《JS原理、方法与实践》- canvas作图(一)| 8月更文挑战

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canvas简介

canvas标签是HTML5标准最受欢迎的一个标签,它的作用就相当于一块画布,可以通过JS脚本在canvas上面进行绘画,而且还可以对画面的内容进行修改,通过不断修改可以实现动画的效果,再跟事件结合后就可以制作游戏了!

canvas标签及其所对应的JS对象HTMLCanvasElement本身非常简单,它们主要包含width、height两个属性和一个getContext方法。虽然HTML5中新增了setContext等方法,但是各大浏览器支持得并不好。

canvas本身并没有太多得操作,它主要是通过getContext方法获取的环境对象进行操作。canvas和它所包含的context对象的关系就好像canvas是一块画布,而context是各种笔,拿到笔,然后才可以绘图。

canvas的用法

首先获取canvas对象,然后使用这个对象获取相应的环境,最后使用获取的环境绘图。 代码示例:

<body>
    <canvas id="c2d" width="300" height="300">浏览器不支持canvas</canvas>
    <canvas id="c3d" width="150" height="150">浏览器不支持canvas</canvas>
    <script>
        // 获取canvas对象
        const canvas2d = document.querySelector('#c2d');
        // 使用这个对象获取相应的环境
        const ctx2d = canvas2d.getContext('2d');'

        // 绘制图形...

        const canvas3d = document.querySelector('#c3d');
        const ctx3d = canvas3d.getContext('webgl');
    </script>
</body>
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从示例中,我们可以看出利用getContext()方法获取绘图环境,目前只支持2d('2d')和3d('webgl')环境。

绘制矩形

绘制矩形是canvas中最简单的功能,跟绘制矩形相关的方法一共包括如下三个:

  • strokeRect(x,y,width,height):绘制矩形边框
  • fillRect(x,y,width,height):绘制矩形并填充
  • clearRect(x,y,width,height): 清除矩形区域内容,实际上是使用底色填充矩形区域。

这三个方法的参数中,x,y表示矩形左上角的坐标,width和height表示矩形的宽和高,坐标原点默认为canvas的左上角,canvas中矩形的结构如下: canvas矩形结构图 代码示例:

    <canvas id="c2d" width="300" height="300">浏览器不支持canvas</canvas>
    <script>
        
        const canvas2d = document.querySelector('#c2d');
        const ctx2d = canvas2d.getContext('2d');
        // 绘制矩形
        ctx2d.fillRect(30,50,100,50);
        ctx2d.strokeRect(100,30,100,50);
        ctx2d.clearRect(101,51,28,28);
    </script>
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运行结果

绘制路径

绘制路径常用方法属性

使用路径一共可以分为4步:创建路径、绘制路径、关闭路径和操作路径,其中绘制路径最复杂也是最重要的内容。先介绍其他三种操作,最后详细讲解绘制路径。

创建/关闭路径

创建路径

路径的创建一共有两种方法,一种是调用CanvasRenderingContext2D的beginPath方法,另一种是新建Path2D对象。 调用CanvasRenderingContext2D的beginPath方法后就可以直接使用CanvasRenderingContext2D来绘制路径,而使用Path2D新建时会返回新建的路径,然后在新建出来的路径上进行操作,例如下面的例子:

    <canvas id="c2d">浏览器不支持canvas</canvas>
    <script>
        const c2d = document.querySelector('#c2d');
        const ctx2d = c2d.getContext('2d');

        // 使用beginPath方法创建
        ctx2d.beginPath();
        // 这里可以使用ctx2d绘制路径
        // ......

        // 使用Path2D新建路径
        const newPath = new Path2D();
        // 这里实际newPath来绘制路径
        //......
    </script>
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关闭路径

关闭路径使用的是closePath方法,其主要作用是将路径闭合起来,也就是从画笔的终点到路径的起点绘制一条直线,如果路径已经闭合,那么也可以不调用该方法。

操作路径

对路径的操作只有两种:填充和描边,它们所对应的方法分别是stroke和fill。如果是使beginPath创建的路径,那么直接调用就可以了,如果是新建的Path2D路径,那么需要将创建出来的路径传入参数中,例如下面的例子:

<canvas id="c2d">浏览器不支持canvas</canvas>
   <script>
       const c2d = document.querySelector('#c2d');
       const ctx2d = c2d.getContext('2d');

       // 使用beginPath方法创建
       ctx2d.beginPath();
       // 这里可以使用ctx2d绘制路径
       // ......
       ctx2d.closePath();
       ctx2d.fill();


       // 使用Path2D新建路径
       const newPath = new Path2D();
       // 这里实际newPath来绘制路径
       //......
       newPath.closePath();
       ctx2d.stroke(newPath);
   </script>
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绘制路径

所有平面上的图形都是由直线和曲线组成的(点其实是半径很小的实心圆),因此路径的绘制主要分为直线和曲线两种类型。但是,CanvasRenderingContext2D绘制路径时除了这两种类型外还有一个辅助操作的方法。

辅助操作

辅助方法:moveTo(x,y),两个参数表示移动到的目标点的坐标值

绘制直线

方法:lineTo(x,y),它可以从画笔当前点到参数中传入的坐标点画一条直线,一般会与moveTo方法配合使用。

样式的设置

属性:lineWidth:指定线条的宽度 属性:lineDashOffset: 指定虚线的偏移量 方法:setLineDash():设置虚线的样式,参数为一个数组,数组的元素用来表示实线与空白所占用的宽度,虚线会按数组中的值进行循环。 示例(画一个正方形和两条虚线):

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
    <title>Document</title>
</head>
<body>
    <canvas id="canvas" width="500" width="500"></canvas>
    <script>
        const canvas = document.querySelector('#canvas');
        if(canvas.getContext) {
            const ctx = canvas.getContext('2d');
            ctx.beginPath();
            ctx.lineWidth = 10;
            ctx.moveTo(10,10);
            ctx.lineTo(10,100);
            ctx.lineTo(100,100);
            ctx.lineTo(100,10);
            ctx.closePath();
            ctx.stroke();

            ctx.beginPath();
            ctx.lineWidth = 1;
            ctx.setLineDash([5,10]);
            ctx.moveTo(10,120);
            ctx.lineTo(120,120);
            ctx.closePath();
            ctx.stroke();
            
            ctx.beginPath();
            ctx.setLineDash([5,10]);
            ctx.lineDashOffset = 2;
            ctx.moveTo(10,130);
            ctx.lineTo(130,130);

            ctx.closePath();
            ctx.stroke();
        }
    </script>
</body>
</html>
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绘制曲线

绘制圆弧

方法:arc(x,y,radius,startAngle,endAngle,anticlockwise) 参数说明:x,y为圆心,radius为半径,startAngle和endAngle分别是起始角度和结束角度,anticlockwise表示是否逆时针绘制,默认为顺时针。 方法:arcTo(x1,y1,x2,y2,radius) 参数说明:通过两条切线和半径来指定一段圆弧,画笔当前点和(x1,y1), (x1,y1)和(x2,y2)构成两条切线,参数radius为半径。两条切线和一个半径可以将一个圆分成两段圆弧,acrTo方法绘制的是较短的那段。如果画笔的起始点不是圆弧的切点,那么acrTo方法还会将起点和切点使用直线连接起来。 示例:

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
    <title>Document</title>
</head>
<body>
    <canvas width="500" height="500" id='c2d'></canvas>
    <script>
        const canvas = document.getElementById('c2d');
        const ctx = canvas.getContext('2d');

        ctx.beginPath();
        ctx.arc(100,100,100,0, 2*Math.PI,false);
        ctx.closePath();
        ctx.stroke();

        ctx.beginPath();
        ctx.lineTo(250,30);
        ctx.lineWidth = 0.5;
        ctx.arcTo(200,30,250,50,20);
        ctx.closePath();
        ctx.stroke();
    </script>
</body>
</html>
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运行结果

绘制贝塞尔曲线

方法:quadraticCurveTo(cp1x,xp1y,x,y) 方法:bezierCurveTo(cp1x,cp1y,cp2x,cp2y,x,y) 这两个方法分别用于绘制一个控制点和两个控制点的贝塞尔曲线,画笔当前点为曲线的起点,(x,y)为曲线的终点,(cpx1,cp1y)和(cp2x,cp2y)都是控制点,理解了贝塞尔曲线,这两个方法就很容易理解:深入理解贝塞尔曲线 实例:

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
    <title>Document</title>
</head>
<body>
    <canvas id="c2d">浏览器不支持canvas</canvas>
    <script>
        const canvas = document.querySelector('#c2d');
        if(canvas.getContext) {
            const ctx = canvas.getContext('2d');
            ctx.beginPath();
            ctx.moveTo(30,50);
            ctx.quadraticCurveTo(40,80,100,50);

            ctx.moveTo(130,60);
            ctx.bezierCurveTo(160,30,200,100,260,50);
            ctx.stroke();
        }
    </script>
</body>
</html>
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