聊聊 SVG 基本形状转换那些事

聊聊 SVG 基本形状转换那些事
全栈开发工程师 @ 京东

一、前言

前段时间研究 SVG 压缩优化,发现SVG预定义的 rectcircleellipselinepolylinepolygon 六种基本形状可通过path路径转换实现,这样可以在一定程度上减少代码量。不仅如此,我们常用的 SVG Path 动画(路径动画),是以操作path中两个属性值stroke-dasharraystroke-dashoffset来实现,基本形状转换为path路径,有利于实现路径动画。

二、SVG基本形状

SVG 提供了rectcircleellipselinepolylinepolygon六种基本形状用于图形绘制,这些形状可以直接用来绘制一些基本的形状,如矩形、椭圆等,而复杂图形的绘制则需要使用 path 路径来实现。

svg基本形状

1.rect 矩形

<rect x="10" y="10" width="30" height="30"/><rect x="60" y="10" rx="10" ry="10" width="30" height="30"/>

SVG中rect元素用于绘制矩形、圆角矩形,含有6个基本属性用于控制矩形的形状以及坐标,具体如下:

x       矩形左上角x位置, 默认值为 0 y       矩形左上角y位置, 默认值为 0width   矩形的宽度, 不能为负值否则报错, 0 值不绘制height  矩形的高度,  不能为负值否则报错, 0 值不绘制rx      圆角x方向半径, 不能为负值否则报错ry      圆角y方向半径, 不能为负值否则报错

这里需要注意,rxry 的还有如下规则:

  • rxry 都没有设置, 则 rx = 0 ry = 0
  • rxry 有一个值为0, 则相当于 rx = 0 ry = 0,圆角无效
  • rxry 有一个被设置, 则全部取这个被设置的值
  • rx 的最大值为 width 的一半, ry 的最大值为 height 的一半
rx = rx || ry || 0;ry = ry || rx || 0;rx = rx > width / 2 ? width / 2 : rx;ry = ry > height / 2 ? height / 2 : ry;if(0 === rx || 0 === ry){ rx = 0, ry = 0;  //圆角不生效,等同于,rx,ry都为0}

2.circle 圆形

<circle cx="100" cy="100" r="50" fill="#fff"></circle>

SVG中circle元素用于绘制圆形,含有3个基本属性用于控制圆形的坐标以及半径,具体如下:

r       半径cx      圆心x位置, 默认为 0cy      圆心y位置, 默认为 0

3.ellipse 椭圆

<ellipse cx="75" cy="75" rx="20" ry="5"/>

SVG中ellipse元素用于绘制椭圆,是circle元素更通用的形式,含有4个基本属性用于控制椭圆的形状以及坐标,具体如下:

rx      椭圆x半径ry      椭圆y半径cx      圆心x位置, 默认为 0cy      圆心y位置, 默认为 0

4.line 直线

<line x1="10" x2="50" y1="110" y2="150"/>

Line绘制直线。它取两个点的位置作为属性,指定这条线的起点和终点位置。

x1 起点的x位置y1 起点的y位置x2 终点的x位置y2 终点的y位置

5.polyline 折线

<polyline points="60 110, 65 120, 70 115, 75 130, 80 125, 85 140, 90 135, 95 150, 100 145"/>

polyline是一组连接在一起的直线。因为它可以有很多的点,折线的的所有点位置都放在一个points属性中:

points 点集数列,每个数字用空白、逗号、终止命令符或者换行符分隔开,每个点必须包含2个数字,一个是x坐标,一个是y坐标 如0 0, 1 1, 2 2”

6.polygon 多边形

<polygon points="50 160, 55 180, 70 180, 60 190, 65 205, 50 195, 35 205, 40 190, 30 180, 45 180"/>

polygon和折线很像,它们都是由连接一组点集的直线构成。不同的是,polygon的路径在最后一个点处自动回到第一个点。需要注意的是,矩形也是一种多边形,如果需要更多灵活性的话,你也可以用多边形创建一个矩形。

points 点集数列,每个数字用空白、逗号、终止命令符或者换行符分隔开,每个点必须包含2个数字,一个是x坐标,一个是y坐标 如0 0, 1 1, 2 2, 路径绘制完闭合图形”

三、SVG path 路径

SVG 的路径<path>功能非常强大,它不仅能创建基本形状,还能创建更多复杂的形状。<path>路径是由一些命令来控制的,每一个命令对应一个字母,并且区分大小写,大写主要表示绝对定位,小写表示相对定位。<path> 通过属性 d 来定义路径, d 是一系列命令的集合,主要有以下几个命令:

svg基本形状

通常大部分形状,都可以通过指令M(m)L(l)H(h)V(v)A(a)来实现,注意特别要区分大小写,相对与绝对坐标情况,转换时推荐使用相对路径可减少代码量,例如:

// 以下两个等价d='M 10 10 20 20'     // (10, 10) (20 20) 都是绝对坐标d='M 10 10 L 20 20'// 以下两个等价d='m 10 10 20 20'     // (10, 10) 绝对坐标, (20 20) 相对坐标d='M 10 10 l 20 20'

四、SVG 基本形状路径转换原理

1.rect to path

如下图所示,一个 rect 是由 4 个弧和 4 个线段构成;如果 rect 没有设置 rx 和 ry 则 rect 只是由 4 个线段构成。rect 转换为 path 只需要将 A ~ H 之间的弧和线段依次实现即可。

svg基本形状

function rect2path(x, y, width, height, rx, ry) {    /*    * rx 和 ry 的规则是:    * 1. 如果其中一个设置为 0 则圆角不生效    * 2. 如果有一个没有设置则取值为另一个    */    rx = rx || ry || 0;    ry = ry || rx || 0;   //非数值单位计算,如当宽度像100%则移除   if (isNaN(x - y + width - height + rx - ry)) return;   rx = rx > width / 2 ? width / 2 : rx;   ry = ry > height / 2 ? height / 2 : ry;   //如果其中一个设置为 0 则圆角不生效   if(0 == rx || 0 == ry){         // var path =         //     'M' + x + ' ' + y +         //     'H' + (x + width) +     不推荐用绝对路径,相对路径节省代码量         //     'V' + (y + height) +         //     'H' + x +         //     'z';         var path =             'M' + x + ' ' + y +             'h' + width +             'v' + height +             'h' + -width +             'z';                   }else{         var path =             'M' + x + ' ' + (y+ry) +             'a' + rx + ' ' + ry + ' 0 0 1 ' + rx + ' ' + (-ry) +              'h' + (width - rx - rx) +             'a' + rx + ' ' + ry + ' 0 0 1 ' + rx + ' ' + ry +              'v' + (height - ry -ry) +             'a' + rx + ' ' + ry + ' 0 0 1 ' + (-rx) + ' ' + ry +              'h' + (rx + rx -width) +             'a' + rx + ' ' + ry + ' 0 0 1 ' + (-rx) + ' ' + (-ry) +              'z';           }   return path;}

2.circle/ellipse to path

圆可视为是一种特殊的椭圆,即 rx 与 ry 相等的椭圆,所以可以放在一起讨论。 椭圆可以看成A点到C做180度顺时针画弧、C点到A做180度顺时针画弧即可。

svg基本形状

function ellipse2path(cx, cy, rx, ry) {   //非数值单位计算,如当宽度像100%则移除   if (isNaN(cx - cy + rx - ry)) return;   var path =       'M' + (cx-rx) + ' ' + cy +       'a' + rx + ' ' + ry + ' 0 1 0 ' + 2*rx + ' 0' +       'a' + rx + ' ' + ry + ' 0 1 0 ' + (-2*rx) + ' 0' +       'z';    return path;}

3.line to path

相对来说比较简单,如下:

function line2path(x1, y1, x2, y2) {   //非数值单位计算,如当宽度像100%则移除   if (isNaN(x1 - y1 + x2 - y2)) return;     x1 = x1 || 0;    y1 = y1 || 0;    x2 = x2 || 0;    y2 = y2 || 0;    var path = 'M' + x1 + ' '+ y1 + 'L' + x2 + ' ' + y2;    return path;}

4.polyline/polygon to path

polyline折线、polygon多边形的转换为path比较类似,差别就是polygon多边形会闭合。

// polygon折线转换points = [x1, y1, x2, y2, x3, y3 ...];function polyline2path (points) {    var path = 'M' + points.slice(0,2).join(' ') +                      'L' + points.slice(2).join(' ');     return path;}// polygon多边形转换points = [x1, y1, x2, y2, x3, y3 ...];function polygon2path (points) {    var path = 'M' + points.slice(0,2).join(' ') +                      'L' + points.slice(2).join(' ') + 'z';     return path;}

五、convertpath 转换工具

为了方便处理SVG基本元素路径转换,本人抽空写了convertpath工具,具体如下:

安装:

npm i convertpath

使用:

const parse = require('convertpath');parse.parse("./test/test.svg")/** * <circle cx="500" cy="500" r="20" fill="red"/> */console.log(parse.toSimpleSvg())/** * <path d="M500,500,m-20,0,a20,20,0,1,0,40,0,a20,20,0,1,0,-40,0,Z" fill="red"/> */

参考资料:

Basic Shapes – SVG 1.1 (Second Edition)
基本形状 - SVG | MDN
SVG (一) 图形, 路径, 变换总结; 以及椭圆弧线, 贝塞尔曲线的详细解释
路径 - SVG | MDN
XMLDOM

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