变形
在了解变形之前,先了解状态。
- 状态
canvas 的状态就是当前画面应用的所有样式和变形的一个快照,用来操作这个状态有两个绘制复杂图形时必不可少的方法:save()
和restore()
。save()用来保存当前状态,restore()用来恢复刚才保存的状态。他们都可以多次调用。
ctx.fillStyle = 'black';
ctx.fillRect(20, 20, 150, 150);
ctx.save(); //保存当前状态
ctx.fillStyle= '#fff';
ctx.fillRect(45, 45, 100, 100);
ctx.restore(); //恢复到刚才保存的状态
ctx.fillRect(70, 70, 50, 50);
- 位移
translate(x, y)
translate
方法,它用来移动 canvas 和它的原点到一个不同的位置。
demo:
var ctx = document.getElementById('canvas').getContext('2d');
for(var i = 1; i< 4; i++) {
ctx.save(); //使用save方法保存状态,让每次位移时都针对(0,0)移动。
ctx.translate(100*i, 0);
ctx.fillRect(0, 50, 50, 50);
ctx.restore();
}
-
旋转
rotate(angle)
rotate
它用于以原点为中心旋转: 旋转的角度(angle),它是顺时针方向的,以弧度为单位的值。
ctx.rotate(Math.PI * 2) //参照原点顺时针旋转360度
demo:
ctx.translate(75,75); //把原点移动到(75, 75);
for (var i=1; i<6; i++){ // 从里到外一共6圈
ctx.save();
ctx.fillStyle = 'rgb('+(50*i)+','+(255-50*i)+',255)';
for (var j=0; j
- 缩放
scale
ctx.scale(x, y); //基于原点缩放,x、y是两个轴的缩放倍数
demo:
var ctx = document.getElementById('canvas').getContext('2d');
ctx.fillStyle = 'red';
ctx.scale(0.8, 1.2);
ctx.beginPath();
ctx.arc(75, 75, 60, 0, Math.PI * 2);
ctx.fill();
- 变形
transforms
transform(m11, m12, m21, m22, dx, dy)
m11:水平方向的缩放
m12:水平方向的偏移
m21:竖直方向的偏移
m22:竖直方向的缩放
dx:水平方向的移动
dy:竖直方向的移动
动画
一帧一帧的来渲染这个元素,而且这个元素每一帧的位置都不一样,我们的眼睛看到的就是动画了。实现起来也很方便,js提供了两个方法:setTimeout 和setInterval
都可以实现,但是一个有逼格的程序员实现动画是不会用这两个方法的,而是用requestAnimationFrame
这个方法。有什么区别呢?下面简单做个比较。
-
setInterval(myFun, 10);
意思是隔一毫秒执行一个myFun函数,但是这样就有一个问题了,比如我myFun函数里面绘制的东西比较耗时,而10ms之内还没有完全绘制出来,但是这段代码强制1ms之后又开始绘制下一帧了,所以就会出现丢帧
的问题;反之,如果时间设置太长,就会出现画面不流畅、视觉卡顿
的问题。 -
requestAnimationFrame(myFun);
如果我们这样写,又是什么意思呢?意思是根据一定的时间间隔,会自动执行myFun函数来进行绘制。这个”一定的时间间隔”就是根据浏览器的性能或者网速快慢来决定了,总之,它会保证你绘制完这一帧,才会绘制下一帧,保证性能的同时,也保证动画的流畅
基本步驟:
- 清空 canvas
除非接下来要画的内容会完全充满 canvas (例如背景图),否则你需要清空所有。最简单的做法就是用 clearRect 方法。
- 保存 canvas 状态
如果你要改变一些会改变 canvas 状态的设置(样式,变形之类的),又要在每画一帧之时都是原始状态的话,你需要先保存一下。
- 绘制动画图形(animated shapes)
这一步才是重绘动画帧。
- 恢复 canvas 状态
如果已经保存了 canvas 的状态,可以先恢复它,然后重绘下一帧。
高级动画
动画主要是requestAnimationFrame方法,现在我们来实现一个在画布内滚动的实例
var canvas = document.getElementById('canvas');
var ctx = canvas.getContext('2d');
var ball = { //小球属性,原点位置,速度,半径等。
x: 100,
y: 100,
vx: 4,
vy: 2,
radius: 20,
color: 'blue',
draw: function() {
ctx.beginPath();
ctx.arc(this.x, this.y, this.radius, 0, Math.PI*2, true);
ctx.closePath();
ctx.fillStyle = this.color;
ctx.fill();
}
};
function draw() {
ctx.clearRect(0,0, canvas.width, canvas.height); //绘制之前清除整个画布
ball.draw(); //在画布中绘制小球
ball.x += ball.vx; //改变小球位置坐标
ball.y += ball.vy; //改变小球位置坐标
if (ball.y + ball.vy > canvas.height-15 || ball.y + ball.vy < 15) { //边界判断
ball.vy = -ball.vy;
}
if (ball.x + ball.vx > canvas.width-15 || ball.x + ball.vx < 15) { //边界判断
ball.vx = -ball.vx;
}
window.requestAnimationFrame(draw); //循环执行
}
draw();
简单概括一下这个实例的实现思想:
创建一个小球对象,包含一个绘制自己的方法。在整个画布中绘制这个小球,然后在下一次绘制之前,先清除整个画布,改变小球的各个属性(包含了逻辑,比如边界的判断),然后重新绘制一遍,从而达到了动起来的效果。
如果你把上面代码中的ctx.clearRect(0,0, canvas.width, canvas.height);
换成下面这样:
ctx.fillStyle = 'rgba(255,255,255,0.3)';
ctx.fillRect(0, 0, canvas.width, canvas.height);
就可以得到渐变尾巴的效果,大概意思就是使用半透明的白色背景填充画布
来代替直接清除这个画布
,从而实现了想要的效果。
像素操作
如果我们想对一个canvas画布进行如下操作:获取每一个点的信息,对每一个坐标点进行操作。那我们就需要了解一下ImageData对象了。
ImageData对象(由getImageData方法获取的)中存储着canvas对象真实的像素数据,它包含以下几个只读属性:
- width
图片宽度,单位是像素。
- height
图片高度,单位是像素。
- data
Uint8ClampedArray类型的一维数组,包含着RGBA格式的整型数据,范围在0至255之间(包括255)。简单讲,就是一个数组,每四个元素存储一个点的颜色信息,这四个元素分别对应为R、G、B、A的值(知道颜色取值的一眼就明白了,不知道的也没关系,后面有实例,一看就明白)。
创建ImageData对象
去创建一个新的,空白的ImageData对像,你应该会使用createImageData()
方法:
var myImageData = ctx.createImageData(width, height);
上面代码创建了一个新的具体特定尺寸的ImageData对像。所有像素被预设为透明黑。
获取像素数据
为了获得一个包含画布场景像素数据的ImageData对像,你可以用getImageData()方法
:
var myImageData = ctx.getImageData(left, top, width, height);
创建的myImageData对象就有width、height、data三个属性的值了。看下面这个实例:
html:
hover处的颜色
js:
var can = document.getElementById('myCanvas');
var ctx = can.getContext('2d');
var img = new Image();
img.src = "***.jpg";
ctx.drawImage(img, 0, 0);
var color = document.getElementById('color');
function pick(event) {
var x = event.layerX;
var y = event.layerY;
var area = ctx.getImageData(x, y, 1, 1); //创建ImageData对象
var data = area.data; //获取data属性(一个存储颜色rgba值的数组)
var rgba = 'rgba(' + data[0] + ',' + data[1] + ',' + data[2] + ',' + data[3] + ')';
color.style.color = rgba;
color.textContent = rgba;
}
can.addEventListener('mousemove', pick);
在场景中写入像素数据
你可以用putImageData()
方法去对场景进行像素数据的写入
ctx.putImageData(myImageData, x, y); //在画布的(x, y)点开始绘制myImageData所存储的像素信息。
所以我们可以把获取到的像素信息进行处理,然后再重新绘制,就得到了新的图形。看看下面这个实例:
var canvas = document.getElementById('canvas');
var ctx = canvas.getContext('2d');
var img = new Image();
img.src = '***.jpg';
ctx.drawImage(img, 0, 0);
var imageData = ctx.getImageData(0,0,canvas.width, canvas.height); //获取ImageData
var colors = imageData.data; //获取像素信息
function invert() {
for (var i = 0; i < colors.length; i += 4) { //四个为一组
colors[i] = 225 - colors[i]; // red
colors[i+1] = 225 - colors[i+1]; // green
colors[i+2] = 225 - colors[i+2]; // blue
colors[i+3] = 255; //alpha
}
ctx.putImageData(imageData, 220, 0); //从(220, 0)开始绘制改变过的颜色
}
function toGray() {
for (var i = 0; i < colors.length; i += 4) {
var avg = (colors[i] + colors[i+1] + colors[i+2]) / 3;
colors[i] = avg; // red
colors[i+1] = avg; // green
colors[i+2] = avg; // blue
colors[i+3] = 255; //alpha
}
ctx.putImageData(imageData, 440, 0); //从(440, 0)开始绘制改变过的颜色
}
invert(); //反转色
toGray(); //变灰色
性能优化
- 坐标点尽量用整数
浏览器为了达到抗锯齿的效果会做额外的运算。为了避免这种情况,请保证使用canvas的绘制函数时,尽量用Math.floor()
函数对所有的坐标点取整。比如:
ctx.drawImage(myImage, 0.3, 0.5); //不提倡这样写,应该像下面这样处理
ctx.drawImage(myImage, Math.floor(0.3), Math.floor(0.5));
- 使用多个画布绘制复杂场景
比如做一个游戏,有几个层面:背景层(简单变化)、游戏层(时刻变化)。这个时候,我们就可以创建两个画布,一个专门用来绘制不变的背景(少量绘制),另一个用来绘制游戏动态部分(大量绘制),就像这样:
- 用CSS设置静态大图
如果有一层是永远不变的,比如一张静态的背景图,最好使用div+css的方法去替代ctx.drawimage()
,这么做可以避免在每一帧在画布上绘制大图。简单讲,dom渲染肯定比canvas的操作性能更高。
- 尽量少操作canvas的缩放
如果要对一个画布进行缩放,如果可以的话,尽量使用CSS3的transform来实现。总之,记住一个原则,能用html+div实现的尽量不用js对canvas进行操作。
- more
- 将画布的函数调用集合到一起(例如,画一条折线,而不要画多条分开的直线)
- 使用不同的办法去清除画布(clearRect()、fillRect()、调整canvas大小)
- 尽可能避免 shadowBlur特性
- 有动画,请使用window.requestAnimationFrame() 而非window.setInterval()