HTML5——Canvas 高级操作

Posted 2021-08-04 前端人

上一篇文章《HTML5(五)——Canvas API》介绍 canvas 绘制基本图形，这节开始介绍canvas的高级操作。

一、canvas 转换

canvas 转换常用的几种方法介绍，如下：

方法	描述
scale()	缩放当前绘图至更大或更小。
rotate()	旋转当前绘图。
translate()	重新映射画布上的 (0,0) 位置。
transform()	替换绘图的当前转换矩阵。
setTransform()	将当前转换重置为单位矩阵。然后运行 transform()。

1.1 、scale - 缩放

使用语法：scale(x,y)

x：表示水平方向的缩放倍数

y：表示垂直方向的缩放倍数

eg：canvas 绘制的矩形框放大两倍，代码如下：

var canvas = document.getElementById("canvas")
var ctx = canvas.getContext("2d")
ctx.scale(2,2)
ctx.fillStyle="red"
ctx.fillRect(0,0,200,200)

 

1.2、translate - 画布平移

使用语法：translate(x,y)

x：添加到水平坐标上的位置

y：添加到垂直坐标上的位置

设置之后开始绘制的图片位置从(x,y)算起。

eg：绘制两个一样的矩形，一个在平移前绘制，一个在平移后绘制，代码如下：

var canvas = document.getElementById("canvas")
var ctx = canvas.getContext("2d")
ctx.fillStyle="red"
        
ctx.fillRect(0,0,200,200)
//平移
ctx.translate(200,200)
ctx.fillRect(0,0,200,200)

运行结果如图：

 

1.3 、rotate - 旋转

使用语法：rotate(angle)

angle 旋转弧度，如果想使用角度，可以把角度转成弧度，公式为：deg * Path.PI/180。

eg：将一个矩形旋转45度，代码如下：

var canvas = document.getElementById("canvas")
var ctx = canvas.getContext("2d")
//旋转45度
ctx.rotate(45*Math.PI/180)
ctx.fillStyle="red"
ctx.fillRect(0,0,200,200)

 

运行结果如图：

 

根据上述结果我们发现旋转的时候，默认原点是画布的起始点，我们想要的旋转是在矩形框中心为原点的旋转，此时我们需要借助上translate平移，重置一下原点，修改上述代码为：

<canvas width="400" height="400" id="canvas"></canvas>

var canvas = document.getElementById("canvas")
var ctx = canvas.getContext("2d")

ctx.translate(200,200)
ctx.rotate(45*Math.PI/180)
ctx.translate(-200,-200)

ctx.fillStyle="red"
ctx.fillRect(100,100,200,200)

运行结果如图：

 

1.4、transform - 矩阵变换

使用语法：transform(a,b,c,d,e,f)

• a:水平缩放
• b:水平倾斜
• c:垂直倾斜
• d:垂直缩放
• e:水平移动
• f:垂直移动

transform可以替代前边平移、缩放、旋转三者，如下：

// 平移
translate(x,y) <=> transform(1,0,0,1,x,y) <=> transform(0,1,1,0,x,y)

// 缩放
sacle(x,y) <=> transform(x,0,0,y,0,0) 

// 旋转
rotate(angle) <=> transform(Math.cos(angle*Math.PI/180), Math.sin(angel*Math.PI/180), -Math.sin(angle*Math.PI/180), Math.cos(angle*Math.PI/180))

1.5、setTransform - 矩阵变换

setTransform()方法将变换的矩阵进行重置，它把当前的变换矩阵重置为单位矩阵
使用语法：transform(a,b,c,d,e,f)
各参数说明：水平旋转、水平倾斜、垂直倾斜、垂直缩放、水平移动、垂直移动

setTransform() 方法把当前的变换矩阵重置为单位矩阵，然后以相同的参数运行 transform()。

二、canvas 操作图片

drawImage() 在画布上绘制图像、画布或视频。也能够绘制图片的一部分，增加或减少图像的尺寸。以下是三种常见使用语法：

• 语法1：drawImage( img , x , y )
• 语法2：drawImage( img , x , y , width , height )
• 语法3：drawImage( img , sx , sy , swidth, sheight , x , y , width , height )

上述参数表示的意义如下：

参数	描述
img	规定要使用的图像、画布或视频。
sx	可选。开始剪切的 x 坐标位置。
sy	可选。开始剪切的 y 坐标位置。
swidth	可选。被剪切图像的宽度。
sheight	可选。被剪切图像的高度。
x	在画布上放置图像的 x 坐标位置。
y	在画布上放置图像的 y 坐标位置。
width	可选。要使用的图像的宽度。（伸展或缩小图像）
height	可选。要使用的图像的高度。（伸展或缩小图像）

eg：利用语法3，进行绘制图片的部分内容，实现如下效果：

 

给上述兔子顺便加一个点击屏幕暂停开始功能，完整代码如下：

<canvas width="400" height="400" id="canvas"></canvas>
<script>
 var canvas = document.getElementById("canvas")
 var ctx = canvas.getContext("2d")
 var img = new Image()
 let pause = false,frameCounter = 0,i=0;
 img.src = "./rotate.png"
 img.onload = function(){
  requestAnimationFrame(next)
 }
function next(){
 ctx.clearRect(0,0,canvas.width,canvas.height)
 if(frameCounter%5 == 0){ //frameCounter 控制动画速度
  i++
  if(i==11)i=0
 }
 ctx.drawImage(img,
  0,i*240,240,240,
  0,0,240,240) // 每张图片宽高都是240，具体参数根据图片而定
  frameCounter ++
  if(!pause)requestAnimationFrame(next)
 }
window.onclick = function(){
 pause = !pause
 next()
}
</script>

 

eg：使用 canvas 画布处理视频，使用定时器绘制视频的当前帧，连续起来就是一个视频，需要注意的是必须处理暂停和开始播放两种操作，具体代码如下：

var v=document.getElementById("video1");
var c=document.getElementById("myCanvas");
ctx=c.getContext(\'2d\');
v.addEventListener(\'play\',function() {var i=window.setInterval(function() 
{ctx.drawImage(v,0,0,270,135)},20);},false);
v.addEventListener(\'pause\',function() {window.clearInterval(i);},false);
v.addEventListener(\'ended\',function() {clearInterval(i);},false);

 

三、像素级操作

常见的像素级的操作有三种：

• getImageData() - 获取画布像素数据
• createImageData() - 创建新的、空白像素
• putImageData() - 图像像素数据放回画布

3.1、getImageData

使用语法：getImageData( x , y , width , height )

• x：要被提取的图像数据矩形区域的左上角 x 坐标。
• y：要被提取的图像数据矩形区域的左上角 y 坐标。
• width：被提取的图像数据矩形区域的宽度
• height：被提取的图像数据矩形区域的高度

返回一个 imageData 对象，用来描述 canvas 区域隐含的像素数据，这个区域通过像素表示，起点是( x , y )，宽高为 widht 和 height 。

imageData 对象包含三个属性：

• imageData.height - 像素描述的矩形实际高度。
• imageData.width - 像素描述的矩形实际宽度。
• imageData.data - 包含 rgba 顺序数据的一个数组，数据使用0-255直接整数表示。

3.2、createImageData

使用语法：

createImageData( width , height )

创建一个空白的 imageData 对象，新对象的默认像素值 transparent black。对于imageData对象中的每个像素值，都存在 rgba 这四方面的信息，即：

• r - 红色（0-255）
• g - 绿色（0-255）
• b - 蓝色（0-255）
• a - alpha（0-255,0是透明，255是完全可见）

新对象默认像素值为（0,0,0,0）。

eg：如果我们想把 imageData 中一个像素变为红色时，可以改变第一和第四位信息，代码如下：

var imageData = ctx.createImageData(100,100)
imageData.data[0] = 255
imageData.data[1] = 0
imageData.data[2] = 0
imageData.data[3] = 255

 

3.1、putImageData

使用语法：

putImageData( imgData , x , y , dirtyX , dirtyY , dirtyWidth ,dirtyHeight );

参数及意义：

参数	描述
imgData	规定要放回画布的 ImageData 对象。
x	ImageData 对象左上角的 x 坐标，以像素计。
y	ImageData 对象左上角的 y 坐标，以像素计。
dirtyX	可选。水平值（x），以像素计，在画布上放置图像的位置。
dirtyY	可选。水平值（y），以像素计，在画布上放置图像的位置。
dirtyWidth	可选。在画布上绘制图像所使用的宽度。
dirtyHeight	可选。在画布上绘制图像所使用的高度。

通过 getImageData 复制的指定矩形像素数据，编辑之后，通过 putImageData 方法将图像数据放回画布上。

eg：添加滤镜效果：上述兔子是白色的变换成红色兔子，这时需要把绿色和蓝色都设置成0即可，代码如下：

<canvas width="400" height="400" id="canvas"></canvas>
<script>
 var canvas = document.getElementById("canvas")
 var ctx = canvas.getContext("2d")
 var img = new Image()
 let w = canvas.width,h = canvas.height;
 img.src = "./rotate.png"
 img.onload = function(){
  ctx.drawImage(img,0,0,240,240,0,0,240,240)
 let imageData = ctx.getImageData(0,0,w,h)
 for(let r=0;r<w;r++){
  for(let c=0;c<h;c++){
   imageData.data[(r*w+c)*4+2 ] = 0 // 把蓝色设置成0
   imageData.data[(r*w+c)*4+1] = 0 // 把蓝色设置成0
  }
 }
 ctx.putImageData(imageData,0,0)
}
</script>