HTML 5 キャンバス - 基本構文

簡単な説明

5 仕様では多くの新機能が導入されており、最も期待されている機能の 1 つは要素です。 HTML 5 は、JavaScript を通じてグラフィックスを描画する方法を提供します。これは、使い方が簡単でありながら強力です。各要素には、任意の形状を描画できる「コンテキスト」 (製図板のページを思い浮かべてください) があります。ブラウザは複数のキャンバスコンテキストをサポートし、さまざまな .html を通じてグラフィック描画機能を提供します。 5 仕様では多くの新機能が導入されており、最も期待されている機能の 1 つは要素です。 5 は、JavaScript を通じてグラフィックを描画するための、使いやすく強力なメソッドを提供します。各要素には、任意の形状を描画できる「コンテキスト」 (製図板のページを思い浮かべてください) があります。ブラウザは複数のキャンバスコンテキストをサポートし、さまざまな .html を通じてグラフィック描画機能を提供します。

Opera、Firefox、Konqueror、Safari など、ほとんどのブラウザは 2D キャンバスコンテキストをサポートしています。さらに、Opera の一部のバージョンは 3D キャンバスもサポートしており、Firefox もプラグインを通じて 3D キャンバスをサポートできます:

3D キャンバス、HTML ビデオ、ファイル I/O をサポートする Opera をダウンロード
Opera 3D キャンバスコンテキストに関する記事
Firefox 3D キャンバスに関する記事
コンテキスト

この記事では、2D キャンバス
の基礎と、線、図形、画像、テキストなどの基本的なキャンバス機能の使用方法を紹介します。この記事を理解するには、JavaScript の基本を理解している必要があります。

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キャンバスの基本

キャンバスを作成する方法は非常に簡単です。HTML に <canvas><code><canvas></canvas>を追加するだけです。ページ > 要素:

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

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JavaScript で要素を参照するには、要素の ID を設定するのが最善であり、キャンバスの高さと幅も設定する必要があります。

キャンバスを作成したら、ブラシを準備しましょう。キャンバスにグラフィックを描画するには、JavaScript が必要です。まず、 getElementById<code> getElementById 関数を使用して Canvas
要素を見つけてから、コンテキストを初期化します。その後、コンテキスト API を使用してさまざまなグラフィックを描画できます。次のスクリプトは、キャンバスに四角形を描画します (効果を確認するには、ここをクリックしてください):

<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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上記のコードは、ドキュメントの head<code>head セクションまたは外部ファイルに配置できます。

2D コンテキスト API

キャンバスの作成方法を紹介した後、2D キャンバス API を見て、これらの関数で何ができるかを見てみましょう。

基本ライン

上の例は、長方形を描くのがいかに簡単かを示しています。

fillStyle プロパティと ストロークスタイル プロパティを使用して、長方形の塗りつぶしと線を簡単に設定できます。カラー値にはメソッドと16進数、()、()、()が使用されます(Opera10やFirefox 3などのブラウザがサポートしている場合)。 16 進数、()、()、() (Opera10 や Firefox 3 などのブラウザでサポートされている場合)。

fillRect<code>fillRect を使用すると、塗りつぶされた四角形を描画できます。 strokeRect<code>strokeRect を使用して、境界線のみで塗りつぶしのない四角形を描画します。キャンバスの一部をクリアしたい場合は、clearRect<code>clearRect を使用できます。上記 3 つのメソッドのパラメータは同じです: x、y、width、height。最初の 2 つのパラメータは (x,y) 座標を設定し、最後の 2 つのパラメータは長方形の高さと幅を設定します。

lineWidth 属性を使用して線の太さを変更できます。 fillRect<code>fillRect、
StrokeRect<code>strokeRect clearRect<code>clearRect およびその他の例:

<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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この例のレンダリングを図 1 に示します。

Example render of fillRect, strokeRect and clearRect.

図 1: fillRect、strokingRect、および
clearRect レンダリング

パス

キャンバスパスを通じて任意の形状を描画できます。最初にアウトラインを描画し、次に境界線と塗りつぶしを描画できます。カスタム形状の作成は簡単です。 beginPath()<code> beginPath() を使用して描画を開始し、線、曲線、その他の形状を使用して形状を描画します。描画後、fill<code>fill と ストローク<code>stroke を呼び出して、 fill を追加するか、 border を設定します。  closePath()<code> closePath() を呼び出して、カスタムグラフィックスの描画を終了します。

これは三角形を描く例です:

<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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レンダリングを図 2 に示します。

HTML5 キャンバスの基本構文_html5 チュートリアルのスキル

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