初學 Canvas <第一篇-基礎篇>

高洛峰
發布: 2016-10-08 14:46:55
原創
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HTML5 的標準已經出來很久了,但是似乎其中的 Canvas 現在並沒有在太多的地方用到。一個很重要的原因是,Canvas 的標準還沒有完全確定,不適合大規模用於生產環境。但是,Canvas 的優點也是很明顯的,例如在繪製含有大量元素的圖表的時候,SVG 往往因為性能問題而無法勝任,例如我見過的一次技術分享會的抽獎環節,雖然效果比較炫,但因為每個頭像都是DOM,利用CSS3 控制的動畫,導致了效能非常低。此外,隨著硬體效能的提高,視訊截圖、影像處理等功能也逐漸可以在網頁上實現了,大多數網站用的是Flash,但是Flash 在Mac 電腦上效能不高,還需要學習一些額外的知識。 Canvas 則是直接使用 JavaScript 來進行繪圖,對 Mac 友好,所以不失為 Flash 的一個繼承者。

使用 Canvas

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說了這麼多,Canvas 究竟是個啥?

英文中 Canvas 的意思是“畫布”,不過這裡說的 Canvas 是 HTML5 中新出的一個元素,開發者可以在上面繪製一系列圖形。 Canvas 在HTML 文件中的寫法很簡單:

<br/>

 

其中 id 屬性是所有HTML 元素都可以用的,Canvas 自帶的屬性只有後面兩個(分別控制寬度、高度),沒有其它的了。至於相容性,CanIUse 上面寫了,基礎的功能目前用戶使用的 90% 的瀏覽器都支持,所以大部分情況下還是可以放心使用的。

注意,一定要使用 Canvas 自帶的 width 和 height 屬性,不要使用 CSS 來控制,因為 CSS 控制會導致 Canvas 變形。可以試著與 PhptpShop 對比一下,後者是改變“圖像大小”,前者才是正確的改變“畫布大小”。例如下圖是三張圖片的橫向拼接:最左邊的黑框中是大小為50px * 50px 的原圖;中間是改變了圖像大小為100px * 100px 的效果,圖像變得模糊,但是對於圖像本身來說座標範圍並沒有變大;最右邊才是正確的100px * 100px 的Canvas。

Canvas 絕大部分的繪圖方法都與  標籤無關,需要使用 JavaScript 對其進行操作,這就是所謂的 Canvas API。

我們首先取得這個元素:

var canvas = document.getElementById('canvas');<br/>

然後透過一個方法來取得可以呼叫一切都可以呼叫一切的入口:

var ctget= canvas. 2d');<br/>

看到 2d 是不是很激動地聯想到有沒有 3d 呢?沒有 3d 的寫法,不過如果想要開啟 3D 世界的大門,則可以寫 canvas.getContext('webgl')。然而 WebGL 是基於 OpenGL ES 2.0 的一套標準,與本文是徹底的兩條路,因此這裡就不討論了。

Canvas 中的基本概念

坐標

與數學上常見的笛卡爾坐標係不太相同,Canvas 的坐標係是計算機中常見的坐標系,它長這樣:

畫布的最左上角是(0,0),往右x 增大,往下y 增大,而且x 和y 都是整數(就算在計算過程中不是整數,在繪製的時候也會當作整數處理),單位是像素。

繪圖

帶大家懷舊一下。我不知道有多少同學小時候玩過 logo 語言,在裡面你可以控制一隻小海龜在一塊板子上行走、畫畫、提筆、落筆。 Canvas 中也是一樣,你需要控制一隻畫筆的移動和繪製。然而 Canvas 比較高級一些,你可以直接利用一些函數來畫圖,不用去控制那隻畫筆的位置。

Canvas 中的基本圖形

透過上文定義的 ctx 變數可以做許多有趣的事情,我們先來看看如何繪製一些基本圖形。

線條

我們指定畫筆移動到某一點,然後告訴畫筆需要從當前這一點畫到另一點。我們可以讓畫筆多次移動、繪製,最後統一輸出到螢幕上。例子如下:

ctx.moveTo(10, 10);
ctx.lineTo(150, 50);
ctx.lineTo(10, 50);
ctx.moveTo(10, 20);
ctx.lineTo(40, 70);
ctx.stroke();
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上面的程式碼中,lineTo 是產生線條用的函數,執行完之後畫筆就移到了線條的終點。要注意的是,線條此時並沒有顯示在螢幕上,必須呼叫 stroke 才會顯示。這樣設計是合理的,因為輸出內容到螢幕上需要耗費大量的資源,我們完全可以先攢夠一波 lineTo,最後用 stroke 放一個大的。

路徑

绘制路径非常简单,只需要先告诉 ctx 一声“我要开始画路径了”,然后通过各种方法(例如 lineTo)绘制路径。如果需要画一个封闭路径,那就最后告诉 ctx一声:“我画完了,你把它封闭起来吧。”当然,不要忘记利用 stroke 输出到屏幕上。

一个简单的例子:

ctx.beginPath();
ctx.moveTo(10, 10);
ctx.lineTo(150, 50);
ctx.lineTo(10, 50);
ctx.closePath();
ctx.stroke();
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如果我不想只描绘路径线条,而是想填充整个路径呢?可以将最后一行的 stroke 改成 fill,这样就跟使用了画图中的油漆桶一样,封闭路径里面的内容就都被填充上颜色了:

ctx.fill();

弧 / 圆形

绘制弧的函数参数比较多:

ctx.arc(圆心 x 坐标, 圆心 y 坐标, 半径, 起始角度, 终止角度, 是否为逆时针);

注意,在 Canvas 的坐标系中,角的一边是以圆心为中心的水平向右的直线。角度单位均为弧度。例如下图,确定了圆心、起始角度(图中标明的锐角)和终止角度(图中标明的钝角),方向为逆时针,于是就有了这么一个弧。如果方向为顺时针,那么就会是一个跟它互补的、非常非常大的弧……

所以如果转了 2π 圈之后,弧就成了圆形,因此也可以使用绘制弧的方式来绘制圆形:

ctx.beginPath();
ctx.arc(圆心 x 坐标, 圆心 y 坐标, 半径, 0, Math.PI * 2, true);
ctx.closePath();

最后一个参数随便填(当然也可以不填),因为不管是顺时针还是逆时针,转了 2π 圈之后都是一个圆。


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來源:php.cn
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