高程3总结#第15章使用Canvas绘图

church

2019-06-28

使用Canvas绘图

基本用法

要使用<canvas>元素，必须先设置其width和height属性，指定可以绘图的区域大小。出现在开始和结束标签中的内容是后备信息，如果浏览器不支持<canvas>元素，就会显示这些信息
```
<canvas id="drawing" width="200" height="200">A drawing of something</canvas>
```
要在这块画布上绘图，需要取得绘图上下文，而取得绘图上下文对象的引用，需要调用getContext()方法并传入上下文的名字，传入"2d"，就可以取得2D上下文的对象
```
var drawing=document.getElementById("drawing");
//确定浏览器支持<canvas>元素
if(drawing.getContext){
  var context=drawing.getContext("2d");
  //更多代码
}
```

在使用<canvas>元素之前，首先要检测getContext()方法是否存在

var drawing=document.getElementById("drawing");
//确定浏览器支持<canvas>元素
if(drawing.getContext){
  //取得图像的数据URI
  var imgURI=drawing.toDataURL("image/png");
  //显示图像
  var image=document.createElement("img");
  image.src=imgURI;
  document.body.appendChild(image);
}

2D上下文

2D上下文的坐标开始于<canvas>元素的左上角，原点坐标是(0,0)。所有坐标的值都基于这个原点计算，x值越大表示越靠右，y值越大表示越靠下。默认情况下，width和height表示水平和垂直两个方向上可用的像素数目

填充和描边

操作得结果取决于两个属性，fillStyle和strokeStyle

这两个属性的值可以是字符串，渐变对象或模拟对象，而且它们的默认值都是"#000000"

var drawing=document.getElementById("drawing");
//确定浏览器支持<canvas>元素
if(drawing.getContext){
  var content=drawing.getContext("2d");
  context.strokeStyle="red";
  context.fillStyle="#0000ff"
}

绘制矩形

与矩形相关的方法包括fillRect()、strokeRect()、clearRect()三个方法接收4个参数，矩形的x坐标、矩形的y坐标、矩形的宽度和矩形的高度。这些参数的单位都是像素

fillRect()方法在画布上绘制的矩形会填充指定的颜色

var drawing = document.getElementById("drawing");
//确定浏览器支持<canvas>元素
if (drawing.getContext){
  var context = drawing.getContext("2d");
  // 绘制红色矩形
  context.fillStyle = "#ff0000";
  context.fillRect(10, 10, 50, 50);
  // 绘制半透明的蓝色矩形
  context.fillStyle = "rgba(0,0,255,0.5)";
  context.fillRect(30, 30, 50, 50);
}

strokeRect()方法在画布上绘制的矩形会使用指定的颜色描边，描边颜色通过strokeStyle属性指定

var drawing=document.getElementById("drawing");
//确定浏览器支持<canvas>元素
if(drawing.getContext){
  var context=drawing.getContext("2d");
  //绘制红色描边矩形
  context.strokeStyle="#ff0000";
  context.strokeRect(10,10,50,50);
  //绘制半透明的蓝色描边矩形
  context.strokeStyle="rgba(0,0,255,0.5)";
  context.strokeRect(30,30,50,50)
}

clearRect()方法用于清除画布上的矩形区域，本质上，这个方法可以把绘制上下文中的某一矩形区域变透明

var drawing = document.getElementById("drawing");
//确定浏览器支持<canvas>元素
if (drawing.getContext){
  var context = drawing.getContext("2d");
  //绘制红色矩形
  context.fillStyle = "#ff0000";
  context.fillRect(10, 10, 50, 50);
  //绘制半透明的蓝色矩形
  context.fillStyle = "rgba(0,0,255,0.5)";
  context.fillRect(30, 30, 50, 50);
  // 在两个矩形重叠的地方清除一个小矩形
  context.clearRect(40, 40, 10, 10);
}

绘制路径

要绘制路径，首先必须调用beginPath()方法，表示要开始绘制的新路径
- arc(x, y, radius, startAngle, endAngle, counterclockwise)，以 (x,y) 为圆心绘制一条弧线，弧线半径为 radius ，起始和结束角度（用弧度表示）分别为 startAngle 和endAngle 。最后一个参数表示 startAngle 和 endAngle 是否按逆时针方向计算，值为 false表示按顺时针方向计算。
- arcTo(x1, y1, x2, y2, radius)，从上一点开始绘制一条弧线，到 (x2,y2) 为止，并且以给定的半径 radius 穿过 (x1,y1) 。
- bezierCurveTo(c1x, c1y, c2x, c2y, x, y)，从上一点开始绘制一条曲线，到 (x,y) 为止，并且以 (c1x,c1y) 和 (c2x,c2y) 为控制点。
- lineTo(x, y)，从上一点开始绘制一条直线，到 (x,y) 为止。
- moveTo(x, y)，将绘图游标移动到 (x,y) ，不画线。
- quadraticCurveTo(cx, cy, x, y)，从上一点开始绘制一条二次曲线，到 (x,y) 为止，并且以 (cx,cy) 作为控制点。
- rect(x, y, width, height)，从点 (x,y) 开始绘制一个矩形，宽度和高度分别由 width 和height 指定。这个方法绘制的是矩形路径，而不是 strokeRect() 和 fillRect() 所绘制的独立的形状。
```
var drawing = document.getElementById("drawing");
//确定浏览器支持<canvas>元素
if (drawing.getContext){
  var context = drawing.getContext("2d");
  // 开始路径
  context.beginPath();
  // 绘制外圆
  context.arc(100, 100, 99, 0, 2 * Math.PI, false);
  // 绘制内圆
  context.moveTo(194, 100);
  context.arc(100, 100, 94, 0, 2 * Math.PI, false);
  // 绘制分针
  context.moveTo(100, 100);
  context.lineTo(100, 15);
  // 绘制时针
  context.moveTo(100, 100);
  context.lineTo(35, 100);
  // 描边路径
  context.stroke();
}
```

绘制文本

绘制文本主要两个方法：fillText()和strokeText()。这两个方法都可以接收4个参数：要绘制的文本字符串、x坐标、y坐标和可选的最大像素宽度
这两个方法以3个属性为基础
- font，表示文本样式、大小及字体，用 CSS 中指定字体的格式来指定，例如 "10px Arial" 。
- textAlign，表示文本对齐方式。可能的值有 "start" 、 "end" 、 "left" 、 "right" 和 "center" 。建议使用 "start" 和 "end" ，不要使用 "left" 和 "right" ，因为前两者的意思更稳妥，能同时适合从左到右和从右到左显示（阅读）的语言。
- textBaseline，表示文本的基线。可能的值有 "top" 、 "hanging" 、 "middle" 、 "alphabetic" 、"ideographic" 和 "bottom" 。
```
//正常
context.font = "bold 14px Arial";
context.textAlign = "center";
context.textBaseline = "middle";
context.fillText("12", 100, 20);
// 起点对齐
context.textAlign = "start";
context.fi llText("12", 100, 40);
// 终点对齐
context.textAlign = "end";
context.fi llText("12", 100, 60);
```

变换

修改变换矩阵

rotate(angle)，围绕原点旋转图像 angle 弧度。
scale(scaleX, scaleY)，缩放图像，在 x 方向乘以 scaleX ，在 y 方向乘以 scaleY 。 scaleX和 scaleY 的默认值都是 1.0。
translate(x, y)，将坐标原点移动到 (x,y) 。执行这个变换之后，坐标(0,0)会变成之前由 (x,y)表示的点。
transform(m1_1, m1_2, m2_1, m2_2, dx, dy)，直接修改变换矩阵，方式是乘以如下矩阵。
m1_1 m1_2 dx
m2_1 m2_2 dy
0 0 1
setTransform(m1_1, m1_2, m2_1, m2_2, dx, dy)，将变换矩阵重置为默认状态，然后再调用 transform()

var drawing = document.getElementById("drawing");
//确定浏览器支持<canvas>元素
if (drawing.getContext){
  var context = drawing.getContext("2d");
  //开始路径
  context.beginPath();
  //绘制外圆
  context.arc(100, 100, 99, 0, 2 * Math.PI, false);
  //绘制内圆
  context.moveTo(194, 100);
  context.arc(100, 100, 94, 0, 2 * Math.PI, false);
  //变换原点
  context.translate(100, 100);
  // 旋转表针
  context.rotate(1);
  //绘制分针
  context.moveTo(0,0);
  context.lineTo(0, -85);
  //绘制时针
  context.moveTo(0, 0);
  context.lineTo(-65, 0);
  //描边路径
  context.stroke();
}

绘制图像

使用drawImage()将图像绘制到画布上，三种不同的参数组合
- 3个参数：传入HTML<img>元素，绘制图像的起点的x和y坐标
- 5个参数：3个参数+目标宽度和目标高度
- 9个参数：要绘制的图像，源图像的x坐标，源图像的y坐标，源图像的宽度，源图像的高度，目标图像的x坐标，目标图像的y坐标，目标图像的宽度，目标图像的高度

阴影

2D上下文根据属性值自动绘制阴影

shadowColor，用 CSS 颜色格式表示的阴影颜色，默认为黑色。
shadowOffsetX，形状或路径 x 轴方向的阴影偏移量，默认为 0。
shadowOffsetY，形状或路径 y 轴方向的阴影偏移量，默认为 0。
shadowBlur，模糊的像素数，默认 0，即不模糊。

var context = drawing.getContext("2d");
// 设置阴影
context.shadowOffsetX = 5;
context.shadowOffsetY = 5;
context.shadowBlur = 4;
context.shadowColor = "rgba(0, 0, 0, 0.5)";
//绘制红色矩形
context.fillStyle = "#ff0000";
context.fillRect(10, 10, 50, 50);
//绘制蓝色矩形
context.fillStyle = "rgba(0,0,255,1)";
context.fillRect(30, 30, 50, 50);

渐变

要创建一个新的线性渐变，可以调用createLinearGradient()方法，这个方法接收4个参数：起点的x坐标、起点的y坐标、终点的x坐标、终点的y坐标
```
//绘制红色矩形
context.fillStyle="#ff0000";
context.fillRect(10,10,50,50);
//绘制渐变矩形
context.fillStyle=gradient;
context.fillRect(30,30,50,50);
```

模式

var image=document.images[0],
  pattern=context.createPattern(image,"repeat");
//绘制矩形
context.fillStyle=pattern;
context.fillRect(10,10,150,150);

使用图像数据

getImageData()取得原始图像数据，这个方法接收4个参数：要取得其数据的画面区域的x和y坐标以及该区域的像素宽度和高度

var drawing = document.getElementById("drawing");
//确定浏览器支持<canvas>元素
if (drawing.getContext){
  var context = drawing.getContext("2d"),
      image = document.images[0],
      imageData, data,
      i, len, average,
      red, green, blue, alpha;
  //绘制原始图像
  context.drawImage(image, 0, 0);
  //取得图像数据
  imageData = context.getImageData(0, 0, image.width, image.height);
  data = imageData.data;
  for (i=0, len=data.length; i < len; i+=4){
    red = data[i];
    green = data[i+1];
    blue = data[i+2];
    alpha = data[i+3];
    //求得 rgb 平均值
    average = Math.floor((red + green + blue) / 3);
    //设置颜色值，透明度不变
    data[i] = average;
    data[i+1] = average;
    data[i+2] = average;
  }
  //回写图像数据并显示结果
  imageData.data = data;
  context.putImageData(imageData, 0, 0);
}

合成

应用到2D上下文所有绘制操作得属性。globalAlpha和globalCompositionOperation
- globalAlpha是一个介于0和1之间的值，用于指定所有绘制的透明度，默认值为0，如果所有后续操作都要基于相同的透明度，就可以先把globalAlpha设置为适当值，然后绘制，最后再把它设置回默认值0
```
//绘制红色矩形
context.fillStyle = "#ff0000";
context.fillRect(10, 10, 50, 50);
//修改全局透明度
context.globalAlpha = 0.5;
//绘制蓝色矩形
context.fillStyle = "rgba(0,0,255,1)";
context.fillRect(30, 30, 50, 50);
//重置全局透明度
context.globalAlpha = 0
```
- globalCompositionOperation表示绘制的图形怎样与先绘制的图形结合，这个属性的值是字符串
  - source-over默认值，后绘制的图形位于先绘制的图形上方。
  - source-in，后绘制的图形与先绘制的图形重叠的部分可见，两者其他部分完全透明。
  - source-out，后绘制的图形与先绘制的图形不重叠的部分可见，先绘制的图形完全透明。
  - source-atop，后绘制的图形与先绘制的图形重叠的部分可见，先绘制图形不受影响。
  - destination-over，后绘制的图形位于先绘制的图形下方，只有之前透明像素下的部分才可见。
  - destination-in，后绘制的图形位于先绘制的图形下方，两者不重叠的部分完全透明。
  - destination-out，后绘制的图形擦除与先绘制的图形重叠的部分。
  - destination-atop，后绘制的图形位于先绘制的图形下方，在两者不重叠的地方，先绘制的图形会变透明。
  - lighter，后绘制的图形与先绘制的图形重叠部分的值相加，使该部分变亮。
  - copy，后绘制的图形完全替代与之重叠的先绘制图形。
  - xor，后绘制的图形与先绘制的图形重叠的部分执行“异或”操作。