canvas 基础入门

是什么

Canvas（画布）是在 HTML5 中新增的标签用于在网页实时生成图像，可以操作图像内容，是一个可以用 JavaScript 操作的位图（bitmap）。

canvas 的应用领域

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优秀。

可视化的库：Echart

banner 广告：Canvas 实现动态的广告效果非常合适

图形编辑器：后续 PhotoShop 能够 100%基于 Web 实现

微信读书、腾讯文档均是通过 canvas 实现

使用

创建一个标签
获取 canvas 元素对应的 DOM 对象，这是一个 Canvas 对象
调用 Canvas 对象的 getContext()方法，该方法返回一个 CanvasRenderingContext2D 对象，该对象即可绘制图形
调用 CanvasRenderingContext2D 对象的方法绘图

创建坐标系

在 canvas 中默认坐标系在左上角（X 轴正方向向右、Y 轴正方向向下），可是有的时候需要变换坐标系才能更方便的实现所需的效果，此时需要变换坐标系，canvas 提供了以下几种变换坐标系的方式：

translate（dx，dy）：平移坐标系。相当于把原来位于（0，0）位置的坐标原点平移到（dx、dy）点。
rotate（angle）：旋转坐标系。该方法控制坐标系统顺时针旋转 angle 弧度。
scale（sx，sy）：缩放坐标系。该方法控制坐标系统水平方向上缩放 sx，垂直方向上缩放 sy。
transform（a,b,c,d,e,f）：允许缩放、旋转、移动并倾斜当前的环境坐标系，其中 a 表示水平缩放、b 表示水平切斜、c 表示垂直切斜、d 表示垂直缩放、e 表示水平移动、f 表示垂直移动。

function main() {
  const canvas = document.getElementById("canvasId");
  const ctx = canvas.getContext("2d");
  ctx.lineWidth = 4;
  // 默认
  ctx.save();
  ctx.strokeStyle = "#F00";
  drawCoordiante(ctx);
  ctx.restore();

  // 平移
  ctx.save();
  ctx.translate(150, 150);
  ctx.strokeStyle = "#0F0";
  drawCoordiante(ctx);
  ctx.restore();

  // 旋转
  ctx.save();
  ctx.translate(300, 300);
  ctx.rotate(-Math.PI / 2);
  ctx.strokeStyle = "#00F";
  drawCoordiante(ctx);
  ctx.restore();

  // 缩放
  ctx.save();
  ctx.translate(400, 400);
  ctx.rotate(-Math.PI / 2);
  ctx.scale(0.5, 0.5);
  ctx.strokeStyle = "#000";
  drawCoordiante(ctx);
  ctx.restore();
}

function drawCoordiante(ctx) {
  ctx.beginPath();
  ctx.moveTo(0, 0);
  ctx.lineTo(120, 0);
  ctx.moveTo(0, 0);
  ctx.lineTo(0, 80);
  ctx.closePath();
  ctx.stroke();
}

main();

图形绘制

根据坐标系绘制内容

// 直线
function drawLine(ctx, startX, startY, endX, endY) {
  ctx.moveTo(startX, startY);
  ctx.lineTo(endX, endY);
  ctx.stroke();
}
// 圆弧
function drawCircle(ctx, x, y, R, startAngle, endAngle) {
  ctx.arc(x, y, R, startAngle, endAngle);
  ctx.stroke();
}
// 贝济埃曲线
function drawBezierCurve(ctx, cpX1, cpY1, cpX, cpY2, endX, endY) {
  ctx.bezierCurveTo(cpX1, cpY1, cpX, cpY2, endX, endY);
  ctx.stroke();
}
// 二次曲线
function drawQuadraticCurve(ctx, cpX, cpY, endX, endY) {
  ctx.quadraticCurveTo(cpX, cpY, endX, endY);
  ctx.stroke();
}
// 填充矩形
function drawFillRect(ctx, x, y, width, height) {
  ctx.fillRect(x, y, width, height);
}
// 边框矩形
function drawStrokeRect(ctx, x, y, width, height) {
  ctx.strokeRect(x, y, width, height);
}
// 填充字符串
function drawFillText(ctx, text, x, y) {
  ctx.fillText(text, x, y);
}
// 边框字符串
function drawStrokeText(ctx, text, x, y) {
  ctx.strokeText(text, x, y);
}
// 利用路径绘制
function drawFigureByPath(ctx) {
  ctx.beginPath();
  ctx.moveTo(100, 400);
  ctx.lineTo(200, 450);
  ctx.lineTo(150, 480);
  ctx.closePath();
  ctx.fill();
}
// 初始化
function main() {
  const canvas = document.getElementById("canvasId");
  const ctx = canvas.getContext("2d");
  ctx.lineWidth = 2;
  ctx.strokeStyle = "#F00";
  ctx.fillStyle = "#F00";
  ctx.font = "normal 50px 宋体";
  drawLine(ctx, 50, 10, 150, 10);
  ctx.moveTo(150, 100);
  drawCircle(ctx, 100, 100, 50, 0, Math.PI);
  ctx.moveTo(300, 100);
  drawCircle(ctx, 250, 100, 50, 0, Math.PI / 2);
  ctx.moveTo(350, 150);
  drawBezierCurve(ctx, 200, 200, 450, 250, 300, 300);
  ctx.moveTo(50, 250);
  drawQuadraticCurve(ctx, 50, 400, 80, 400);
  drawFillRect(ctx, 100, 300, 100, 50);
  drawStrokeRect(ctx, 300, 300, 100, 50);
  drawFillText(ctx, "I", 100, 400);
  drawStrokeText(ctx, "I", 300, 400);
  drawFigureByPath(ctx);
}

main();

填充颜色

利用 canvas 绘制图形时势必要上点颜料，通过设置 fillStyle 属性即可设置对应的颜料，对于颜料值主要有以下四种：纯颜色、线性渐变颜色、径向渐变颜色、位图。

// 纯颜色
function useColorFill(ctx) {
  ctx.save();
  ctx.fillStyle = "#F00";
  ctx.fillRect(10, 10, 100, 100);
  ctx.restore();
}

// 线性渐变颜色
function useLinearGradientFill(ctx) {
  ctx.save();
  const lg = ctx.createLinearGradient(110, 10, 210, 10);
  lg.addColorStop(0.2, "#F00");
  lg.addColorStop(0.5, "#0F0");
  lg.addColorStop(0.9, "#00F");
  ctx.fillStyle = lg;
  ctx.fillRect(120, 10, 100, 100);
  ctx.restore();
}

// 径向渐变颜色
function useRadialGradientFill(ctx) {
  ctx.save();
  const lg = ctx.createRadialGradient(260, 60, 10, 260, 60, 60);
  lg.addColorStop(0.2, "#F00");
  lg.addColorStop(0.5, "#0F0");
  lg.addColorStop(0.9, "#00F");
  ctx.fillStyle = lg;
  ctx.fillRect(230, 10, 100, 100);
  ctx.restore();
}

// 位图填充
function useImageFill(ctx) {
  ctx.save();
  const image = new Image();
  image.src = "https://source.unsplash.com/Xm9-vA_bhm0/300x500";
  image.onload = function () {
    // 创建位图填充
    const imgPattern = ctx.createPattern(image, "repeat");
    ctx.fillStyle = imgPattern;
    ctx.fillRect(340, 10, 100, 100);
    ctx.restore();
  };
}

function main() {
  const canvas = document.getElementById("canvasId");
  const ctx = canvas.getContext("2d");
  useRadialGradientFill(ctx);
  useImageFill(ctx);
}
main();

填充外部图像

有的时候需要引入外部图片，然后对外部图片进行像素级别的处理，最后进行保存。

绘制图像：drawImage
取得图像数据：getImageData
将修改后的数据重新填充到 Canvas 中：putImageData
输出位图：toDataURL

function main() {
  const canvas = document.getElementById("canvasId");
  const ctx = canvas.getContext("2d");
  const image = document.getElementById("image");
  // 绘制图像
  ctx.drawImage(image, 0, 0);
  // 获取图像数据
  const imageData = ctx.getImageData(0, 0, image.width, image.height);
  const data = imageData.data;
  for (let i = 0, len = data.length; i < len; i += 4) {
    const red = data[i];
    const green = data[i + 1];
    const blue = data[i + 2];

    const average = Math.floor((red + green + blue) / 3);

    data[i] = average;
    data[i + 1] = average;
    data[i + 2] = average;
  }

  imageData.data = data;
  ctx.putImageData(imageData, 0, 0);
  document.getElementById("result").src = canvas.toDataURL("image/png");
}

实战

<canvas id="canvasId" width="1000px" height="600px"></canvas>
<script>
  function main() {
    const canvas = document.getElementById("canvasId");
    const ctx = canvas.getContext("2d");
    ctx.lineWidth = 4;
    ctx.strokeStyle = "#000";
    ctx.fillStyle = "#ffd8e1";
    ctx.translate(320, 320);
    drawPigEar(ctx);
    ctx.save();
    ctx.rotate(Math.PI / 2);
    drawPigEar(ctx);
    ctx.restore();
    drawPigFace(ctx);
    ctx.save();
    ctx.translate(-100, -100);
    drawPigEye(ctx);
    ctx.restore();
    ctx.save();
    ctx.translate(100, -100);
    drawPigEye(ctx);
    ctx.restore();
    ctx.save();
    ctx.translate(0, 60);
    drawPigNose(ctx);
    ctx.restore();
  }

  function drawPigEar(ctx) {
    ctx.save();
    ctx.beginPath();
    ctx.arc(-250, 0, 250, 0, -Math.PI / 2, true);
    ctx.arc(0, -250, 250, -Math.PI, Math.PI / 2, true);
    ctx.closePath();
    ctx.fill();
    ctx.stroke();
    ctx.restore();
  }

  function drawPigFace(ctx) {
    ctx.save();
    ctx.beginPath();
    ctx.arc(0, 0, 250, 0, Math.PI * 2);
    ctx.fill();
    ctx.stroke();
    ctx.closePath();
    ctx.restore();
  }

  function drawPigEye(ctx) {
    ctx.save();
    ctx.fillStyle = "#000";
    ctx.beginPath();
    ctx.arc(0, 0, 20, 0, Math.PI * 2);
    ctx.closePath();
    ctx.fill();
    ctx.restore();
  }

  function drawPigNose(ctx) {
    ctx.save();
    ctx.fillStyle = "#fca7aa";
    ctx.beginPath();
    ctx.ellipse(0, 0, 150, 100, 0, 0, Math.PI * 2);
    ctx.closePath();
    ctx.fill();
    ctx.stroke();
    ctx.save();
    ctx.translate(-60, 0);
    drawPigNostrils(ctx);
    ctx.restore();
    ctx.save();
    ctx.translate(60, 0);
    drawPigNostrils(ctx);
    ctx.restore();
    ctx.restore();
  }

  function drawPigNostrils(ctx) {
    ctx.save();
    ctx.fillStyle = "#b55151";
    ctx.beginPath();
    ctx.ellipse(0, 0, 40, 60, 0, 0, Math.PI * 2);
    ctx.closePath();
    ctx.fill();
    ctx.stroke();
    ctx.restore();
  }

  main();
</script>
```

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