canvas 像素操作
在 canvas 中可以使用 context.drawImage(image,dx,dy) 方法将图片绘制在 canvas 上。将图片绘制上去后，还可以使用 context.getImageData(sx, sy, sw, sh) 方法获取 canvas 区域隐含的像素数据，该方法返回一个 ImageData 对象，里面包含的是 canvas 像素信息。
getImageData 函数参数
这个函数有四个参数，都是必选的。
格式：context.getImageData(sx, sy, sw, sh)。
其中：
sx：将要被提取的图像数据矩形区域的左上角 x 坐标；sy：将要被提取的图像数据矩形区域的左上角 y 坐标；sw：将要被提取的图像数据矩形区域的宽度；sy：将要被提取的图像数据矩形区域的高度；
// 获取整个 canvas 画布上的像素信息
var imageData = context.getImageData(0,0,canvas.width,canvas.height);
console.log(imageData);
需要注意的是，如果是使用 image 对象动态生成 img 图片，然后使用 drawImage 和 getImageData 方法时，chrome 后可能会报图片跨域错误。
const cvs = document.querySelector("#myCvs");
const ctx = cvs.getContext("2d");
var image = new Image(cvs.height);
image.src = "./05.jpg";
// 图片加载好后在获得像素，不然获得不了
image.onload = function(){
ctx.drawImage(image,0,0);
var imageData = ctx.getImageData(0,0,cvs.width,cvs.height);
console.log(imageData);
}
报错信息：
Failed to execute 'getImageData' on 'CanvasRenderingContext2D': The canvas has been tainted by cross-origin data.
at Image.image.onload
解决办法是写一个本地服务器，把 HTML 文件部署到服务器上。
另一个办法是建立一个文件夹（比如 src 目录），把图片和 HTML 文件（HTML 文件命名为 index.html）放入其中，运行 npx serve ./src 命令。
serve 模块
打开 http:localhost:5000 就不会报错了。serve 模块是一个 npm 包，一个开箱即用的服务端模块。
ImageData 对象中有三个属性：
width：canvas 的宽度；height：canvas 的高度；data：指定区域的像素数据；
imageData.data 中的像素数据是一个一维正整数数组（Uint8ClampedArray 类型的数组，即：无符号整型），一个像素信息包含 RGB 三原色信息和透明度。data 数组数据每四个为一组，分别表示 RGB 通道和透明度。这四种值取值都在 0-255 之间。
putImageData() 方法
该方法可以将 imageData 对象绘制到 canvas 上。我们可以用 getImageData 将获取到的 imageData 数据处理后再使用 putImageData 方法重新绘制到 canvas 中。
该方法的参数：ctx.putImageData(imagedata, dx, dy);
dx：源图像数据在目标画布中的 x 轴方向的偏移量；dy：源图像数据在目标画布中的 y 轴方向的偏移量；
除这两个参数之外还有四个可选属性，这里不做介绍，可以参考 MDN 文档： https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/API/CanvasRenderingContext2D/putImageData[1]
简单的 canvas 的像素操作
在 CSS 颜色值里，可以使用六位十六进制法表示颜色值，比如：#000000 表示纯黑色，还可以使用 rgb 通道表示法表示一个颜色，格式：rgb(red,green,blue)。当值是 rgb(255,255,255) 是就是纯白色，rgb(255,0,0) 表示红色。rgb 通道的取值在 0-255 之间。在 CSS 当中，还定义了 rgba 颜色值，多出来的 a 表示透明度，只不过取值在 0-1 之间，0 表示透明度为 100%（而在 canvas 的像素中，透明度同样是 0-255 之间）。
下面就介绍几个简单且常见的像素处理结果。原始图片均以下面的彩图为例：
绫小路
灰度处理
使用上面的两个 API 就可以随意操作像素数据了。比如下面的例子，将一个彩色的图像变成灰色的图像：
<body>
<img src="./img/05.jpg" height="423" width="423" />
<canvas id="myCvs" height="423" width="423"></canvas>
<button id="btn">gray</button>
<script>
const cvs = document.querySelector("#myCvs");
const ctx = cvs.getContext("2d");
const btn = document.querySelector("#btn");
var image = new Image(cvs.height);
image.src = "./05.jpg";
image.onload = function(){
ctx.drawImage(image,0,0);
}
btn.onclick = function(){
// 获取像素信息
var imageData = ctx.getImageData(0,0,cvs.width,cvs.height);
var newImageData = gray(imageData);
ctx.putImageData(newImageData,0,0);
}
// 将图像变成黑白图
function gray(imageData){
var data = imageData.data;
var len = data.length;
for(let i = 0;i < len;i += 4){
var avg = 0;
for(let j = 0;j < 3;j ++){
// RGB 颜色求平均值
avg += (data[i + j] / 3);
}
// 把平均值赋给 RGB
data[i] = data[i + 1] = data[i + 2] = avg;
}
return imageData;
}
</script>
</body>
当点击按钮后，彩色图片就会变成灰色。黑白图的原理就是取 RGB 通道的均值，再把均值赋值给 RGB 三个通道。处理结果：
灰度图
需要注意的是，imageData.data 中的数据类型都是无符号整型，做平均运算时很可能会出现小数，不过 JavaScript 会自动进行取整操作，当然你也可以使用
Math.floor或者Math.ceil方法进行取整操作。
纯黑白图
灰度处理后，颜色并不是纯白色或者黑色，而是介于黑与白之间。要想将一张图片处理成“纯”黑白的图片可以这样做：
- 得到 RGB 通道的颜色平均值；
- 如果平均值是小于 128（256 / 2），那么 RGB 都取 0（黑色）；
- 如果平均值大于等于 128，那么 RGB 都取值 255（白色）；
所以，代码是这样的：
function gray(imageData){
var data = imageData.data;
var len = data.length;
for(let i = 0;i < len;i += 4){
var avg = 0;
for(let j = 0;j < 3;j ++){
avg += (data[i + j] / 3);
}
//！判断
data[i] = data[i + 1] = data[i + 2] = avg < 128 ? 0 : 255;
}
return imageData;
}
处理结果：
纯黑白
通过上面也可以实现只有红色通道的图片，原理是只将平均值赋给红色通道，其他通道变成 0。
// 红色蒙版
var redMask = function(imageData){
var data = imageData.data;
var len = data.length;
for (let i = 0; i < len; i += 4) {
let sum = 0;
for (let j = 0; j < 3; j++) {
sum += data[i + j];
}
var avg = sum / 3;
data[i] = avg; // 红色是平均值
// 绿色和蓝色都设为零
data[i + 1] = data[i + 2] = 0;
}
return imageData;
}
效果：
红色蒙版
可以试着将蓝色、绿色或者透明度设成均值，把别的通道置 0 看看图像变化。
透明度变换
透明度处理使用的是第四个值，方法是将透明度乘以一个加权值，这个加权值在 0-1 之间：
// decimal 取值应在 0-1 之间
var transparency = function(imageData,decimal){
var data = imageData.data;
for(let i = 0;i < data.length;i ++){
// 第三个通道加权
data[i + 3] *= decimal;
}
return imageData;
}
色彩反转
色彩反转的思路是：获得每个像素的 RGB 通道的值，用 255 减去该值，再把算出的结果赋给对应的 RGB 通道。
var colorReversal = function(imageData){
var data = imageData.data;
var len = imageData.length;
for(let i = 0;i < len;i += 4){
data[i] = 255 - data[i];
data[i + 1] = 255 - data[i + 1]
data[i + 2] = 255 - data[i + 2];
}
return imageData;
}
处理结果：
色彩反转
复古处理
图片复古处理可以让图片看着有“历史感”，原理是将 RGB 每个通道赋值为三个通道的加权值之和（0-1 之间），
for (let i = 0; i < len; i += 4) {
let r = data[i],
g = data[i + 1],
b = data[i + 2];
// 加权操作
data[i] = r * 0.39 + g * 0.76 + b * 0.18;
data[i + 1] = r * 0.35 + g * 0.68 + b * 0.16;
data[i + 2] = r * 0.27 + g * 0.35 + b * 0.13;
}
ctx.putImageData(imageData, 0, 0);
效果：
复古
CSS3 中的滤镜
CSS3 中新增了滤镜属性：filter。
filter 的取值可以有许多种，比如 blur(px) 可以给图像设置高斯模糊；hue-rotate(deg) 可以给图像应用色相旋转；opacity(%) 可以转化图像的透明程度；saturate(%) 可以转换图像饱和度；详细的介绍可以 参考 MDN 文档[2]
canvas 像素处理有个缺点，就是每次改变图像像素时，不能实时更新，如果要做一个滑动色彩变换，可以使用 CSS3 提供的 filter。思路是：使用 input 标签的 range 类型。range 类型属性有四个：min：该值不得小于 min. 默认值为 0；max：该值将不大于 max. 默认值为 100；step：该值表示滑动步数，预设值为 1。value 表示当前的步数，默认是长度的一半。
<body>
<img src="./05.jpg" />
<input value="0" id="range" type="range" min="0" max="100" step="1" />
<script>
const img = document.querySelector("img");
const range = document.querySelector("#range");
range.oninput = function(){
// value 就是滑块滑动的距离
img.style.filter = `blur(${this.value}px)`;
}
</script>
</body>
当滑动滑块时图片高斯模糊会平滑改变。当然，也可以使用 change 事件，当鼠标放开时才触发事件。CSS3 中的 filter 属性是很强大的，不足的就是浏览器兼容性现在还不太好。
canvas 视频处理
canvas 中的 drawImage 方法的第一个参数不仅可以传入图片对象，还可以传入 video 对象。
// 获取 video 元素
var video = document.getElementsByTagName("video")[0];
// 将视频绘制到 canvas 上
context.drawImage(video,0,0,cvs.width,cvs.height);
绘制到 canvas 上后只是视频的第一帧图，想要让 canvas 像视频一样播放图片帧，就需要使用 requestAnimationFrame 方法。
首先需要一个 video 标签和 canvas 标签。
<body>
<video src="./xxx.mp4" muted controls height="423" width="423"></video>
<canvas id="myCvs" height="423" width="423"></canvas>
</body>
然后用 JS 获取元素进行操作：
const video = document.querySelector("video");
const cvs = document.querySelector("#myCvs");
const ctx = cvs.getContext("2d");
// 处理像素
function greenMask(imageData) {
var data = imageData.data;
var len = data.length;
for (let i = 0; i < len; i += 4) {
let sum = 0;
for (let j = 0; j < 3; j++) {
sum += data[i + j];
}
var avg = sum / 3;
data[i + 2] = avg;
data[i + 1] = data[i] = 0;
}
return imageData;
}
// 该事件是当媒体资源的第一帧加载完成时被触发。
video.onloadeddata = function () {
// 然后运行 play 函数
window.requestAnimationFrame(play);
}
// play 函数：
function play(imageData) {
window.requestAnimationFrame(play);
// 先绘制图片
ctx.drawImage(video, 0, 0,cvs.width,cvs.height);
// 然后获取像素
var imageData = ctx.getImageData(0,0,cvs.width,cvs.height);
// 处理像素，然后重新绘制到 canvas 上
var newImageData = redMask(imageData);
ctx.putImageData(newImageData,0,0);
}
当然，CSS3 中的 filter 也可以用于 canvas 上：
const video = document.querySelector("video");
const cvs = document.querySelector("#myCvs");
const ctx = cvs.getContext("2d");
// 定义后，canvas 图像会呈现高斯模糊效果
cvs.style.filter = "blur(8px)";
video.onloadeddata = function () {
window.requestAnimationFrame(play);
}
function play(){
window.requestAnimationFrame(play);
ctx.drawImage(video, 0, 0,cvs.width,cvs.height);
// 就不需要再获取像素然后重新绘制了
}
当获取像素并能进行操作时，可以说几乎任何图像处理操作都可以通过 canvas 完成，可见 canvas 的强大之处，当然，canvas 的强大不只局限于基本的像素操作，图片合成、视频合成以及游戏动画等也是 canvas 的能够胜任的，学好 canvas 就如同打开了一扇新的大门。canvas 像素操作就说到这里。
参考资料
[1]
https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/API/CanvasRenderingContext2D/putImageData: https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/API/CanvasRenderingContext2D/putImageData
[2]
参考 MDN 文档: https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/CSS/filter