HTML 5 Canvas – grundlegende Syntax

Kurze Beschreibung

Die 5-Spezifikation führt viele neue Funktionen ein, eines der am meisten erwarteten ist das Element. HTML 5 bietet eine Methode zum Zeichnen von Grafiken über JavaScript, die einfach zu verwenden, aber leistungsstark ist. Jedes Element hat einen „Kontext“ (denken Sie an eine Seite auf einem Zeichenbrett), in dem jede beliebige Form gezeichnet werden kann. Browser unterstützen mehrere Canvas-Kontexte und bieten Funktionen zum Zeichnen von Grafiken über verschiedene . Die 5-Spezifikation führt viele neue Funktionen ein, eines der am meisten erwarteten ist das Element. 5 bietet eine Methode zum Zeichnen von Grafiken über JavaScript, die einfach zu verwenden, aber leistungsstark ist. Jedes Element hat einen „Kontext“ (denken Sie an eine Seite auf einem Zeichenbrett), in dem jede beliebige Form gezeichnet werden kann. Browser unterstützen mehrere Canvas-Kontexte und bieten Funktionen zum Zeichnen von Grafiken über verschiedene .

Die meisten Browser unterstützen den 2D-Canvas-Kontext – einschließlich Opera, Firefox, Konqueror und Safari. Darüber hinaus unterstützen einige Versionen von Opera auch 3D-Canvas, und Firefox kann 3D-Canvas auch über Plug-Ins unterstützen:

Laden Sie Opera herunter, das 3D-Canvas, HTML
Artikel über den Opera 3D-Canvas-Kontext
Artikel über Firefox 3D Canvas
Kontext

In diesem Artikel werden die Grundlagen der 2D-Leinwand vorgestellt
und die Verwendung grundlegender Leinwandfunktionen wie Linien, Formen, Bilder und Text usw. Um diesen Artikel zu verstehen, sollten Sie sich besser mit den JavaScript-Grundlagen auskennen.

Sie können hier klicken, um den Beispielcode dieses Artikels stapelweise herunterzuladen

Canvas-Grundlagen

Die Methode zum Erstellen einer Leinwand ist sehr einfach. Fügen Sie einfach <canvas></canvas>im HTML<canvas></canvas> hinzu Seite > Element:

<code><canvas id="myCanvas" width="300" height="150">
Fallback content, in case the browser does not support Canvas.
</canvas></code>

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Um Elemente in JavaScript zu referenzieren, legen Sie am besten eine ID für das Element fest. Außerdem müssen Sie die Höhe und Breite der Leinwand festlegen.

Nachdem wir die Leinwand erstellt haben, bereiten wir den Pinsel vor. Um Grafiken im Canvas zu zeichnen, benötigen Sie JavaScript. Suchen Sie zuerst das Canvas getElementById-Element über die Funktion  getElementById  und initialisieren Sie dann den Kontext. Mithilfe der Kontext-API können dann verschiedene Grafiken gezeichnet werden. Das folgende Skript zeichnet ein Rechteck im Canvas (klicken Sie hier, um den Effekt zu sehen):

<code>// Get a reference to the element.
var elem = document.getElementById('myCanvas');

// Always check for properties 和 methods, to make sure your code doesn't break 
// in other browsers.
if (elem && elem.getContext) {
  // Get the 2d context.
  // Remember: you can only initialize one context per element.
  var context = elem.getContext('2d');
  if (context) {
    // You are done! Now you can draw your first rectangle.
    // You only need to provide the (x,y) coordinates, followed by the width and 
    // height dimensions.
    context.fillRect(0, 0, 150, 100);
  }
}</code>

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Sie können den obigen Code im Abschnitt head<code>head des Dokuments oder in einer externen Datei platzieren.

2D-Kontext-API

Nachdem wir vorgestellt haben, wie man eine Leinwand erstellt, werfen wir einen Blick auf die 2D-Canvas-API und sehen, was mit diesen Funktionen gemacht werden kann.

Grundlinien

Das obige Beispiel zeigt, wie einfach es ist, ein Rechteck zu zeichnen.

Sie können die Füllung und Linie des Rechtecks einfach über die Eigenschaften fillStyle und StrokeStyle festlegen. Farbwerte verwenden Methoden und Hexadezimalzahlen, (), () und () (sofern der Browser dies unterstützt, z. B. Opera10 und Firefox 3). Hexadezimale Zahlen, (), () und () (sofern vom Browser unterstützt, z. B. Opera10 und Firefox 3).

Mit fillRect<code>fillRect können Sie ein gefülltes Rechteck zeichnen. Verwenden Sie StrokeRect<code>strokeRect, um ein Rechteck nur mit einem Rand und ohne Füllung zu zeichnen. Wenn Sie einen Teil der Leinwand löschen möchten, können Sie clearRect<code>clearRect verwenden. Die Parameter der oben genannten drei Methoden sind die gleichen: x, y, width, height. Die ersten beiden Parameter legen die (x,y)-Koordinaten fest und die letzten beiden Parameter legen die Höhe und Breite des Rechtecks fest.

Sie können das Attribut lineWidth verwenden, um die Linienstärke zu ändern. Schauen wir uns die Verwendung von fillRect<code>fillRect,
StrokeRect<code>strokeRect clearRect<code>clearRect und andere Beispiele:

<code>context.fillStyle   = '#00f'; // blue
context.strokeStyle = '#f00'; // red
context.lineWidth   = 4;

// Draw some rectangles.
context.fillRect  (0,   0, 150, 50);
context.strokeRect(0,  60, 150, 50);
context.clearRect (30, 25,  90, 60);
context.strokeRect(30, 25,  90, 60);</code>

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Die Darstellung dieses Beispiels ist in Abbildung 1 dargestellt.

Example render of fillRect, strokeRect and clearRect.

Abbildung 1: FillRect-, StrokeRect- und
clearRect-Renderings

Pfad

Jede Form kann über den Leinwandpfad gezeichnet werden. Sie können zuerst den Umriss zeichnen, dann den Rand und die Füllung. Das Erstellen einer benutzerdefinierten Form ist einfach. Verwenden Sie  beginPath()<code> beginPath(), um mit dem Zeichnen zu beginnen, und verwenden Sie dann Linien, Kurven und andere Formen, um Ihre Form zu zeichnen. Rufen Sie nach dem Zeichnen fill<code>fill und Stroke<code>stroke auf, um eine Füllung hinzuzufügen oder einen Rahmen festzulegen. Rufen Sie  closePath()<code> closePath() auf, um das Zeichnen benutzerdefinierter Grafiken zu beenden.

Hier ist ein Beispiel für das Zeichnen eines Dreiecks:

<code>// Set the style properties.
context.fillStyle   = '#00f';
context.strokeStyle = '#f00';
context.lineWidth   = 4;

context.beginPath();
// Start from the top-left point.
context.moveTo(10, 10); // give the (x,y) coordinates
context.lineTo(100, 10);
context.lineTo(10, 100);
context.lineTo(10, 10);

// Done! Now fill the shape, 和 draw the stroke.
// Note: your shape will not be visible until you call any of the two methods.
context.fill();
context.stroke();
context.closePath();</code>

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Das Rendering ist in Abbildung 2 dargestellt.

Grundkenntnisse der HTML5-Canvas-Syntax_HTML5-Tutorial

图 2: 三角形

另一个较负责的例子中使用了直线、曲线和圆弧。

插入图像

drawImage 方法允许在 canvas 中插入其他图像
( img 和 canvas 元素) 。在 Opera 中可以再 canvas 中绘制 SVG 图形。此方法比较复杂，可以有3个、5个或9个参数：

3个参数：最基本的 drawImage 使用方法。一个参数指定图像位置，另两个参数设置图像在 canvas中的位置。
5个参数：中级的 drawImage 使用方法，包括上面所述3个参数，加两个参数指明插入图像宽度和高度 (如果你想改变图像大小)。
9个参数：最复杂 drawImage 杂使用方法，包含上述5个参数外，另外4个参数设置源图像中的位置和高度宽度。这些参数允许你在显示图像前动态裁剪源图像。

下面是上述三个使用方法的例子：

<code>// Three arguments: the element, destination (x,y) coordinates.
context.drawImage(<var>img_elem</var>, <var>dx</var>, <var>dy</var>);

// Five arguments: the element, destination (x,y) coordinates, and destination 
// width and height (if you want to resize the source image).
context.drawImage(<var>img_elem</var>, <var>dx</var>, <var>dy</var>, <var>dw</var>, <var>dh</var>);

// Nine arguments: the element, source (x,y) coordinates, source width and 
// height (for cropping), destination (x,y) coordinates, and destination width 
// and height (resize).
context.drawImage(<var>img_elem</var>, <var>sx</var>, <var>sy</var>, <var>sw</var>, <var>sh</var>, <var>dx</var>, <var>dy</var>, <var>dw</var>, <var>dh</var>);</code>

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其效果见图3.

Example rendering of drawImage.

图 3: drawImage 效果图。

像素级操作

2D Context API 提供了三个方法用于像素级操作：createImageData, getImageData, 和
putImageData。

ImageData对象保存了图像像素值。每个对象有三个属性: width, height 和
data。data 属性类型为CanvasPixelArray，用于储存<var>width</var>*<var>height</var>*4个像素值。每一个像素有RGB值和透明度alpha值(其值为 0 至
255，包括alpha在内!)。像素的顺序从左至右，从上到下，按行存储。

为了更好的理解其原理，让我们来看一个例子——绘制红色矩形

<code>// Create an ImageData object.
var imgd = context.createImageData(50,50);
var pix = imgd.data;

// Loop over each pixel 和 set a transparent red.
for (var i = 0; n = pix.length, i </code>

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注意: 不是所有浏览器都实现了 createImageData。在支持的浏览器中，需要通过 getImageData 方法获取 ImageData 对象。请参考示例代码。

通过 ImageData 可以完成很多功能。如可以实现图像滤镜，或可以实现数学可视化 (如分形和其他特效)。下面特效实现了简单的颜色反转滤镜：

<code>// Get the <code>CanvasPixelArray</code> from the given coordinates and dimensions.
var imgd = context.getImageData(<var>x</var>, <var>y</var>, <var>width</var>, <var>height</var>);
var pix = imgd.data;

// Loop over each pixel and invert the color.
for (var i = 0, n = pix.length; i ImageData</code> at the given (x,y) coordinates.
context.putImageData(imgd, <var>x</var>, <var>y</var>);

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图 4 显示了使用此滤镜后的 Opera
图像 (图 3是原图)。

Example rendering of the invert color filter.

图 4: 颜色反转滤镜

文字

虽然最近的 WebKit 版本和 Firefox 3.1 nightly build 才开始支持 Text API ，为了保证文章完整性我决定仍在这里介绍文字 API 。

context 对象可以设置以下 text 属性：

font：文字字体，同属性属性
textAlign：文字水平对齐方式。可取属性值: start, end, left,
right, center。默认值:
start.
textBaseline：文字竖直对齐方式。可取属性值：top, hanging, middle,
alphabetic, ideographic, bottom。默认值：alphabetic.

有两个方法可以绘制文字： fillText 和 strokeText。第一个绘制带 fillStyle 填充的文字，后者绘制只有 strokeStyle 边框的文字。两者的参数相同：要绘制的文字和文字的位置(x,y) 坐标。还有一个可选选项——最大宽度。如果需要的话，浏览器会缩减文字以让它适应指定宽度。

文字对齐属性影响文字与设置的
(x,y) 坐标的相对位置。

下面是一个在 canvas 中绘制"hello world" 文字的例子

<code>context.fillStyle    = '#00f';
context.font         = 'italic 30px sans-serif';
context.textBaseline = 'top';
context.fillText  ('Hello world!', 0, 0);
context.font         = 'bold 30px sans-serif';
context.strokeText('Hello world!', 0, 50);</code>

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图 5 是其效果图。

Example text render.

图 5: 文字效果

阴影

目前只有 Konqueror 和 Firefox 3.1 nightly build 支持 Shadows API 。API 的属性为：

shadowColor：阴影颜色。其值和 CSS 颜色值一致。
shadowBlur：设置阴影模糊程度。此值越大，阴影越模糊。其效果和 Photoshop 的高斯模糊滤镜相同。
shadowOffsetX 和 shadowOffsetY：阴影的 x 和 y 偏移量，单位是像素。

下面是 canvas 阴影的例子：

<code>context.shadowOffsetX = 5;
context.shadowOffsetY = 5;
context.shadowBlur    = 4;
context.shadowColor   = 'rgba(255, 0, 0, 0.5)';
context.fillStyle     = '#00f';
context.fillRect(20, 20, 150, 100);</code>

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其效果见图 6。

Example canvas shadow - a blue rectangle with a red shadow.

图 6: canvas 阴影效果——蓝色矩形，红色阴影

颜色渐变

除了 CSS 颜色， fillStyle 和 strokeStyle 属性可以设置为 CanvasGradient 对象。——通过 CanvasGradient可以为线条和填充使用颜色渐变。

欲创建 CanvasGradient 对象，可以使用两个方法：createLinearGradient 和 createRadialGradient。前者创建线性颜色渐变，后者创建圆形颜色渐变。

创建颜色渐变对象后，可以使用对象的 addColorStop 方法添加颜色中间值。

下面的代码演示了颜色渐变使用方法：

<code>// You need to provide the source 和 destination (x,y) coordinates 
// for the gradient (from where it starts 和 where it ends).
var gradient1 = context.createLinearGradient(<var>sx</var>, <var>sy</var>, <var>dx</var>, <var>dy</var>);

// Now you can add colors in your gradient.
// The first argument tells the position for the color in your gradient. The 
// accepted value range is from 0 (gradient start) to 1 (gradient end).
// The second argument tells the color you want, using the CSS color format.
gradient1.addColorStop(0,   '#f00'); // red
gradient1.addColorStop(0.5, '#ff0'); // yellow
gradient1.addColorStop(1,   '#00f'); // blue

// For the radial gradient you also need to provide source
// 和 destination circle radius.
// The (x,y) coordinates define the circle center points (start 和 
// destination).
var gradient2 = context.createRadialGradient(<var>sx</var>, <var>sy</var>, <var>sr</var>, <var>dx</var>, <var>dy</var>, <var>dr</var>);

// Adding colors to a radial gradient is the same as adding colors to linear 
// gradients.</code>

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我也准备了一个更复杂的例子，使用了线性颜色渐变、阴影和文字。其效果见图 7。

Example rendering using a linear gradient.

图 7: 使用线性颜色渐变的例子

canvas 演示

如果你想知道使用 Canvas可以做些什么，可以参看以下的工程：

Opera Widget：
- SimAquarium
- Artist's
  Sketchbook
- Spirograph
在线工程和演示
- Newton polynomial
- Canvascape - "3D Walker"
- Paint.Web - painting
  demo, open-source
- Star-field
  flight
- Interactive blob

小节

Canvas 是 HTML 5最让人期待的特性之一，目前已获得大部分 Web 浏览器支持。Canvas 可以帮助创建游戏、增强图形用户界面。2D context
API 提供大量图形绘制功能——我希望通过本文你了解了 canvas 使用，并且你有兴趣了解更多！