Canvas

介绍

SVG是构建XML树的方式来达到绘制图形的,canvas是通过调用相关的方法来绘制图形的。

区别:SVG绘制图形,通过移除或者更改DOM方式来而使用canvas需要把图片从新擦除。

绘制的API在绘制上下文中定义。而不在画布中定义。

需要获得上下文对象的时候,需要调用画布的getContext方法,获得绘画的上下文。

画布元素和上下文,属于两个不同的对象,其中画布元素为canvas画布,而上下文对象为绘制需要的上下文。

关于3D图形,即,webGL 为封装了基本的OPENGL,当调用webGL的时候,其浏览器会调用OpenGL相关的API

绘制圆

<!DOCTYPE html>
<html lang="zh_CN" xmlns="http://www.w3.org/1999/html">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>Title</title>
</head>
<body>
<div>第一个园</br>
    <canvas id="square" width="10" height="100">
    </canvas>
</div>
<div>
    第二个园
    <canvas id="circle" width="10" height="10">
    </canvas>
</div>
<script src="./js/index.js" charset="UTF-8"></script>
</body>
</html>
// 获取画布元素
let canvas = document.getElementById("square");
// 获取绘制2D元素上下文
let context = canvas.getContext("2d");
// 设置填充颜色为红色
context.fillStyle = "#f00";
// 填充一个正方形
context.fillRect(10,0,10,10);

绘制线段,填充多边形

// 获取画布元素
let canvas = document.getElementById("square");
// 获取绘制2D元素上下文
let context = canvas.getContext("2d");
// 开始一条路径
context.beginPath();
// 从100,100 开始定义一条新的子路径
context.moveTo(100,100);
// 从100 100 到 200 200 绘制一条线段
context.lineTo(200,200);
// 从200 200 到 100 200 绘制一条线段
context.lineTo(100,200);
// 从100 200 到 100 100 绘制一条路径
context.lineTo(100,100);
// 绘制边
context.stroke();
// 进行填充
context.fill();

绘制多边形

以五边形为例子,

var canvas = document.getElementById("square");
var context = canvas.getContext("2d");
// 绘制一个以100,100为中心,半径为20的柜子N变形,每个定点均匀分布在圆角上,第一个定点放置在最上下
// 偏转角度为0
// 开始定义一条子路径
context.moveTo(100 + 20 * Math.sin(0), 100 - 20 * Math.cos(0));
// 计算两个顶点之间夹角
// 其中2π为一个园,除以边数,得到需要旋转的角度
var delta = 2 * Math.PI/5;
console.log(delta);
// 循环剩余每个顶点
var angle = 0;
for(var i = 1; i < 5; i++){
    //  角度累加
    angle += delta;
    // 通过旋转绘制下一个顶点,不断的旋转绘制
    context.lineTo(100 + 20 * Math.sin(angle), 100 - 20*Math.cos(angle));
}
// 最后一个顶点和起点进行连接
context.closePath();
// 从新开始一条新路径
context.stroke();
context.fill();

同理,画圆

var canvas = document.getElementById("square");
var context = canvas.getContext("2d");
// 绘制一个以100,100为中心,半径为20的柜子N变形,每个定点均匀分布在圆角上,第一个定点放置在最上下
// 偏转角度为0
// 开始定义一条子路径
context.moveTo(100 + 20 * Math.sin(0), 100 - 20 * Math.cos(0));
// 计算两个顶点之间夹角
// 其中2π为一个园,除以边数,得到需要旋转的角度
var delta = 2 * Math.PI/500000;
console.log(delta);
// 循环剩余每个顶点
var angle = 0;
for(var i = 1; i < 500000; i++){
    //  角度累加
    angle += delta;
    // 通过旋转绘制下一个顶点,不断的旋转绘制
    context.lineTo(100 + 20 * Math.sin(angle), 100 - 20*Math.cos(angle));
}
// 最后一个顶点和起点进行连接
context.closePath();
// 从新开始一条新路径
context.stroke();
context.fill();

非零绕数原则

要检测一个点p是否在路径内部,使用非零绕数原则,即,一条从点p出发沿着任意方向无限延伸,或者一直延伸到路径所在的区域外某点的射线,现在从0开始初始化一个计数器,对穿过这条射线的路径进行枚举,每当一条路径顺时针方向穿过射线的时候,计数器加1,逆时针减1,最后,枚举完所有路径以后,如果计时器的值不是0,那么就认为p在路径内,反过来,计数器的值为0,p在路径外。

js根据非零绕数原则确定那个在路径内,那个在路径外,用于进行填充。

图形属性

可以通过设置画布上下文的fillStyle等属性,设置图形的属性,例如对画布上下文的fillStyle的属性进行设置,即,可以设置出填充时的颜色,渐变,图案等样式。

对于canvas来说,每次获取上下文对象的时候,都会返回同一个上下文对象,即,上下文对象为单例的。

还可以使用save方法,把当前的状态,压入已经保存的栈中,调用restore方法,把状态进行恢复,即弹栈。

画布尺寸坐标

画布的默认的坐标系为左上角的坐标原点(0,0),右边数值大,下数值大,使用浮点数指定坐标,但不会自动转换为整数,会用反锯齿的方式,模拟填充部分元素。

画布尺寸不能随意改变,对任意属性进行操作,都会清空整个画布。

坐标系变换

每一个点的坐标都会映射到css像素上,css像素会映射到一个或多个设备像素。

画布中的特定操作,属性使用默认坐标系。

画布还有当前变换矩阵。

画布还有当前变换矩阵,当前变换矩阵作为图形状态的一部分。矩阵定义了当前画布的坐标系。

画布的操作会把该点映射到当前的坐标系中。

坐标变换

当调用c.translate(dx,dy)方法的时候,会进行如下变换

translate会进行坐标的上下移动x' = x + dy; y' = y + dy;缩放

如要进行缩放,进行的是如下的变换

x' = sx * x;
y' = sy * y;

进行旋转操作,进行的是如下变换

x' = x * cos(a) - y * sin(a);
y' = y * cos(a) - x * sin(a);

如果要先变换再伸缩,进行如下变换

需要先把现有坐标系映射成为坐标系中的点x’, y' 然后再变换到x‘’ , y‘’

x'' = sx*x + dx;
y'' = sy*y + dy;

如果变换顺序相反进行如下变换

x'' = sx*(x + dx);
y'' = sy*(y + dy);

这种变换称为仿射变换,并且仿射变换会修改点的距离和线段间的夹角。对于平行线来说,仿射变换也会保持平行。仿射变换用6个参数描述成为如下表述

x' = ax + cy + e;
y' = bx + dy + f;

通过传入参数实现仿射变换

对于坐标变换来说,除非进行刷新,否则,已经绘制的图形,不会进行消失,所有的变换,都不能对已经绘制的图形进行更改。栗子如下

var canvas = document.getElementById("square");
var context = canvas.getContext("2d");
// 通过坐标变换实现科赫雪花
// 开始一条路径
context.beginPath();
// 开始绘制子路径
context.moveTo(100,100);
// 继续绘制
context.lineTo(200,200);
// 继续绘制
context.lineTo(200,200);
// 进行绘制边
context.stroke();
context.translate(200,200);
// 开始一条路径
context.beginPath();
// 开始绘制子路径
context.moveTo(100,100);
// 继续绘制
context.lineTo(200,200);
// 继续绘制
context.lineTo(200,200);
// 进行绘制边
context.stroke();

已经绘制的图形不会进行改变,改变的是已经绘制的图形

科赫雪花

var canvas = document.getElementById("square");
var context = canvas.getContext("2d");
// 通过坐标变换实现科赫雪花
// 当前状态入栈
function leg(n) {
    // 保存状态
    context.save();
    // 递归画
    if(n == 0){
        context.lineTo(50, 0);
    }else{
        // 定义为v字型
        context.scale(1/2,1/2);
        // 递归第一条
        context.rotate(60 * (Math.PI / 180));
        leg(n - 1);
        context.rotate(-120 * (Math.PI / 180));
        leg(n - 1);
    }
    // 坐标恢复变换
    context.restore();
    // 恢复下一个坐标为0,0
    context.translate(50, 0);
}

context.save();
context.moveTo(50, 50);
// 绘制第一条
leg(1);
context.stroke();

绘制填充曲线

绘制一些常见的图形

var canvas = document.getElementById("square");
var context = canvas.getContext("2d");
// 工具函数,角度转弧度
function rads(x) {
    return Math.PI * x / 180;
}

// 绘制园
context.beginPath();
context.arc(100,100,40, 0, rads(360), false);
context.stroke();
context.fill();

同理绘制贝塞尔曲线也是同理。

颜色,透明度,渐变,图案

绘制一个渐变

需要使用createLinearGradient获取一个进行渐变的上下文,对这个上下文进行处理。然后其颜色设置为这个渐变的上下文,即,fillStyle属性。

线段绘制

封顶

对于线段,有三种封顶方式,即,butt,square,round

在绘制图形以后,会参数尖角,圆角,平角,三种。

lineCap属性

文本

和css类似,基线问题。

裁剪

直接调动clip即可,当前路径也会被裁剪进入,路径外的统统不会显示。

阴影

设置shadow属性即可

图片

画布API支持位图图片,同时也支持canvas导出成为图片。

// 创建一个img元素
let img = document.createElement("img");
// 设置src属性
img.src = canvas.toDataURL();
// 追加到文档后面
document.body.appendChild(img);

合成

一些api不在阐述

像素操作

调用getImageDate方法返回ImageDate对象

使用createImageDate()可以创建像素容器

进行动态模糊先获取像素的ImageDate对象,然后再获取该对象的data属性,该data为一个数组。为一个维数组。每四个元素代表红色分量,绿色分量,蓝色分量,透明度分量。(Alpha分量)

其色素直为0-1,即,数组元素中保存的数组为色素值。

每四个每四个元素遍历。然后把其色素值的1/ n + 上一个色块的m/n 然后赋值给新的色块,代码如下

// row为行数
for(var row = 0; row < height; row++){
    // 获得每行第二个元素的偏移量,其中width为行的色素块。
    var i = row * width * 4;
    // 每4个的色素值进行处理
    for(var col = 1; col < width; col++, i+=4){
        // 对红色分量处理
        data[i] = (data[i] + data[i - 4] * m) / n;
        // 对绿色分量处理
        data[i + 1] = (data[i + 1] + data[i + 1 - 4] * m) / n;
        // 对蓝色分量处理
        data[i + 2] = (data[i + 2] + data[i + 2 - 4] * m) / n;
        // 对透明度分量处理
        data[i + 3] = (data[i + 3] + data[i + 3 - 4] * m) / n;
    }
}

然后把其色素块进行复制回去即可。

其中每个像素占据一个字节,一个四个字节。

命中检测

isPointInPath方法用来确定一个点是否落在当前路径中。

即命中检测。

命中检测可以和鼠标事件相互转化

但是坐标需要进行转换。

qrcode_for_gh_9901b36b3b0e_258.jpg

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