです。

3Dカメラを用いない Scene では、Scene とワールド座標の関係は固定されています。 3Dカメラに関しては「変換」の説明が終わってから説明します。

Scene のルートコンテナに登録された個々のノード(コントロールやコンテナや図形)は、自身のローカル座標を持ちます。

例えば、2次元図形の　Rectangle は矩形の左上の座標をプロパティ x, y　に保持しますがこれはローカル座標です。

3次元図形の Box(箱型) や Sphere(球) はその中心が常に座標 (0, 0) になりますが、 (0、0) はローカル座標です。つまり3次元図形は自身のローカル座標の中を動くことができません。

図2 JavaFX の座標系の階層構造

ローカル座標は親ノードのローカル座標の中に置かれます。初期状態では親ノードのローカル座標とノードのローカル座標は一致しています。つまり、ノードにTransform(変換)が無く、 layoutX, layoutYプロパティもゼロのままならば、子ノードと親ノードのローカル座標系は一致します。

もし、ノード自身、およびSceneに至るまでの全ての直系の親ノードに Transform(変換)が無く、 layoutX, layoutYプロパティもゼロのままならば、ローカル座標はグローバル座標と一致します。

JavaFxではローカル座標系は図形に固定された座標系ととらえ、ワールド座標系での図形の位置は、ワールド座標に対するローカル座標を変更する ことで行います。

つまり JavaFX のノード Transform(変換)+layoutX+LayoutY はノードの親のローカル座標に対する 自身のローカル座標を決定するためのものなのです。別の言い方をすれば、親のローカル座標に対する 自身のローカル座標を定義するためのものなのです。

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