关于前端:canvas从入门到猪头

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通过本文你将理解 canvas 简介及其比拟罕用的办法，并利用 canvas 实现一个小猪头。

一、Canvas 简介

1.1 什么是 canvas

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

1.2 canvas 的坐标零碎

canvas 的坐标零碎如下图所示，其具备如下特点：

  • x 轴正方向向右、y 轴正方向向下
  • 画布的原点在左上角
  • 横纵坐标单位为像素
  • 每个轴的最小单元为一个像素（栅格）

1.3 canvas 的绘制流程

  1. 创立一个 <canvas></canvas> 标签
  2. 获取 canvas 元素对应的 DOM 对象，这是一个 Canvas 对象
  3. 调用 Canvas 对象的 getContext() 办法，该办法返回一个 CanvasRenderingContext2D 对象，该对象即可绘制图形
  4. 调用 CanvasRenderingContext2D 对象的办法绘图

1.4 canvas 的应用领域

canvas 这个神奇的货色有很多畛域能够失去利用，上面咱们一起唠一唠。

  1. 游戏：canvas 在基于 Web 的图像显示方面比 Flash 更加平面、更加精美，canvas 游戏在晦涩度和跨平台方面更优良，例如这 25 款 canvas 游戏
  2. 可视化的库：Echart
  3. banner 广告：Canvas 实现动静的广告成果十分适合
  4. 图形编辑器：后续 Photoshop 可能 100% 基于 Web 实现
  5. 微信读书、腾讯文档均是通过 canvas 实现

二、根底性能

通过第一章对 canvas 有了初步的意识，本章就依照一个人绘制一幅画的思路进行演变，逐渐理解 canvas 的基本功能，从而更好的应用它实现一些酷炫的成果。

2.1 坐标系抉择

当要绘制一幅画时首先要确定坐标系，只有抉择好了坐标系之后才好动笔，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），可是有的时候须要变换坐标系能力更不便的实现所需的成果，此时须要变换坐标系，canvas 提供了以下几种变换坐标系的形式：

  1. translate（dx，dy）：平移坐标系。相当于把原来位于（0，0）地位的坐标原点平移到（dx、dy）点。
  2. rotate（angle）：旋转坐标系。该办法管制坐标零碎顺时针旋转 angle 弧度。
  3. scale（sx，sy）：缩放坐标系。该办法管制坐标零碎程度方向上缩放 sx，垂直方向上缩放 sy。
  4. transform（a,b,c,d,e,f）：容许缩放、旋转、挪动并歪斜以后的环境坐标系，其中 a 示意程度缩放、b 示意程度切斜、c 示意垂直切斜、d 示意垂直缩放、e 示意程度挪动、f 示意垂直挪动。

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();

2.2 图形绘制

坐标系抉择好了之后，就要开始动笔创作大作了，那么 canvas 到底容许绘制哪些内容呢？

  1. 直线 
function drawLine(ctx, startX, startY, endX, endY) {ctx.moveTo(startX, startY);
    ctx.lineTo(endX, endY);
    ctx.stroke();}
  1. 圆弧 
function drawCircle(ctx, x, y, R, startAngle, endAngle) {ctx.arc(x, y, R, startAngle, endAngle);
    ctx.stroke();}
  1. 曲线 
// 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();}
  1. 矩形 
// 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);
}
  1. 字符串 
// 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);
}
  1. 简单图形绘制——门路 
// 利用门路绘制
function drawFigureByPath(ctx) {ctx.beginPath();
    ctx.moveTo(100, 400);
    ctx.lineTo(200, 450);
    ctx.lineTo(150, 480);
    ctx.closePath();
    ctx.fill();}

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);
}

2.3 填充格调

利用 canvas 绘制图形时事必要上点颜料，通过设置 fillStyle 属性即可设置对应的颜料，对于颜料值次要有以下四种：纯色彩、线性突变色彩、径向突变色彩、位图。

  1. 纯色彩 
function useColorFill(ctx) {ctx.save();
    ctx.fillStyle = '#F00';
    ctx.fillRect(10, 10, 100, 100);
    ctx.restore();}
  1. 线性突变色彩 
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();}
  1. 径向突变色彩 
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();}
  1. 位图填充 
function useImageFill(ctx) {ctx.save();
    const image = new Image();
    image.src = 'https://dss2.baidu.com/6ONYsjip0QIZ8tyhnq/it/u=442547030,98631113&fm=58';
    image.onload = function () {
        // 创立位图填充
        const imgPattern = ctx.createPattern(image, 'repeat');
        ctx.fillStyle = imgPattern;
        ctx.fillRect(340, 10, 100, 100);
        ctx.restore();}
}

2.4 长期保留

用一只画笔在画某个美女时，突然来了灵感须要画另一个帅哥，这个时候又不想放弃这个美女，则就须要将以后画美女的颜料、坐标等状态进行暂存，等到画完帅哥后复原状态进行美女的绘制。在 canvas 中能够通过 save（）和 restore（）办法实现，调用 save（）办法后将这一时刻的设置放到一个暂存栈中，而后能够释怀的批改上下文，在须要绘制之前的上下文时，能够调用 restore（）办法。

// 从左往右是顺次绘制（两头为用新的款式填充，最初一个是复原到原来款式填充）function main() {const canvas = document.getElementById('canvasId');
    const ctx = canvas.getContext('2d');
    ctx.fillStyle = '#F00';
    ctx.fillRect(10, 10, 100, 100);
    ctx.save();
    ctx.fillStyle = '#0F0';
    ctx.fillRect(150, 10, 100, 100);
    ctx.restore();
    ctx.fillRect(290, 10, 100, 100);
}

2.5 引入内部图像

有的时候须要引入内部图片，而后对外部图片进行像素级别的解决，最初进行保留。

  1. 绘制图像：drawImage
  2. 获得图像数据：getIamgeData
  3. 将批改后的数据从新填充到 Canvas 中：putImageData
  4. 输入位图：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');
}

三、猪头实战

学习了这么多，就利用 canvas 绘制一个猪头吧，毕竟每个程序员身边必定有一个陪伴本人的小胖猪，嘿嘿。

function main() {const canvas = document.getElementById('canvasId');
    const ctx = canvas.getContext('2d');
    ctx.lineWidth = 4;
    ctx.strokeStyle = '#000';
    ctx.fillStyle = '#ffd8e1';
    ctx.translate(260, 20);
    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();

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正文完
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发表至： 前端
2021-02-21
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