休息3个月，基于Canvas写了个简单的前端绘图JavaScript框架

大深海
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前言

不知不觉，有一年没发布公众号文章了，这段时间刚好有空，就抽时间写了这篇文章。本文主要讲解我裸辞3个月以来，利用在家休息的空隙时间，开发了一个前端绘图的JavaScript库 iDraw.js。

为啥要开发这个东西

  • 为了实现用纯Canvas能力结合图片、HTML和SVG作为素材 来做绘图功能。
  • 为了试试看单独用 Canvas的2D（二维）API 能作出怎样的多种素材绘图实现。
  • 最后是为了试试看尽量用 Canvas能实现多复杂的绘图素材操作。
  • 目前我的认知中，还没发现类似的可以操控素材绘图的Canvas开源框架（感谢网友指教，还有fabric.js框架有类似能力），所以就想自己开发一个。

iDraw.js简介

  • 一个基于纯Canvas 的2D API 来实现绘图和操控素材能力的JavaScript库。

  • 可以基于 iDraw.js 进行扩展自定义开发各种可视化操控应用，这里可以访问 idrawjs.com/playground/ 的显示例子，或者访问 idrawjs.com/studio/ 查看基于 iDraw.js 实现的画图案例。

iDraw.js有哪些功能

支持绘制文字、矩形、圆形、图片、HTML片段和SVG片段 绘图元素

绘制文字

绘制矩形

绘制圆形

绘制图片

绘制HTML片段

绘制SVG片段

以上这些功能都是基于Canvas的2D API实现的可视化操作。

iDraw.js有哪些特点

  • 可以绘制文字、矩形、圆形、图片、HTML片段和SVG文件，并且作为绘图元素。

  • 可以直接在Canvas操控以上绘图元素，不用担心CSS和DOM变化的污染问题。

  • Canvas操控绘制，并且是所见即所得可以直接导出绘制的图片结果。由于可视化操控和图片生成都是基于Canvas，可以尽量减少绘图的浏览器兼容问题。

  • 可以通过快捷键来复制、剪切、粘贴各种元素。

原理介绍

  • 基于数据驱动来绘制Canvas的图画，所有绘图元素都用JSON的数据格式来描述的。

  • 基于 requestAnimationFrame 来控制数据变化时候，控制Canvas的重绘处理，使得在操控绘图元素的时候操作保持操作流畅减少卡顿。

  • 内置一个前端并发队列来处理 图片、HTML和SVG的图片化转换渲染。

如何使用

安装npm模块

npm install idraw

渲染绘画

import iDraw from 'idraw';

const app = document.querySelector('#app');
const options = {
  width: 600,
  height: 400,
  contextWidth: 600,
  contextHeight: 400,
  devicePixelRatio: 2,
};
const idraw = new iDraw(app, options);
idraw.addElement({
  name: "rect-001",
  x: 140,
  y: 120,
  w: 200,
  h: 100,
  type: "rect",
  desc: {
    bgColor: "#f7d3c1",
    borderRadius: 20,
    borderWidth: 4,
    borderColor: "#ff6032",
  },
});

更多使用方式可以查看文档或者Playground演示

实际使用案例

一个基于 iDraw.js 实现的UI可视化绘图，@idraw/studio 的实现。

总结心得

  • Canvas的2D Context API 实在比较好用，可以自由绘图。同时可以通过JS将不同数据格式转换成DataURL，例如将HTML和SVG等代码片段转换后，在Canvas中直接渲染。

  • 但是如果HTML渲染的CSS内容比较复杂的话，在操控元素移动变化时候会出现比较明显的掉帧和卡顿，即使我使用了 requestAnimationFrame 来控制帧率的渲染也一样。如果需要做复杂情况下的性能优化，需要在后续计划中加入 WebGL的渲染模式，利用GPU的能力来优化操控绘图素材比变化的渲染结果。

后续计划

发现在图片尺寸比较大，而且涉及图片、HTML和SVG需要转换资源格式的情况下，在操作元素的移动等行为时候，会出现比较明显的掉帧和卡顿，后续打算把底层的基于 Canvas 2D API 渲染画图，重写一套基于 WebGL 的实现，让使用者可以根据自己场景要求考虑是否选择 WebGL 加速渲染。

iDraw.js 资料链接

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