Canvas入门到高级详解(上)

老马

发布于 2019-05-25 17:21:38

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神奇的 canvas--AICODER 全栈培训 IT 培训专家

一、canvas 简介

1.1 什么是 canvas？（了解）

是 HTML5 提供的一种新标签

<canvas></canvas> 英 ['kænvəs] 美 ['kænvəs] 帆布 画布

Canvas 是一个矩形区域的画布，可以用 JavaScript 在上面绘画。控制其每一个像素。
canvas 标签使用 JavaScript 在网页上绘制图像，本身不具备绘图功能。
canvas 拥有多种绘制路径、矩形、圆形、字符以及添加图像的方法。
HTML5 之前的 web 页面只能用一些固定样式的标签：比如 p、div、h1 等

1.2 canvas 主要应用的领域（了解）

游戏：canvas 在基于 Web 的图像显示方面比 Flash 更加立体、更加精巧，canvas 游戏在流畅度和跨平台方面更牛。 25 超棒的 HTML5 Canvas 游戏
可视化数据.数据图表话，比如:百度的 echart
banner 广告：Flash 曾经辉煌的时代，智能手机还未曾出现。现在以及未来的智能机时代，HTML5 技术能够在 banner 广告上发挥巨大作用，用 Canvas 实现动态的广告效果再合适不过。
未来=> 模拟器：无论从视觉效果还是核心功能方面来说，模拟器产品可以完全由 JavaScript 来实现。
未来=> 远程计算机控制：Canvas 可以让开发者更好地实现基于 Web 的数据传输，构建一个完美的可视化控制界面。
未来=> 图形编辑器：Photoshop 图形编辑器将能够 100%基于 Web 实现。
其他可嵌入网站的内容(多用于活动页面、特效)：类似图表、音频、视频，还有许多元素能够更好地与 Web 融合，并且不需要任何插件。
完整的 canvas 移动化应用
我们课程的目标
- 我们不是主要做游戏开发的
- 要求必须会做基本的用 canvas 绘制的特效页面：比如，传智前端官网。
- 会用 canvas 做一些简单的广告、活动页面
我们课程的案例和项目演示
canvas 的标准：

*   最新标准：[http://www.w3.org/TR/2dcontext/](http://www.w3.org/TR/2dcontext/)
*   稳定版本的标准：[http://www.w3.org/TR/2013/CR-2dcontext-20130806/](http://www.w3.org/TR/2013/CR-2dcontext-20130806/)
*   目前来说，标准还在完善中。先用早期的 api 足够完成所有的应用

二、canvas 绘图基础

2.0 sublime 配置 canvas 插件（推荐）

推荐：
    安装插件：AndyJS2
    github地址： https://github.com/malun666/AndyJS2
    直接下载到：X:\Users\用户名\AppData\Roaming\Sublime Text 3\Packages

2.1 Canvas 标签

2.1.1 canvas 标签语法和属性（重点）

canvas：画布油布的意思 ==英 ['kænvəs] 美 ['kænvəs] ==
标签名 canvas，需要进行闭合。就是一普通的 html 标签。
可以设置 width 和 height 属性，但是属性值单位必须是 px，否则忽略。
width 和 hegiht：默认 300*150 像素
注意：
- 不要用 CSS 控制它的宽和高,会走出图片拉伸，
- 重新设置 canvas 标签的宽高属性会让画布擦除所有的内容。
- 可以给 canvas 画布设置背景色

2.1.2 浏览器不兼容处理（重点）

ie9 以上才支持 canvas, 其他 chrome、ff、苹果浏览器等都支持
只要浏览器兼容 canvas，那么就会支持绝大部分 api(个别最新 api 除外)
移动端的兼容情况非常理想，基本上随便使用
2d 的支持的都非常好，3d（webgl）ie11 才支持，其他都支持
如果浏览器不兼容，最好进行友好提示

例如：
<canvas id="cavsElem">
  你的浏览器不支持canvas，请升级浏览器.浏览器不支持，显示此行文本
</canvas>

浏览器不兼容，可以使用flash等手段进行优雅降级

2.2 canvas 绘图上下文 context

2.2.1 Context：Canvas 的上下文、绘制环境。（重点掌握）

上下文：上知天文，下知地理。是所有的绘制操作 api 的入口或者集合。
Canvas 自身无法绘制任何内容。Canvas 的绘图是使用 JavaScript 操作的。
Context 对象就是 JavaScript 操作 Canvas 的接口。 *使用[CanvasElement].getContext(‘2d’)来获取 2D 绘图上下文。

var canvas = document.getElementById('cavsElem'); //获得画布
var ctx = canvas.getContext('2d'); //注意：2d小写， 3d：webgl

2.3 基本的绘制路径（重点）

2.3.1 canvas 坐标系

canvas 坐标系，从最左上角 0,0 开始。x 向右增大， y 向下增大

image

2.3.2 设置绘制起点(moveTo)

* 语法：ctx.moveTo(x, y);
* 解释：设置上下文绘制路径的起点。相当于移动画笔到某个位置
* 参数：x,y 都是相对于 canvas盒子的最左上角。
* 注意：**绘制线段前必须先设置起点。**

2.3.3 绘制直线(lineTo)

* 语法：ctx.lineTo(x, y);
* 解释：从x,y的位置绘制一条直线到起点或者上一个线头点。
* 参数：x,y 线头点坐标。

2.3.4 路径开始和闭合

* 开始路径：ctx.beginPath();
* 闭合路径：ctx.closePath();
* 解释：如果是绘制不同状态的线段或者形状，必须使用开始新路径的方法把不同的绘制操作隔开。闭合路径会自动把最后的线头和开始的线头连在一起。
* beginPath: 核心的作用是将 不同绘制的形状进行隔离，
  每次执行此方法，表示重新绘制一个路径,跟之前的绘制的墨迹可以进行分开样式设置和管理。

2.3.5 描边(stroke)

* 语法：ctx.stroke();
* 解释：根据路径绘制线。路径只是草稿，真正绘制线必须执行stroke
* stroke: （用笔等）画；轻抚；轻挪；敲击；划尾桨；划掉；（打字时）击打键盘
 英 [strəʊk]   美 [strok]

canvas 绘制的基本步骤：
- 第一步：获得上下文 =>canvasElem.getContext('2d');
- 第二步：开始路径规划 =>ctx.beginPath()
- 第三步：移动起始点 =>ctx.moveTo(x, y)
- 第四步：绘制线(矩形、圆形、图片...) =>ctx.lineTo(x, y)
- 第五步：闭合路径 =>ctx.closePath();
- 第六步：绘制描边 =>ctx.stroke();

html 部分：

<canvas id="cavsElem"> 你的浏览器不支持canvas，请升级浏览器 </canvas>

javascript 部分：

//===============基本绘制api====================
//获得画布
var canvas = document.querySelector('#cavsElem');
var ctx = canvas.getContext('2d'); //获得上下文

canvas.width = 900; //设置标签的属性宽高
canvas.height = 600; //千万不要用 canvas.style.height
canvas.style.border = '1px solid #000';

//绘制三角形
ctx.beginPath(); //开始路径
ctx.moveTo(100, 100); //三角形，左顶点
ctx.lineTo(300, 100); //右顶点
ctx.lineTo(300, 300); //底部的点
ctx.closePath(); //结束路径
ctx.stroke(); //描边路径

综合案例：02 绘制定位表格.html
综合案例：03 画画板.html

2.3.7 填充(fill)

* 语法：ctx.fill();
* 解释：填充，是将闭合的路径的内容填充具体的颜色。默认黑色。

* 注意：交叉路径的填充问题，“非零环绕原则”，顺逆时针穿插次数决定是否填充。

    以下是非0环绕原则的原理：（了解即可，非常少会用到复杂的路径）
    “非零环绕规则”是这么来判断有自我交叉情况的路径的：对于路径中的任意给定区域，从该区域内部画一条足够长的线段，
    使此线段的终点完全落在路径范围之外。
    图2-14中的那三个箭头所描述的就是上面这个步骤。
    接下来，将计数器初始化为0，
    然后，每当这条线段与路径上的直线或曲线相交时，
    就改变计数器的值。如果是与路径的顺时针部分相交，则加1，
    如果是与路径的逆时针部分相交，则减1。若计数器的最终值不是0，那么此区域就在路径里面，在调用fill()方法时，
    浏览器就会对其进行填充。
    如果最终值是0，那么此区域就不在路径内部，浏览器也就不会对其进行填充了
* 案例： 04填充矩形.html

2.3.8 快速创建矩形 rect()方法

* 语法：ctx.rect(x, y, width, height);
* 解释：x, y是矩形左上角坐标， width和height都是以像素计
* rect方法只是规划了矩形的路径，并没有填充和描边。
* 改造案例：04填充矩形.html
*rect: abbr. 矩形（rectangular）；收据（receipt）

2.3.9 快速创建描边矩形和填充矩形

* 语法： ctx.strokeRect(x, y, width, height);
    - 参数跟2.3.8相同，注意此方法绘制完路径后立即进行stroke绘制
* 语法：ctx.fillRect(x, y, width, height);
    - 参数跟2.3.8相同， 此方法执行完成后。立即对当前矩形进行fill填充。

2.3.10 清除矩形(clearRect)

* 语法：ctx.clearRect(x, y, width, hegiht);
* 解释：清除某个矩形内的绘制的内容，相当于橡皮擦。

2.4 绘制圆形（arc)

概述：arc() 方法创建弧/曲线（用于创建圆或部分圆）。
- 语法：ctx.arc(x,y,r,sAngle,eAngle,counterclockwise);
- arc: 弧（度）弧形物；天穹英 [ɑːk] 美 [ɑrk]
- counter 反击，还击；反向移动，对着干；反驳，回答 ['kaʊntə] 美 ['kaʊntɚ]
- 解释： - x,y：圆心坐标。 - r：半径大小。 - sAngle:绘制开始的角度。圆心到最右边点是 0 度，顺时针方向弧度增大。 - eAngel:结束的角度，注意是弧度。π - counterclockwise：是否是逆时针。true 是逆时针，false：顺时针 - 弧度和角度的转换公式： rad = deg\*Math.PI/180;
- 在 Math 提供的方法中sin、cos 等都使用的弧度 [图片上传失败...(image-a5bab2-1550761584130)]
案例：05 绘制圆形.html
案例：06 绘制饼状图.html

2.5 绘制文字（会使用就可以了）

2.5.1 绘制上下文的文字属性（有印象就行了）

font 设置或返回文本内容的当前字体属性
- font 属性使用的语法与 CSS font 属性相同。

例如：ctx.font = "18px '微软雅黑'";

textAlign 设置或返回文本内容的当前对齐方式
- start : 默认。文本在指定的位置开始。
- end : 文本在指定的位置结束。
- center: 文本的中心被放置在指定的位置。
- left : 文本左对齐。
- right : 文本右对齐。

例如：ctx.textAlign = 'left';

对齐图片

textBaseline 设置或返回在绘制文本时使用的当前文本基线
- alphabetic ：默认。文本基线是普通的字母基线。
- top ：文本基线是 em 方框的顶端。。
- hanging ：文本基线是悬挂基线。
- middle ：文本基线是 em 方框的正中。
- ideographic：文本基线是 em 基线。
- bottom ：文本基线是 em 方框的底端。

例如： ctx.textBaseline = 'top'; 单词: alphabetic: 字母的；照字母次序的 [,ælfə'bɛtɪk] ideographic：表意的；表意字构成的英 [,ɪdɪəʊ'ɡræfɪk] 美 [,ɪdɪə'græfɪk]

设置文字为主

image

2.5.2 上下文绘制文字方法

* ctx.fillText()      在画布上绘制“被填充的”文本
* ctx.strokeText()    在画布上绘制文本（无填充）
* ctx.measureText()   返回包含指定文本宽度的对象
* 单词：measure 测量；估量；权衡   英 ['meʒə]   美 ['mɛʒɚ]

//综合案例代码：
ctx.moveTo(300, 300);
ctx.fillStyle = 'purple'; //设置填充颜色为紫色
ctx.font = '20px "微软雅黑"'; //设置字体
ctx.textBaseline = 'bottom'; //设置字体底线对齐绘制基线
ctx.textAlign = 'left'; //设置字体对齐的方式
//ctx.strokeText( "left", 450, 400 );
ctx.fillText('Top-g', 100, 300); //填充文字

2.5.3 案例 07 文字绘制.html

2.6 绘制图片（drawImage）（重点）

2.6.1 基本绘制图片的方式

context.drawImage(img,x,y);
参数说明： x,y 绘制图片左上角的坐标， img是绘制图片的dom对象。

2.6.2 在画布上绘制图像，并规定图像的宽度和高度

context.drawImage(img,x,y,width,height);
参数说明：width 绘制图片的宽度，  height：绘制图片的高度
如果指定宽高，最好成比例，不然图片会被拉伸</em>
    等比公式：  toH = Height * toW   /  Width;  //等比
             设置高 = 原高度 * 设置宽/ 原宽度;

2.6.3 图片裁剪，并在画布上定位被剪切的部分

context.drawImage(img,sx,sy,swidth,sheight,x,y,width,height);
参数说明：
    sx,sy 裁剪的左上角坐标，
    swidth：裁剪图片的高度。 sheight:裁剪的高度
    其他同上

2.6.4 用 JavaScript 创建 img 对象

第一种方式：

var img = document.getElementById('imgId');

第二种方式：

var img = new Image(); //这个就是 img标签的dom对象
img.src = '/aicoder_vip_doc/images/arc.gif';
img.alt = '文本信息';
img.onload = function() {
  //图片加载完成后，执行此方法
};

2.6.5 面向对象基础复习补充：

创建对象的方式：

var o = { name: '123', age: 18 }; //json方式创建
var o = new Object(); //通过new的方式创建
var o = new Persion(); //通过类的构造函数创建

JS 中对象的属性创建方式

    * json的方式： var o = { age: 19 };
    * 直接添加属性：var o = {};  o.age = 19;//太分散了，不利于管理
    * 由于js动态语言的特性，如果属性不存在的时候，直接添加属性。
    * 构造函数添加属性
    * 原型添加公共的属性

JS 的构造函数的原型构造函数的原型就是：构造对象的模板，构造函数原型里面的所有的属性和方法都会共享给所有的构造函数构造出来的所有实例。

2.6.6 补充 sublime 制作代码段

第一步：sublime 菜单栏 → 工具 → 制作代码段

第二步：修改输出的 sublime 代码段文本

<snippet>
    <content><![CDATA[
1、这里放要tab键 输出的内容
2、 ${1:this} 占位符，tab可以进行切换，数字是切换的索引。
    ：后面的是默认的文本。
]]></content>
    <!-- Optional: Set a tabTrigger to define how to trigger the snippet -->
    <tabTrigger>简写的字母</tabTrigger>
    <!-- Optional: Set a scope to limit where the snippet will trigger -->
    <!-- <scope>source.python</scope> -->
</snippet>

第三步：保存到插件的文件夹中，后缀名为：.sublime-snippet 比如我存放的位置： C:\Users\malunmac\AppData\Roaming\Sublime Text 3\Packages\User\snippets snippets 是我自己新建的文件夹。