说说如何使用 Canvas 绘制弧线与曲线

Posted 2023-03-09

参考技术A

绘制弧线前，我们需要先了解角度与弧度的概念。

（1）角度

两条射线从圆心向圆周射出，形成一个夹角和夹角正对的一段弧。当弧长正好等于圆周长的 360 分之一时，两条射线的夹角的大小为1度 。( 单位 :º ）

（2）弧度

两条射线从圆心向圆周射出，形成一个夹角和夹角正对的一段弧。当这段弧长正好等于圆的半径时，两条射线的夹角大小为1弧度（单位：rad)。具体计算公式为：

角度转换为弧度，推导与计算公式为：

弧线可以是圆，也可以是圆的一部分。

arc() 方法用于创建用于创建圆或部分圆。

语法： context.arc(x,y,r,startAngle,endAngle,antiClockwise);

x 与 y 定义圆心位置；r 定义圆半径，也就是弧线半径；startAngle 与 endAngle 是弧度值；antiClockwise 用于定义弧线的方向。

（1）圆

比如绘制一个圆心在 ( 300 ， 300 ) ，半径为 30 的圆：

运行结果：

这里先将圆的起始角度 ( 0 ) 和终止角度 (360 ) 先转换为弧度，这样就可以创建一个完整的圆形。

（2）圆弧

如果修改圆的起止角度，就可以绘制出一段圆弧。比如我们以顺时针方向绘制 3/4 个圆。

运行结果：

也可以改为逆时针绘制，比如这里从 0 到 270 度，逆时针绘制圆弧：

arcTo() 方法用于在画布上绘制介于两个切线之间的弧。

语法： context.arcTo(x1,y1,x2,y2,r);

运行结果：

arcTo() 函数会以给定的半径绘制出一条弧线，圆弧的起点与 (x1,y1) 直线相切，圆弧的终点（x2,y2）与点 (x1,y1) 直线相切。

贝塞尔曲线(Bézier curve)，又称贝兹曲线或贝济埃曲线，是应用于二维图形应用程序的数学曲线。一般的矢量图形软件通过它来精确画出曲线，贝兹曲线由线段与节点组成，节点是可拖动的支点，线段像可伸缩的皮筋，我们在绘图工具上看到的钢笔工具就是来做这种矢量曲线的。贝塞尔曲线是计算机图形学中相当重要的参数曲线，在一些比较成熟的位图软件中也有贝塞尔曲线工具，如PhotoShop等。

由于用计算机画图大部分时间是操作鼠标来掌握线条的路径，与手绘的感觉和效果有很大的差别。即使是一位精明的画师能轻松绘出各种图形，拿到鼠标想随心所欲的画图也不是一件容易的事。这一点是计算机万万不能代替手工的工作，所以人们只能颇感无奈。使用贝塞尔工具画图很大程度上弥补了这一缺憾。

贝塞尔曲线 贝塞尔曲线是计算机图形图像造型的基本工具，是图形造型运用得最多的基本线条之一。它通过控制曲线上的四个点（起始点、终止点以及两个相互分离的中间点）来创造、编辑图形。其中起重要作用的是位于曲线中央的控制线。这条线是虚拟的，中间与贝塞尔曲线交叉，两端是控制端点。移动两端的端点时贝塞尔曲线改变曲线的曲率（弯曲的程度）；移动中间点（也就是移动虚拟的控制线）时，贝塞尔曲线在起始点和终止点锁定的情况下做均匀移动。注意，贝塞尔曲线上的所有控制点、节点均可编辑。这种“智能化”的矢量线条为艺术家提供了一种理想的图形编辑与创造的工具。

平方贝塞尔曲线又称为二次贝塞尔曲线。二次贝塞尔曲线需要两个点。第一个点是用于二次贝塞尔计算中的控制点，第二个点是曲线的结束点。曲线的开始点是当前路径中最后一个点。所以如果路径不存在，那么需要先使用 beginPath() 和 moveTo() 方法来定义开始点。

语法： context.quadraticCurveTo(cpx,cpy,x,y);

运行结果：

通过起点、终点以及一个决定曲线走向的控制点来定义一条平方贝塞尔曲线。

立方贝塞尔曲线又叫三次贝塞尔曲线。三次贝塞尔曲线需要三个点。前两个点是用于三次贝塞尔计算中的控制点，第三个点是曲线的结束点。曲线的开始点是当前路径中最后一个点。如果路径不存在，那么也是需要先使用 beginPath() 和 moveTo() 方法来定义开始点。

语法： context.bezierCurveTo(cp1x,cp1y,cp2x,cp2y,x,y);

运行结果：

三次贝塞尔曲线总共需要 4 个点（开始点、结束点以及两个控制点）。

除了二次、三次贝塞尔曲线之外，还有更高阶的贝塞尔曲线。

4阶贝塞尔曲线：

5阶贝塞尔曲线：

4阶贝塞尔曲线有3个控制点，而5阶贝塞尔曲线有4个控制点。