Canvas 大师之路

canvas 是H5 里面神一样的东西,使得只是通过html和js就能做出非常棒的游戏和画面.

因为对前端无限的爱好,更加对canvas充满好奇,将我学习canvas的经验和样例分享出来,两个目的

  • 给自己做笔记,以后忘的时候可以随时看
  • 充实自己的博客.

canvas基本的语法都比较简单,我这里就不再介绍,主要通过一些由简到繁的例子来深入学习canvas.

我所有的代码都会托管到github

我的开发环境是VSCode,我很喜欢VSCode.

下面进入正题


第一个例子:

01.html

    <canvas width="300" height="300" id="01">
        <!--当浏览器不支持canvas,会当做一个div标签,那么就会显示下面的文本-->
        不支持canvas
    </canvas>

01.js

 window.onload = () => {
    // 1.拿到画布
    var canvas = document.getElementById('01');
    // 2.拿到上下文   
    var ctx = canvas.getContext("2d");
    // 3.绘制
    ctx.moveTo(100,100);
    ctx.lineTo(200,100);
    ctx.lineTo(100,200);
    ctx.closePath();// 关闭路径
    ctx.strokeStyle='skyblue';
    ctx.fillStyle = 'green';
    ctx.lineWidth=4;
    ctx.stroke();
    ctx.fill();
}

主要介绍3个方法

  • closePath: 封闭路径,当一个路劲开始,调用这个方法,就会连一条直线把路劲闭合,当路劲已经是闭合的时候,这个方法不会产生影响.
  • stroke() 绘制线条,strokeStyle用于为绘制线条设置颜色
  • fill() 填充区域 fillStyle用于设置填充的颜色

注意,填充的时候,线条的宽度为4,里面为2,外面为2,所以我们看到的边框宽度只是2

下面是效果: 

第一个例子完成,下面开始第二个例子,绘制表格.

从这里开始,我只会附上js代码,html代码里面只是一个canvas节点.

02drawTable.js

window.onload = function () {
    var table = document.getElementById('table'),
        context = table.getContext('2d');

    // 绘制表格
    var width = 400,
        height = 400;
    for (var i = 0; i <= width; i = i + 40) {
        context.moveTo(i, 1);
        context.lineTo(i, height);
        context.stroke();
    }

    for (var i = 0; i <= height; i = i + 40) {
        context.moveTo(1, i);
        context.lineTo(width, i);
        context.stroke();
    }
};

这个代码看起来更简单了.

首先,我是画横线,注意: 没开始画一条横线,就需要把将画笔定位到起点,画完一条线,画笔就会定位到横线的重点. 画完横线,然后话竖线.

下面是效果

下面开始第三个例子,绘制饼图(这只是一个基本的饼图.之后我会绘制一个动态的饼,让人有吃的欲望)

var arr = [
    0.4, 0.3, 0.1, 0.2,
];

var pie = document.getElementById('pie');
var ctx = pie.getContext('2d');

ctx.moveTo(250, 250);
var startAngle = -Math.PI / 2;
var endAngle = startAngle;
for (var i = 0, length = arr.length; i < length; i++) {
    ctx.beginPath();
    ctx.moveTo(250, 250);
    ctx.fillStyle = "pink skyblue orange yellow".split(" ")[i];
    var angle = arr[i]; * 2 * Math.PI;
    endAngle +=angle;
    ctx.arc(250, 250, 100, startAngle, endAngle);
    startAngle = endAngle;
    
    ctx.closePath();
    ctx.fill();
}

这个图就有一点复杂了,但是相信看完一定会明白.

这里涉及到一个重要的api:

arc(x, y, radius, startAngle, endAngle, anticlockwise)
// 画一个以(x,y)为圆心的以radius为半径的圆弧(圆),从startAngle开始到endAngle结束,按照anticlockwise给定的方向(默认为顺时针)来生成

开始,我设定canvas的宽和高都为500,所以圆心250 刚好是饼图的中心,然后绘制圆弧,每绘制一次,就闭合一次路劲并填充一个颜色,然后把结束角度设置为开始角度.

注意: canvas里面默认的0度是三点钟方向,就是x轴正方向. 所以我这是我的开始角度为-Math.PI/2 也就是y轴正方向.

下面是效果

基本的图形还包括句型.贝塞尔曲线,不会一一讲解,但是下面肯定会用到.


下面我开始使用一些样式以达到视觉效果.

05pattern.js

var ctx = document.getElementById('pattern').getContext('2d');
var width = 9,
    height = 9,
    step = 15;
for (var i = 0; i < width; i++) {
    for (var j = 0; j < height; j++) {
        ctx.fillStyle = 'rgb(' + Math.floor(255-42.5*i) + ',' + 
                       Math.floor(255-42.5*j) + ',0)';
        ctx.fillRect(i*step,j*step,step,step);
    }
}

在一个大矩形里绘制很多小矩形,然后利用i和j更换颜色和位置,成为一个调色板.

下面的一个与上面类似,但是不是矩形,而是圆.

06pattern.js

var ctx = document.getElementById('pattern').getContext('2d');
var width = 6,
    height = 6,
    step = 20;

for (var i = 0; i <= width; i++) {
    for (var j = 0; j <= height; j++) {
        ctx.beginPath();
        ctx.strokeStyle = 'rgb(0,' + Math.floor(255 - 42.5 * i) + ',' +
            Math.floor(255 - 42.5 * j) + ')';
        ctx.arc(i * (step + 5) + step / 2, j * (step + 5) + step / 2, step / 2, 0, 2 * Math.PI);
        ctx.stroke();
    }
}

这里右引出一个新的api:

beginPath() 用于建立一条新路径,会原型继承自之前的样式,如果它设置了新的样式,那么就会覆盖.

'rgb(0,' + Math.floor(255 - 42.5 * i) + ',' +
            Math.floor(255 - 42.5 * j) + ')';

这段代码时抄来的,主要是有一个比较好看的视觉效果.

+5 主要是为了在两个圆心之间留一定的间隔.

查看效果

很炫吧.

关于canvas初级就介绍到这里,下来canvas学习(二)会介绍面向对象封装,用来做一些比较复杂的图形。



现在开始绘制图片和动画帧,以及面向对象的升级版本.

还是一样,看代码,所有的代码都托管在github

先看第一个例子,绘制一张图片

01-绘制图片.htm

<body>
    <canvas id="img" height="400" width="400"></canvas>
    <script src="01绘制图片.js"></script>
</body>

这里的图片源有以下方式

  • 在页面中添加一个image标签,然后通过document.getElementById() 的方式来拿到

  • 通过new Image().src = ...; 通过这种方法来拿到.

在这里,我使用第二种方法,我的图片放在了img文件夹下.

  • HTMLCanvasElement

​可以使用另一个canvas元素作为你的图片源。

  • ImageBitmap

这是一个高性能的位图,可以低延迟地绘制,它可以从上述的所有源以及其它几种源中生成。

01绘制图片.js

var ctx = document.getElementById('img').getContext('2d');
var img = new Image();
img.src = './img/0.jpg';
img.onload = function () {
    ctx.drawImage(img, 0, 0, img.width, img.height, 0, 0, img.width, img.height);
}

美腻吧

在给img对象赋值了src 属性的时候,浏览器会立即开始加载图片,只有当图片加载完毕的时候,我们才能开始绘制图片,所以使用了img.onload = functioin(){...}; 的方式

context.drawImage()有三种方法,下面开始介绍

  • drawImage(image, x, y)

其中 image 是 image 或者 canvas 对象,x 和 y 是其在目标 canvas 里的起始坐标。

这里就会按照原生图片进行绘制,不会进行缩放或者裁剪

  • drawImage(image, x, y, width, height)

这个方法多了2个参数:width 和 height,这两个参数用来控制 当像canvas画入时应该缩放的大小.

由于我们在画图的时候,希望图片应该按照原比例来呈现.所以就想在页面中写入img标签一样,我们通常情况下只是放入一个参数,然后使用公式计算另一个参数.

由于要求

width/height==originWidth/originHeight

height=width/originWidth*originHeight

​ 使用这个公式用宽度来计算高度就可以很按照源比例绘制, 当然如果你想把脸瘦下来,那就另说了.....

  • drawImage(image, sx, sy, sWidth, sHeight, dx, dy, dWidth, dHeight)
    drawImage 方法的第三个也是最后一个变种有8个新参数,用于控制做切片显示的。

第一个参数和其它的是相同的,都是一个图像或者另一个 canvas 的引用。其它8个参数最好是参照下面的图解,前4个是定义图像源的切片位置和大小,后4个则是定义切片的目标显示位置和大小

这个方法主要是用来做切图的,下面我们做的活动精灵刚好就用到了它.


移动精灵

这是我要用到的素材.

可以看到,它就是很多很多的小图片组合在一起,那么要使它动起来的方式就很简单了.

在画布上不停绘制每一行的小图形,当绘制一个时,就清除前面一个的痕迹.

下面是代码

02移动精灵.html

   <article>
        <canvas height="200" width="400" id="genius"></canvas>
        <div>
            <button id="forward">forward</button>
            <button id="right"> right</button>
            <button id="back">back</button>
            <button id="left">left</button>
        </div>
    </article>
    <script src="02移动精灵.js"></script>

我放置了一个canvas画布和4个按钮,让他前后左右动.

02移动精灵.js

var ctx = document.getElementById('genius').getContext('2d');
var img = new Image();
var intervalId;
var draw = function (direction) {
    var rowIndex = direction,  // 当前是第几行的图片
        columnIndex = 0, // 当前是第几列的图片
        frame = 6,  // 一秒有几帧
        singleWidth = 40,  // 每一个小图片的宽度
        singleHeight = 65;  // 每一个小图片的高度
    window.clearInterval(intervalId);
    intervalId = setInterval(function () {
        // 在没绘制一张小图片之前,都要清空之前绘制的图片,这样才能显示出动画效果来,
        ctx.clearRect(10, 10, singleWidth, singleHeight);
        //  在大图上剪切绘制绘制
        ctx.drawImage(img, columnIndex * singleWidth, rowIndex * singleHeight, singleWidth, singleHeight, 10, 10, singleWidth, singleHeight);
        columnIndex++;
        columnIndex %= 4;
    }, 1000 / frame);

}

这里draw函数里防止了主要的代码,通过计时器来使图片动起来(注意不要使用循环)

注意在每一次移动方向后都要清除计时器,

columnIndex %= 4;columnIndex++; 这两句是常用的循环控制语句.

02移动精灵.js

onload = function () {
    img.src = "./img/DMMban.png";
    img.onload = function () {
        // 用数字表示这个精灵移动的方向.
        // forward: 0,left:1,right:2,back:3
        draw(0);
    }
    document.querySelector('#forward').addEventListener('click', () => {
        draw(0);
    });
    document.querySelector('#left').addEventListener('click', () => {
        draw(1);
    });
    document.querySelector('#right').addEventListener('click', () => {
        draw(2);
    });
    document.querySelector('#back').addEventListener('click', () => {
        draw(3);
    });
};

下面是效果图.

这个精灵并不是很好看,不过因为我不是做动画的,找不到比较漂亮的素材,将就看吧...


面向对象版本

好了,这个列子相对于第一篇文章例子要复杂一点,所以我也做了一个面向对象的版本,使用到了原型继承和一些其他的知识点.(关于原型继承和JavaScript面向对象在这里有介绍: JavaScript面向对象高级(一)

注意封装对象的方式,我个人认为这样封装对象时非常好的. 这也是很多大牛推荐的.在我的JavaScript高级框架设计部分将会介绍jQuery对象封装的方式.

01-移动精灵-面向对象版本.htm

<body>
    <article>
        <canvas height="200" width="400" id="genius"></canvas>
        <div>
            <button id="forward">forward</button>
            <button id="right"> right</button>
            <button id="back">back</button>
            <button id="left">left</button>
        </div>
    </article>
    <script src="01-移动精灵-面向对象版本.js"></script>
</body>

01-移动精灵-面向对象版本.js

  • Genius 类的封装
var Genius = function (option) {
    Genius.prototype._init_(option);
}
Genius.prototype = {
    constructor: Genius,
    // 把对象的初始化代码都放在这里,把它需要用到的所有变量都绑定到它的原型上.
    _init_: function (option) {
        this.img = option.img;
        this.rowIndex = option.rowIndex;
        this.columnIndex = option.columnIndex;
        this.frame = option.frame;
        this.singleWidth = option.singleWidth;
        this.singleHeight = option.singleHeight
    },
    // 由于js面向对象的特点,获取会从父对象的prorotype里面获取,但是设置只会设置自己的
    draw: function (ctx, direction) {
        window.clearInterval(this.intervalId);
        this.rowIndex = direction;
        // 一定要设置,因为在setInterval里面,this指的就是window变量
        var that = this;
        this.intervalId = setInterval(function () {
            // 在没绘制一张小图片之前,都要清空之前绘制的图片,这样才能显示出动画效果来,
            ctx.clearRect(10, 10, that.singleWidth, that.singleHeight);
            //  在大图上剪切绘制绘制
            ctx.drawImage(that.img, that.columnIndex * that.singleWidth, that.rowIndex * that.singleHeight, that.singleWidth, that.singleHeight, 10, 10, that.singleWidth, that.singleHeight);
            that.columnIndex++;
            that.columnIndex %= 4;
        }, 1000 / that.frame);

    }

}

window.onload = function () {
    var ctx = document.getElementById('genius').getContext('2d');
    var oringinImg = new Image();
    oringinImg.src = "./img/DMMban.png";
    var genius;
    oringinImg.onload = function () {
        // 实例化构造一个对象
        genius = new Genius({
            img: oringinImg,
            rowIndex: 0,
            columnIndex: 0,
            frame: 6,
            singleWidth: 40,
            singleHeight: 65
        });
        // 调用Genius的prototype里面的draw方法.
        genius.draw(ctx, 0);

    }
    document.querySelector('#forward').addEventListener('click', () => {
        genius.draw(ctx, 0);
    });
    document.querySelector('#left').addEventListener('click', () => {
        genius.draw(ctx, 1);
    });
    document.querySelector('#right').addEventListener('click', () => {
        genius.draw(ctx, 2);
    });
    document.querySelector('#back').addEventListener('click', () => {
        genius.draw(ctx, 3);
    });
};

这是效果图

嗯 canvas绘制动画帧就到这里,下一篇Canvas(三) konva 将会介绍canvas的旋转和konva库.

由于本人水平有限,如有错误,如果错误,望不吝赐教.



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