《JS原理、方法与实践》- canvas作图（一）

canvas简介

canvas标签是HTML5标准最受欢迎的一个标签，它的作用就相当于一块画布，可以通过JS脚本在canvas上面进行绘画，而且还可以对画面的内容进行修改，通过不断修改可以实现动画的效果，再跟事件结合后就可以制作游戏了！

canvas标签及其所对应的JS对象HTMLCanvasElement本身非常简单，它们主要包含width、height两个属性和一个getContext方法。虽然HTML5中新增了setContext等方法，但是各大浏览器支持得并不好。

canvas本身并没有太多得操作，它主要是通过getContext方法获取的环境对象进行操作。canvas和它所包含的context对象的关系就好像canvas是一块画布，而context是各种笔，拿到笔，然后才可以绘图。

canvas的用法

首先获取canvas对象，然后使用这个对象获取相应的环境，最后使用获取的环境绘图。
代码示例：

<body>
    <canvas id="c2d" width="300" height="300">浏览器不支持canvas</canvas>
    <canvas id="c3d" width="150" height="150">浏览器不支持canvas</canvas>
    <script>
        // 获取canvas对象
        const canvas2d = document.querySelector('#c2d');
        // 使用这个对象获取相应的环境
        const ctx2d = canvas2d.getContext('2d');'

        // 绘制图形...

        const canvas3d = document.querySelector('#c3d');
        const ctx3d = canvas3d.getContext('webgl');
    </script>
</body>

从示例中，我们可以看出利用getContext（）方法获取绘图环境，目前只支持2d（'2d'）和3d('webgl')环境。

绘制矩形

绘制矩形是canvas中最简单的功能，跟绘制矩形相关的方法一共包括如下三个：

  • strokeRect(x,y,width,height):绘制矩形边框
  • fillRect(x,y,width,height):绘制矩形并填充

  • clearRect(x,y,width,height): 清除矩形区域内容，实际上是使用底色填充矩形区域。
    这三个方法的参数中，x,y表示矩形左上角的坐标，width和height表示矩形的宽和高，坐标原点默认为canvas的左上角，canvas中矩形的结构如下：


    canvas矩形结构图

    代码示例：

    <canvas id="c2d" width="300" height="300">浏览器不支持canvas</canvas>
    <script>
        
        const canvas2d = document.querySelector('#c2d');
        const ctx2d = canvas2d.getContext('2d');
        // 绘制矩形
        ctx2d.fillRect(30,50,100,50);
        ctx2d.strokeRect(100,30,100,50);
        ctx2d.clearRect(101,51,28,28);
    </script>
运行结果

绘制路径

绘制路径常用方法属性

使用路径一共可以分为4步:创建路径、绘制路径、关闭路径和操作路径，其中绘制路径最复杂也是最重要的内容。先介绍其他三种操作，最后详细讲解绘制路径。

创建/关闭路径

创建路径

路径的创建一共有两种方法，一种是调用CanvasRenderingContext2D的beginPath方法，另一种是新建Path2D对象。
调用CanvasRenderingContext2D的beginPath方法后就可以直接使用CanvasRenderingContext2D来绘制路径，而使用Path2D新建时会返回新建的路径，然后在新建出来的路径上进行操作，例如下面的例子：

    <canvas id="c2d">浏览器不支持canvas</canvas>
    <script>
        const c2d = document.querySelector('#c2d');
        const ctx2d = c2d.getContext('2d');

        // 使用beginPath方法创建
        ctx2d.beginPath();
        // 这里可以使用ctx2d绘制路径
        // ......

        // 使用Path2D新建路径
        const newPath = new Path2D();
        // 这里实际newPath来绘制路径
        //......
    </script>
关闭路径

关闭路径使用的是closePath方法，其主要作用是将路径闭合起来，也就是从画笔的终点到路径的起点绘制一条直线，如果路径已经闭合，那么也可以不调用该方法。

操作路径

对路径的操作只有两种：填充和描边，它们所对应的方法分别是stroke和fill。如果是使beginPath创建的路径，那么直接调用就可以了，如果是新建的Path2D路径，那么需要将创建出来的路径传入参数中，例如下面的例子：

<canvas id="c2d">浏览器不支持canvas</canvas>
   <script>
       const c2d = document.querySelector('#c2d');
       const ctx2d = c2d.getContext('2d');

       // 使用beginPath方法创建
       ctx2d.beginPath();
       // 这里可以使用ctx2d绘制路径
       // ......
       ctx2d.closePath();
       ctx2d.fill();


       // 使用Path2D新建路径
       const newPath = new Path2D();
       // 这里实际newPath来绘制路径
       //......
       newPath.closePath();
       ctx2d.stroke(newPath);
   </script>

绘制路径

所有平面上的图形都是由直线和曲线组成的（点其实是半径很小的实心圆），因此路径的绘制主要分为直线和曲线两种类型。但是，CanvasRenderingContext2D绘制路径时除了这两种类型外还有一个辅助操作的方法。

辅助操作

辅助方法：moveTo（x,y）,两个参数表示移动到的目标点的坐标值

绘制直线

方法：lineTo（x,y）,它可以从画笔当前点到参数中传入的坐标点画一条直线，一般会与moveTo方法配合使用。

样式的设置

属性：lineWidth：指定线条的宽度
属性：lineDashOffset: 指定虚线的偏移量
方法：setLineDash()：设置虚线的样式，参数为一个数组，数组的元素用来表示实线与空白所占用的宽度，虚线会按数组中的值进行循环。
示例(画一个正方形和两条虚线)：

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
    <title>Document</title>
</head>
<body>
    <canvas id="canvas" width="500" width="500"></canvas>
    <script>
        const canvas = document.querySelector('#canvas');
        if(canvas.getContext) {
            const ctx = canvas.getContext('2d');
            ctx.beginPath();
            ctx.lineWidth = 10;
            ctx.moveTo(10,10);
            ctx.lineTo(10,100);
            ctx.lineTo(100,100);
            ctx.lineTo(100,10);
            ctx.closePath();
            ctx.stroke();

            ctx.beginPath();
            ctx.lineWidth = 1;
            ctx.setLineDash([5,10]);
            ctx.moveTo(10,120);
            ctx.lineTo(120,120);
            ctx.closePath();
            ctx.stroke();
            
            ctx.beginPath();
            ctx.setLineDash([5,10]);
            ctx.lineDashOffset = 2;
            ctx.moveTo(10,130);
            ctx.lineTo(130,130);

            ctx.closePath();
            ctx.stroke();
        }
    </script>
</body>
</html>

绘制曲线

绘制圆弧

方法：arc(x,y,radius,startAngle,endAngle,anticlockwise)
参数说明：x,y为圆心，radius为半径，startAngle和endAngle分别是起始角度和结束角度，anticlockwise表示是否逆时针绘制，默认为顺时针。
方法：arcTo(x1,y1,x2,y2,radius)
参数说明：通过两条切线和半径来指定一段圆弧，画笔当前点和(x1,y1), (x1,y1)和（x2,y2）构成两条切线，参数radius为半径。两条切线和一个半径可以将一个圆分成两段圆弧，acrTo方法绘制的是较短的那段。如果画笔的起始点不是圆弧的切点，那么acrTo方法还会将起点和切点使用直线连接起来。
示例：

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
    <title>Document</title>
</head>
<body>
    <canvas width="500" height="500" id='c2d'></canvas>
    <script>
        const canvas = document.getElementById('c2d');
        const ctx = canvas.getContext('2d');

        ctx.beginPath();
        ctx.arc(100,100,100,0, 2*Math.PI,false);
        ctx.closePath();
        ctx.stroke();

        ctx.beginPath();
        ctx.lineTo(250,30);
        ctx.lineWidth = 0.5;
        ctx.arcTo(200,30,250,50,20);
        ctx.closePath();
        ctx.stroke();
    </script>
</body>
</html>
运行结果
绘制贝塞尔曲线

方法：quadraticCurveTo(cp1x,xp1y,x,y)
方法：bezierCurveTo(cp1x,cp1y,cp2x,cp2y,x,y)
这两个方法分别用于绘制一个控制点和两个控制点的贝塞尔曲线，画笔当前点为曲线的起点，（x,y）为曲线的终点，（cpx1,cp1y）和（cp2x,cp2y）都是控制点，理解了贝塞尔曲线，这两个方法就很容易理解：深入理解贝塞尔曲线
实例：

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
    <title>Document</title>
</head>
<body>
    <canvas id="c2d">浏览器不支持canvas</canvas>
    <script>
        const canvas = document.querySelector('#c2d');
        if(canvas.getContext) {
            const ctx = canvas.getContext('2d');
            ctx.beginPath();
            ctx.moveTo(30,50);
            ctx.quadraticCurveTo(40,80,100,50);

            ctx.moveTo(130,60);
            ctx.bezierCurveTo(160,30,200,100,260,50);
            ctx.stroke();
        }
    </script>
</body>
</html>
运行结果

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