JavaScript入门之Canvas: 2D Context

Posted 2020-10-04 Tiey

概念 

    Canvas    是 html5 新增的元素，可用于通过使用javascript中的脚本来绘制图形。例如，它可以用于绘制图形，制作照片，创建动画，甚至可以进行实时视频处理或渲染。自HTML5添加Canvas这个库，很快便得到了普及和发展，各个主流浏览器也速速支持，可见其强大。目前为止，IE9+、Firefox、Safari、Opera、Chrome、ios版Safari以及android版WebKit都已经基本上支持canvas标签。

添加Canvas元素

      首先，我们需要在html页面中创建一个<canvas>元素，并指定一个绘图区域（width，height）：

<canvas id="myCanvas" width=" 400" height="400">抱歉，你的浏览器版本不支持canvas</canvas>

      如果不指定，则默认宽度为 300px, 高度 150px。标签中的内容不会显示，当你的浏览器不支持<canvas>标签时，才会显示这些信息。

      宽度和高度定义的绘图区域可以理解为一张画纸，你要做的便是在这张画纸上画东西，而你要在画纸上画图，自然需要一只画笔，它在canvas里面叫做Context（上下文）。

2D Context

      为什么Context前面有个2D呢，没错，它还有个3D Context，叫做WebGL，这篇文章不做讨论。

      要取得这只“画笔”，需要用到getContext()方法，并传入"2d"作为参数：

var drawing=document.getElementById("myCanvas");
var context=drawing.getContext("2d");

      好，我们有了这只“画笔”，就可以为所欲为了。我们可以画矩形、弧线和路径等。

      还有一点要说明，2D Context的 坐标开始于元素的左上角，原点坐标是(0,0)。所有坐标值都基于这个原点计算，x 方向自左向右为正，y 方向自上而下为正。

      我们先来随便画点东西：

context.fillRect(10, 10, 50, 50);

      没错，我们画了个矩形，这个矩形从（10，10）开始画，宽和高都为50px。

 

填充还是描边

      这只画笔有两个基本的作用，画画的时候总要先画个轮廓，先有个边，然后再给它上色。

      因此，这只画笔第一个作用便是描边(stroke)，第二个作用便是上色，也就是填充(fill)。专业一点的话来说：

填充，就是用指定的样式（颜色、渐变或图像）填充图形；
描边，就是只在图形的边缘画线。

      是不是还漏点什么？没错，我画画的时候不可能只有一种颜色的笔吧。所以我要更改描边或者填充的属性，就要用到两个属性：fillStyle、strokeStyle 

自定义画笔属性

      fillStyle、strokeStyle这两个属性的值可以是字符串、渐变对象或模式对象，而且它们的默认值都是"#000000"。如果为它们指定表示颜色的字符串值，可以使用CSS中指定颜色值的任何格式，包括颜色名、十六进制码、 rgb、rgba、hsl 或hsla。

var drawing=document.getElementById("myCanvas");
var context=drawing.getContext("2d");

//设置描边颜色、填充颜色
context.strokeStyle = "#ff0000";
context.fillStyle = "rgba(0,0,0,0.3)";

//描边、填充（画一个矩形）    
context.strokeRect(10, 10, 50, 50);
context.fillRect(10, 10, 50, 50);

//描边、填充（画第二个矩形）    
context.strokeRect(35, 35, 50, 50);
context.fillRect(35, 35, 50, 50);

 

 　　　　　　　　 

      以上代码将fillStyle 通过rgba()格式设置为透明度为0.3的黑色，将stokeStyle 设置为红色，然后从(10,10)处开始绘制矩形，矩形的宽和高均为50像素。再在(35,35)画第二个矩形并描边。所以两个矩形有1/4是重合的。

      然后我现在想在第二个矩形的右下方挖一个矩形的洞出来，要怎么做。

context.clearRect(60,60, 25, 25);

       效果如上右图。

      但是，只能画画矩形什么的也太弱了吧，我想要自己画一条路径。

绘制路径

      要绘制路径，首先必须调用beginPath()方法，表示要开始绘制新路径。然后调用一些方法来绘制路径，最后调用stroke()方法来对路径进行描边。

      先举个栗子：

context.beginPath();
context.moveTo(85,35);
context.lineTo(110,35);
context.arc(85,35,25,0,2*Math.PI,false)
context.stroke();

 

        

      来看看干了啥事，先调用了moveTo方法移动到了(85, 35)，然后调用lineTo画了一条水平直线到(110,35)，然后调用arc方法画一个圆心为(85, 35)，半径为25，角度为(0，2PI)，顺时针（false）的圆，最后调用stroke进行描边。

注：
1、moveTo函数会将点移动到指定位置，但是不绘画路径
2、画圆的时候会以圆心向右半径的距离开始画，此时点应该在此处，否则将会从产生一个从所在点到圆心向右半径距离点的路径线（理解上右图）
    context.moveTo(85,35);
    context.lineTo(120,75);
    context.arc(85,35,25,0,2*Math.PI,false)

       下面我们来看看绘制路径有哪些方法，以及如何使用这些方法：

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。

 

阴影和渐变   

      要为元素绘制阴影，只需要指定以下四个属性：

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。

      在绘制前为它们设置适当的值，就会产生阴 影。举个栗子：

    //设置阴影
    context.shadowOffsetX = -5;
    context.shadowOffsetY = 5;
    context.shadowBlur = 5;
    context.shadowColor = "rgba(0, 0, 0, 0.8)";
    
    context.beginPath();
    context.moveTo(85,35);
    context.lineTo(120,75);
    context.arc(85,35,25,0,2*Math.PI,false)
    context.closePath();
    context.stroke();    

    

      设置渐变的方法也很简单，调用createLinearGradient(start_x, start_y, end_x, end_y)方法，就能产生一个指定区域内的渐变，而你的图像必须和渐变坐标相符合，才能产生正确的渐变。例如：

　　//设置渐变
    var gradient = context.createLinearGradient(140, 30, 190, 90);
    gradient.addColorStop(0, "white");
    gradient.addColorStop(1, "black");
    
    //绘制渐变矩形
    context.fillStyle = gradient;
    context.fillRect(140, 30, 50, 50);

 

绘制文本

      除了画图外，我们可能还需要绘制一些必要的文字，Context也同样提供了两个方法：fillText()和strokeText() 和三个配置属性：font、textAlign、textBaseline。

      三个属性的说明如下：

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"。
textBaseline：表示文本的基线。可能的值有"top"、"hanging"、"middle"、"alphabetic"、"ideographic"和"bottom"

　　fillText()和strokeText()    接受字符串、x 坐标、y坐标和最大像素宽度（可选） 四个参数，举个栗子：

    // 写字
    context.fillStyle = "rgba(0,0,0,1)";
    context.font = "bold 14px Arial";
    context.textAlign = "center";
    context.textBaseline = "middle";
    context.fillText("嘻哈", 110, 100);
    
    //起点对齐
    context.textAlign = "start";
    context.fillText("嘻哈", 110, 120);
    //终点对齐
    context.textAlign = "end";
    context.fillText("嘻哈", 110, 140);     

      暂时先介绍到这里，下次我们就要这些学到的入门知识，实现一个帧动画试试吧！

      附上本节完整代码：

 1 <!DOCTYPE html>
 2 <html>
 3 <head> 
 4 <meta charset="utf-8"> 
 5 <title>canvas测试</title> 
 6 </head>
 7 <body>
 8 
 9 <canvas id="myCanvas" width="300" height="300" style="border:1px solid #c3c3c3;">
10 您的浏览器不支持 HTML5 canvas 标签。
11 </canvas>
12 
13 <script>
14 
15     //取得画笔
16     var drawing=document.getElementById("myCanvas");
17     var context=drawing.getContext("2d");
18     
19     //设置画笔属性
20     context.strokeStyle = "#ff0000";
21     context.fillStyle = "rgba(0,0,0,0.3)";
22     
23     //画矩形
24     context.strokeRect(10, 10, 50, 50);
25     context.fillRect(10, 10, 50, 50);
26     
27     //画第二个矩形
28     context.strokeRect(35, 35, 50, 50);
29     context.fillRect(35, 35, 50, 50);
30     
31     //挖空一个矩形
32     context.clearRect(60,60, 25, 25);
33     
34     //设置阴影
35     context.shadowOffsetX = -5;
36     context.shadowOffsetY = 5;
37     context.shadowBlur = 4;
38     context.shadowColor = "rgba(0, 0, 0, 0.8)";
39     
40     //画直线、圆
41     context.beginPath();
42     context.moveTo(85,35);
43     context.lineTo(120,75);
44     context.arc(85,35,25,0,2*Math.PI,false)
45     context.closePath();
46     context.stroke();
47     
48     //设置渐变
49     var gradient = context.createLinearGradient(140, 30, 190, 90);
50     gradient.addColorStop(0, "white");
51     gradient.addColorStop(1, "black");
52     
53     //绘制渐变矩形
54     context.fillStyle = gradient;
55     context.fillRect(140, 30, 50, 50);
56     
57     context.shadowColor = "rgba(0, 0, 0, 0)";
58     
59     // 写字
60     context.fillStyle = "rgba(0,0,0,1)";
61     context.font = "bold 14px Arial";
62     context.textAlign = "center";
63     context.textBaseline = "middle";
64     context.fillText("嘻哈", 110, 100);
65     
66     //起点对齐
67     context.textAlign = "start";
68     context.fillText("嘻哈", 110, 120);
69     //终点对齐
70     context.textAlign = "end";
71     context.fillText("嘻哈", 110, 140);
72     
73     
74 </script>
75 
76 </body>
77 </html>