HTML 5 canvas —— 基本語法

簡述

5 規範引進了許多新特性，其中最令人期待的之一就是元素。 HTML 5 提供了透過 JavaScript 繪製圖形的方法，此方法使用簡單但功能強大。每一個元素都有一個"上下文( context )" (想像成繪圖板上的一頁)，在其中可以繪製任意圖形。瀏覽器支援多個 canvas 上下文，並透過不同的提供圖形繪製功能。 5 規範引進了許多新特性，其中最令人期待的之一就是元素。 5 提供了透過 JavaScript 繪製圖形的方法，此方法使用簡單但功能強大。每一個元素都有一個"上下文( context )" (想像成繪圖板上的一頁)，在其中可以繪製任意圖形。瀏覽器支援多個 canvas 上下文，並透過不同的提供圖形繪製功能。

大部分的瀏覽器都支援 2D canvas 上下文——包括 Opera, Firefox, Konqueror 和 Safari。而某些版本的 Opera 也支援 3D canvas ，Firefox 也可以透過插件形式支援 3D canvas ：

下載支援 3D canvas, HTML video 和 File I/O 的 Opera
Opera 3D canvas 上下文的文章
關於 Firefox 3D canvas
上下文的文章

本文介紹 2D canvas
基礎以及如何使用基本 canvas 函數，如線條、形狀、圖像和文字等。為了理解此文章，你最好了解 JavaScript 基礎知識。

可以點擊此處批次下載本文實例代碼

canvas 基礎

建立canvas 的方法很簡單，只需要在HTML 頁面中新增<canvas><code><canvas></canvas>元素：

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

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為了能在 JavaScript 中引用元素，最好給元素設定 ID ；也需要為 canvas 設定高度和寬度。

創建好了畫布後，讓我們來準備畫筆。要在畫布中繪製圖形需要使用 JavaScript 。先透過 getElementById<code> getElementById 函數找到 canvas
元素，然後初始化上下文。之後可以使用上下文 API 繪製各種圖形。下面的腳本在 canvas 中繪製一個矩形 (點擊此處查看效果)：

<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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可以把上面程式碼放置在文件 head<code>head 部分中，或是放在外部文件中。

2D context API

介紹如何建立 canvas 後，讓我們來看看 2D canvas API，看看能用這些函數做些什麼。

基本線條

上面的範例中展示了繪製矩形是多麼簡單。

透過 fillStyle 和 strokeStyle 屬性可以輕鬆的設定矩形的填充和線條。顏色值使用方法和十六進位數、()、() 和 ()（若瀏覽器支持，如 Opera10 和 Firefox 3)。十六進位數、()、() 和 ()（若瀏覽器支持，如 Opera10 和 Firefox 3)。

透過 fillRect<code>fillRect 可以繪製有填充的矩形。使用 strokeRect<code>strokeRect 可以繪製只有邊框沒有填滿的矩形。如果想要清除部分 canvas 可以使用 clearRect<code>clearRect。上述三種方法的參數相同：x, y, width, height。前兩個參數設定 (x,y) 座標，後兩個參數設定矩形的高度和寬度。

可以使用 lineWidth 屬性來改變線條粗細。讓我們來看看使用了fillRect<code>fillRect,
strokeRect<code>strokeRect clearRect<code>clearRect 和其他的例子：

<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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此範例效果圖見圖1.

Example render of fillRect, strokeRect and clearRect.

圖 1: fillRect, strokeRect 和
clearRect效果圖

路徑

透過 canvas 路徑（path）可以繪製任意形狀。可以先繪製輪廓，然後繪製邊框和填滿。建立自訂形狀很簡單，使用 beginPath()<code> beginPath()開始繪製，然後使用直線、曲線和其他圖形繪製你的圖形。繪製完畢後呼叫fill<code>fill 和stroke<code>stroke 即可新增填充或設定邊框。呼叫 closePath()<code> closePath() 結束自訂圖形繪製。

下面是一個繪製三角形的例子：

<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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其效果圖見圖2.

HTML5 canvas 基本語法_html5教學技巧

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！