Canvas学习系列二：Canvas的坐标系统
Canvas学习系列二：Canvas的坐标系统
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上一章内容中我们对canvas元素有了一个初步的认识，在接下来的章节中我们会慢慢学习canvas中图形的绘制；但是在绘制之前我们先来看看canvas中的坐标系统，因为这样我们才能知道绘制的图形放在什么位置。
比如：我们要在canvas画布的（100，100）这个位置绘制一个圆
看到这个要求顿时就懵逼了，(100, 100)在什么地方！！！
至于为什么会懵逼呢？是因为我们不知道canvas的坐标系统，那么我们就赶紧来了解Canvas中的坐标系统吧
在了解canvas坐标系统之前，我们先来看看其他的坐标系统
窗口坐标系统
窗口坐标是我们在Web页面中用到的坐标系统，与我们数学中的直角坐标系统有所不同；
通常窗口坐标系统的原点在屏幕（一般指浏览器）的左上角
直角坐标系统: 直角坐标系统中原点沿x轴向右方向为正值，反之为负值；原点沿y轴向上方向为正值，反之为负值。
窗口坐标系统: 窗口坐标系统与直角坐标系统都含有x轴，y轴，两轴的交点为坐标原点（0，0），原点沿x轴向右方向为正值，不同的是原点沿y轴方向向下为正值。
当然窗口坐标系统也是负值的，只是有些时候会跑到屏幕范围之外，另我们没有看到。
Canvas坐标系统
在canvas绘图环境对象中有一个与2d绘图环境对应的3d绘图环境，叫做WebGL，所以canvas坐标系统中包含3D绘图环境，不过我们现在只说2D绘图环境。
在2D绘图环境中的坐标系统，默认情况下是与窗口坐标系统相同，它以canvas的左上角为坐标原点，沿x轴向右为正值，沿y轴向下为正值。其中canvas坐标的单位都是 "px"。
然而Canvas的坐标系并不是固定的，我们可以对坐标系统进行评议放缩及旋转，我们成为坐标变换
- 平移：（translate）
- 缩放：（scale）
- 旋转：（rotate）
- 自定义变换方式
坐标系统的变换是Canvas中非常基本的功能，在这里我们不做过多的阐述，后面我们会详细讲解坐标系统的变换。
窗口坐标换为canvas坐标
HTML5应用程序是以事件来驱动的，浏览器通过事件对象传递给监听器的坐标是窗口坐标，开发者需要知道发生事件的点相对于canvas的位置，而不是相对于浏览器中的位置，所以必须进行转换
转换方法1：
//坐标转换
function windowToCanvas(canvas, x, y){
var canvasBox = canvas.getBoundingClientRect(); //获取canvas元素的边界框
return {
x: (x - canvasBox.left)*(canvas.width/canvasBox.width), //对canvas元素大小与绘图表面大小不一致时进行缩放
y: (y - canvasBox.top)*(canvas.height/canvasBox.height)
}
}转换方法2：利用 scrollLeft, clientLeft, offsetLeft属性
function windowToCanvas2(canvas, x, y){
return {
x: x + document.body.scrollLeft - document.body.clientLeft - canvas.offsetLeft,
y: y + document.body.scrollTop - document.body.clientTop - canvas.offsetTop
}
}利用上述所说窗口坐标转换canvas坐标的方法，我们可以绘制一个鼠标辅助线的例子；
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<title>Title</title>
<style>
body {
width: 100%;
height: 100%;
display: flex;
justify-content: center;
align-items: flex-start;
}
#canvas {
border: 1px solid darkorange;
}
</style>
</head>
<body>
<canvas id="canvas" width="600" height="300"></canvas>
<script type="text/javascript">
window.addEventListener('load', loadCanvas);
function loadCanvas(){
var canvas = document.getElementById('canvas');
if(!canvas.getContext){
return;
}
var context = canvas.getContext('2d');
//添加鼠标移动事件
canvas.addEventListener('mousemove', MouseMove);
function MouseMove(e){
var location = windowToCanvas2(canvas, e.clientX, e.clientY);
drawLines(location.x, location.y);
}
//绘制辅助线
function drawLines(x, y){
context.clearRect(0, 0, context.canvas.width, context.canvas.height);
context.beginPath();
context.moveTo(x, 0);
context.lineTo(x, context.canvas.height);
context.stroke();
context.beginPath();
context.moveTo(0, y);
context.lineTo(context.canvas.width, y);
context.stroke();
context.font = '20pt Arial';
context.fillStyle = 'green';
var text = '(' + parseInt(x)+','+parseInt(y) + ')';
context.fillText(text, 20, 50);
}
}
//坐标转换
function windowToCanvas(canvas, x, y){
var canvasBox = canvas.getBoundingClientRect(); //获取canvas元素的边界框
return {
x: (x - canvasBox.left)*(canvas.width/canvasBox.width), //对canvas元素大小与绘图表面大小不一致时进行缩放
y: (y - canvasBox.top)*(canvas.height/canvasBox.height)
}
}
//方法2
function windowToCanvas2(canvas, x, y){
return {
x: x + document.body.scrollLeft - document.body.clientLeft - canvas.offsetLeft,
y: y + document.body.scrollTop - document.body.clientTop - canvas.offsetTop
}
}
</script>
</body>
</html>canvas绘制一个简单的坐标轴
虽然我们还没有学习canvas中图行的绘制，这里只是简单的展示一个例子。后面我们会慢慢学习canvas中图形的绘制，你就觉得绘制会如此的简单。
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<title>坐标轴</title>
<style>
html, body {
margin: 0;
padding: 0;
}
#canvas {
margin: 100px;
}
</style>
</head>
<body>
<canvas id="canvas"></canvas>
<script type="text/javascript">
window.onload = function(){
var canvas = document.getElementById('canvas');
canvas.width = '400';
canvas.height = '300';
if(!canvas.getContext){
alert('当前浏览器不支持canvas');
return;
}
var context = canvas.getContext('2d');
context.translate(50,20);
//绘制坐标轴的方法
function drawAxis(cxt){
var dx = 0,
dy = 0,
x = 0,
y = 0,
w = canvas.width,
h = canvas.height;
cxt.lineWidth = 2;
cxt.strokeStyle = "green";
var textX = 0;
var textY = 0;
//绘制x轴
cxt.moveTo(x, y);
cxt.lineTo(w, y);
cxt.stroke();
//绘制数字
while (dx < w) {
cxt.font = '12pt Arial';
cxt.fillStyle = 'red';
cxt.fillText(textY, dx, 0);
textY+= 50;
dx+=50;
}
//绘制y轴
cxt.moveTo(x, y);
cxt.lineTo(x, h);
cxt.stroke();
//绘制数字
while (dy < h) {
cxt.font = '12pt Arial';
cxt.fillStyle = 'red';
cxt.fillText(textX, -30, dy);
textX+= 50;
dy+=50;
}
}
drawAxis(context);
};
</script>
</body>
</html>总结：
在我们绘制图形之前，必须要搞清楚canvas的坐标系统，这样才能知道我们具体要在哪里绘制图形。
canvas的2D环境绘图坐标系统，原点（0，0）位于canvas元素的左上角顶点处，沿x轴向右为正值，沿y轴向下为正值，与我们数学中的直角坐标系是不同的，但是与我们的窗口坐标系（web页面的坐标）是相同的
canvas的坐标系统不是一直不变的，我们可以通过坐标变换来改变，后面章节我们会单独说到。
对canvas绘制图形感兴趣的同学，请持续关注后续更新，如有不对的地方也请指出并多多交流。