技术干货：前端图形化技术简介（上）

Canvas与SVG

前端图形化技术，主要包括Canvas绘图和SVG绘图两类。

Canvas早在十几年前就被火狐浏览器引入。Canvas通过Canvas.getContext(2d/3d)获得绘图上下文，采用绘制路径、填充路径、描边路径等操作绘制像素图片，并带有一定的矩阵旋转和偏移功能，总体与传统绘图流程一致。经过几年的发展，Canvas具备了3D上下文接口，其背后的WebGL，实际是OpenGL-ES的一个子集，可使用GPU渲染内容。实际上，通过改变视觉场的perspective，我们可以在3D的场景中获得一个伪2D的视角，实现2D的图形绘制的GPU加速。前几年这种方式甚为流行，但是苦于兼容性的问题，未被大量推广。

SVG图像是一种矢量图，采用XML方式标记和绘制。由于SVG是一种ML，所以操作、调试都非常容易，并且可以直接交互。与Canvas相比，SVG的最大不同在于：它不但是View，而且也是Model，算是一个真正的ViewModel。所以，SVG的体积与数据量级有直接关系，而Canvas所形成的图片体积只与尺寸有关，是一个恒定值。所以当我们面临一个未知场景的时候，使用SVG或Canvas，或者是SVG+Canvas，需要谨慎权衡。

总体来讲，无论是Canvas还是SVG，不管间接或者直接，它们能做的事情都差不多。

数据模型与图形交互

我们所熟悉的前端交互方式，比如click事件，实际是对一个DOM节点的操作，背后是浏览器DOM树接口提供的支持。

以Canvas为例，如果我们要在Canvas中实现数据展示和交互，应该如何去做？

上面我们提到了，Canvas会形成一张图片，但是一张“合并层”图片的所有像素是无差别的，所以Canvas本身并不能为我们提供图形交互的任何帮助。

所以我们应当把Canvas视为一个View的窗口，构造虚拟图层的树结构模型，再将Canvas相关事件映射模型中，驱动虚拟图层变化和重绘。

一个虚拟图层应包含的基本信息有：

·         矩阵信息(left|top|width|height|rotate)

·         样式信息(color|bgColor|opacity)

·         父节点、子节点(parent|children)

·         层排序(index)

在这个模型中，矩阵信息和样式信息都是可视信息，都可以成为数据表达的出口。

交互系统应具备：

·         事件系统(events|propagation)

·         节点查询(query)

·         动画系统(如果你有时间的话)

当Canvas的事件的发生位置映射到模型中时，应当根据矩阵信息进行虚拟图层捕捉查询(query)，所以在模型设计中，将矩阵信息单独列出。

渲染工厂应做的事情：

·         调用Canvas渲染器，将模型绘制到

Canvas。

·         将Canvas的DOM层事件映射到虚拟模型，模拟事件捕获、冒泡等传递方式。

这样，你就可以有一个舞台对数据做可视化展示，并与数据进行互动。

需要注意的坑：

1.    当模型样式或者矩阵改变时，应当全图重绘。不要妄想局部重绘，那种计算开销或者研发时间开销性价比太低。

2.    事件系统真的没有捷径，要认真对待。

3.    如果你的模型中含有多边形节点（尤其是凹的），捕捉多边形有两条路：外包盒，或者，去看看图形学的书。如果你选择后者，做好了请给我发简历。