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可视化-Canvas

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Canvas

canvas 最早由Apple引入WebKit,用于Mac OS X 的 Dashboard,后来又在Safari和Google Chrome被实现。 基于 Gecko 1.8的浏览器,比如 Firefox 1.5, 同样支持这个元素。
<canvas> 元素是WhatWG Web applications 1.0规范的一部分,也包含于HTML 5中。

API

HTMLCanvasElement

初始化:

html
<canvas id="canvas"></canvas>
ts
const el = document.querySelector<HTMLCanvasElement>('#canvas')

属性:

  • el.widthnumber默认:300,画布的宽度
  • el.heightnumber默认:150,画布的高度

方法:

  • el.getContext()(contextType, contextAttributes),返回画布上的绘图上下文
    • contextType'2d' | 'webgl' | 'webgl2' | 'bitmaprenderer'默认:,上下文类型
      • 2d常用,建立一个 CanvasRenderingContext2D 二维渲染上下文
      • webgl:创建一个 WebGLRenderingContext 三维渲染上下文对象
      • webgl2:创建一个 WebGL2RenderingContext 三维渲染上下文对象
      • bitmaprenderer:创建一个只提供将 canvas 内容替换为指定ImageBitmap功能的ImageBitmapRenderingContext
    • contextAttributes默认:,可以在创建渲染上下文的时候设置多个属性【更多
  • el.toDataURL()(type, encoderOptions),返回一个数据 URL,该 URL 包含由类型参数指定的格式的图像。
    • typestring默认:image/png,图片格式。
    • encoderOptionsnumber默认:0.92,从 0 到 1 的区间内选择图片的质量。
    • 返回: 包含 data URI 的字符串。如:"data:image/png;base64,xxxx..."

CanvasRenderingContext2D

初始化:

ts
const ctx = el.getContext('2d')

设置:

线型:

  • ctx.lineWidth默认:1.0,线的宽度。
  • ctx.lineJoin'round' | 'bevel' | 'miter'默认:'miter',定义两线相交拐点的类型。

文本样式:

  • ctx.font默认:10px sans-serif,字体设置。
  • ctx..textBaseline'top' | 'hanging' | 'middle' | 'alphabetic' | 'ideographic' | 'bottom'默认:'alphabetic',基线对齐设置。

填充和描边样式:

  • ctx.fillStylecolor| gradient | pattern默认:#000,图形内部的颜色和样式。
  • ctx.strokeStylecolor| gradient | pattern默认:#000,图形边线的颜色和样式。

渐变和图案:

  • ctx..createLinearGradient()(x0, y0, x1, y1),创建一个沿着参数坐标指定的线的线性渐变
    • x0, y0默认:,起点坐标。
    • x1, y1默认:,终点坐标。
  • ctx..createRadialGradient()(x0, y0, r0, x1, y1, r1),创建一个沿着参数坐标指定的线的放射性渐变
    • x0, y0默认:,开始圆形的圆心。
    • r0默认:,开始圆形的半径。
    • x1, y1默认:,结束圆形的圆心。
    • r1默认:,结束圆形的半径。
  • ctx..createPattern()(image, repetition),使用指定的图片创建图案。
    • image默认:,作为重复图像源的 CanvasImageSource 对象。
    • repetition'repeat' | 'repeat-x' | 'repeat-y' | 'no-repeat'默认:'repeat',指定如何重复图像。

路径:

  • ctx.beginPath()(),清空子路径列表开始一个新的路径。
  • ctx.closePath()(),使笔点返回到当前子路径的起始点。它尝试从当前点到起始点绘制一条直线。
  • ctx.moveTo()(x, y),将一个新的子路径的起始点移动到 (x,y) 坐标。
  • ctx.lineTo()(x, y),使用直线连接子路径的最后的点到 (x,y) 坐标。
  • ctx.bezierCurveTo()(cp1x, cp1y, cp2x, cp2y, x, y),添加一个 3 次贝赛尔曲线路径。起始点是当前路径的最后一个点,绘制贝赛尔曲线前,可以通过调用 moveTo() 进行修改。
    • cp1x, cp1ynumber默认:,第一个点。
    • cp2x, cp2ynumber默认:,第二个点。第一、第二个点是控制点
    • x, ynumber默认:,第三个点是结束点。
  • ctx.arc()(x, y, radius, startAngle, endAngle, anticlockwise),绘制一段圆弧路径。
    • x, ynumber默认:,圆心点。
    • radiusnumber默认:,半径。
    • startAngle, endAngle弧度默认:,开始、结束角度。
    • anticlockwiseboolean默认:false,true: 逆时针,false: 顺时针。
  • ctx.ellipsis()(x, y, radiusX, radiusY, rotation, startAngle, endAngle, anticlockwise),添加一个椭圆路径。
    • x, ynumber默认:,椭圆的圆心。
    • radiusX, radiusYnumber默认:,半径。
    • rotation弧度默认:,椭圆的旋转角度。
    • startAngle, endAngle弧度默认:,绘制的起始点、结束点角度
    • anticlockwiseboolean默认:false,true: 逆时针,false: 顺时针。
  • ctx.rect()(x, y, width, height),创建一个矩形路径。
    • x, ynumber默认:,矩形的起点位置。
    • width, heightnumber默认:,矩形的宽度、高度

变换:

  • ctx.rotate()(angle),在变换矩阵中增加旋转。
    • angle弧度默认:,顺时针旋转的弧度。可以使用公式: degree * Math.PI / 180 。可以通过 translate() 方法改变中心点。
  • ctx.scale()(x, y),为 canvas 单位添加缩放变换。
    • x, y默认:,水平、垂直方向的缩放因子。
  • ctx.translate()(x, y),添加平移变换。
    • x, y默认:,水平、垂直方向的移动距离。

绘制:

绘制路径:

  • ctx.fill()(),使用当前的样式填充子路径。
  • ctx.stroke()(),使用当前的样式描边子路径。

绘制矩形:

  • ctx.fillRect()(x, y, width, height),绘制填充矩形
    • x, y默认:,矩形起始点。
    • width, height默认:,矩形的宽度、高度。
  • ctx..strokeRect()(x, y, width, height),绘制一个描边矩形
    • x, y默认:,矩形起始点。
    • width, height默认:,矩形的宽度、高度。

绘制文本:

  • ctx.fillText()(text, x, y),绘制填充文本
    • text默认:,文本内容。
    • x, y默认:,文本起始点。
  • ctx.strokeText()(text, x, y),绘制描边文本
    • text默认:,文本内容。
    • x, y默认:,文本起始点。

绘制图像:

  • ctx.drawImage()(image, sx, sy, sWidth?, sHeight?, dx?, dy?, dWidth?, dHeight?),绘制指定的图片。
    • image默认:,绘制到上下文的元素。允许任何的画布图像源。
    • sx, sy默认:,image的矩形(裁剪)选择框的左上角坐标。
    • sWidth?, sHeight?:``,默认:,image的矩形(裁剪)选择框的宽高。
    • dx?, dy?:``,默认:,目标画布上的左上角坐标。
    • dWidth?, dHeight?:``,默认:,目标画布上绘制的宽高。

体验Canvas

什么是Canvas?

HTML5 的 canvas 元素使用 JavaScript 在网页上绘制图像。

画布是一个矩形区域,您可以控制其每一像素。

canvas 拥有多种绘制路径、矩形、圆形、字符以及添加图像的方法。

创建Canvas元素

向 HTML5 页面添加 canvas 元素。

规定元素的 id、宽度和高度:

html
    <canvas id="myCanvas" width="200" height="100"></canvas>

Canvas坐标系

通过JavaScript来绘制

javascript
    /*获取元素*/
    var myCanvas = document.querySelector('#myCanvas');
    /*获取绘图工具*/
    var context = myCanvas.getContext('2d');
    /*设置绘图的起始位置*/
    context.moveTo(100,100);
    /*绘制路径*/
    context.lineTo(200,200);
    /*描边*/
    context.stroke();

Canvas的基本使用

图形绘制

需要理解些概念:

  • 路径的概念

  • 路径的绘制

    • 描边 stroke()

    • 填充 fill()

  • 闭合路径

    • 手动闭合
    • 程序闭合 closePath()
  • 填充规则(非零环绕)

  • 开启新的路径 beginPath()

设置样式

  • 画笔的状态
    • lineWidth 线宽,默认1px
    • lineCap 线末端类型:(butt默认)、round、square
    • lineJoin 相交线的拐点 miter(默认)、round、bevel
    • strokeStyle 线的颜色
    • fillStyle 填充颜色
    • setLineDash() 设置虚线
    • getLineDash() 获取虚线宽度集合
    • lineDashOffset 设置虚线偏移量(负值向右偏移)

实例练习

  • 渐变色绘制
  • 镂空的房子
  • 绘制坐标网格
  • 绘制坐标系
  • 绘制坐标点
  • 绘制折线图

参考文档

Canvas图形绘制

矩形绘制

  • context.rect(x,y,width,height) - 创建矩形, 没有独立路径

    • x - 矩形左上角的 x 坐标

      y - 矩形左上角的 y 坐标

      width - 矩形的宽度,以像素计

      height - 矩形的高度,以像素计

  • context.strokeRect(x,y,width,height) - 绘制矩形(无填充),有独立路径,不影响别的绘制

    • x - 矩形左上角的 x 坐标

      y - 矩形左上角的 y 坐标

      width - 矩形的宽度,以像素计

      height - 矩形的高度,以像素计

  • context.fillRect(x,y,width,height) - 绘制“被填充”的矩形,有独立路径,不影响别的绘制

    • x - 矩形左上角的 x 坐标

      y - 矩形左上角的 y 坐标

      width - 矩形的宽度,以像素计

      height - 矩形的高度,以像素计

  • context.clearRect(x,y,width,height) - 在给定的矩形内清除指定的像素

    • x - 矩形左上角的 x 坐标

      y - 矩形左上角的 y 坐标

      width - 矩形的宽度,以像素计

      height - 矩形的高度,以像素计

圆弧绘制

  • 弧度概念

  • context.arc(x,y,r,sAngle,eAngle,counterclockwise) - 创建弧/曲线(用于创建圆或部分圆)

    • x - 圆心横坐标

      y - 圆心纵坐标

      r - 半径

      sAngle - 开始角度

      eAngle - 结束角度

      counterclockwise - 是否逆时针方向绘制(默认false表示顺时针;true表示逆时针)

绘制文本

  • ctx.font = '微软雅黑' 设置字体
  • strokeText()
  • fillText(text,x,y,maxWidth)
    • text 要绘制的文本
    • x,y 文本绘制的坐标(文本左下角)
    • maxWidth 设置文本最大宽度,可选参数
  • ctx.textAlign文本水平对齐方式,相对绘制坐标来说的
    • left
    • center
    • right
    • start 默认
    • end
  • ctx.direction属性css(rtl ltr) start和end于此相关
    • 如果是ltr,start和left表现一致
    • 如果是rtl,start和right表现一致
  • ctx.textBaseline 设置基线(垂直对齐方式 )
    • top 文本的基线处于文本的正上方,并且有一段距离
    • middle 文本的基线处于文本的正中间
    • bottom 文本的基线处于文本的证下方,并且有一段距离
    • hanging 文本的基线处于文本的正上方,并且和文本粘合
    • alphabetic 默认值,基线处于文本的下方,并且穿过文字
    • ideographic 和bottom相似,但是不一样
  • measureText() 获取文本宽度obj.width

实例练习

  • 绘制扇形
  • 绘制圆角矩形
  • 绘制圆
  • 绘制饼图

做动画

绘制图片

  • drawImage()
    • 三个参数drawImage(img,x,y)
      • img 图片对象、canvas对象、video对象
      • x,y 图片绘制的左上角
    • 五个参数drawImage(img,x,y,w,h)
      • img 图片对象、canvas对象、video对象
      • x,y 图片绘制的左上角
      • w,h 图片绘制尺寸设置(图片缩放,不是截取)
    • 九个参数drawImage(img,x,y,w,h,x1,y1,w1,h1)
      • img 图片对象、canvas对象、video对象
      • x,y,w,h 图片中的一个矩形区域
      • x1,y1,w1,h1 画布中的一个矩形区域

序列帧动画

  • 绘制精灵图
  • 动起来
  • 控制边界
  • 键盘控制

坐标变换

  • 平移 移动画布的原点
    • translate(x,y) 参数表示移动目标点的坐标
  • 缩放
    • scale(x,y) 参数表示宽高的缩放比例
  • 旋转
    • rotate(angle) 参数表示旋转角度