15.使用Canvas 绘图(1)

使用Canvas 绘图:不用说,HTML5 添加的最受欢迎的功能就是元素。这个元素负责在页面中设定一个区域,然后就可以通过JavaScript 动态地在这个区域中绘制图形。元素最早是由苹果公司推出的,当时主要用在其Dashboard 微件中。很快,HTML5 加入了这个元素,主流浏览器也迅速开始支持它。IE9+、Firefox 1.5+、Safari 2+、Opera 9+、Chrome、iOS 版Safari 以及Android 版WebKit都在某种程度上支持

与浏览器环境中的其他组件类似,由几组API 构成,但并非所有浏览器都支持所有这些API。除了具备基本绘图能力的2D 上下文,还建议了一个名为WebGL 的3D 上下文。目前,支持该元素的浏览器都支持2D 上下文及文本API,但对WebGL 的支持还不够好。由于WebGL 还是实验性的,因此要得到所有浏览器支持还需要很长一段时间。Firefox 4+和Chrome 支持WebGL 规范的早期版本,但一些老版本的操作系统,比如Windows XP,由于缺少必要的绘图驱动程序,即便安装了这两款浏览器也无济于事。

1.基本用法:要使用元素,必须先设置其width 和height 属性,指定可以绘图的区域大小。出现在开始和结束标签中的内容是后备信息,如果浏览器不支持元素,就会显示这些信息。下面就是元素的例子。

A drawing of something.

与其他元素一样,元素对应的DOM 元素对象也有width 和height 属性,可以随意修改。而且,也能通过CSS 为该元素添加样式,如果不添加任何样式或者不绘制任何图形,在页面中是看不到该元素的。

要在这块画布(canvas)上绘图,需要取得绘图上下文。而取得绘图上下文对象的引用,需要调用getContext()方法并传入上下文的名字。传入"2d",就可以取得2D 上下文对象。

var drawing = document.getElementById("drawing");
//确定浏览器支持元素
if (drawing.getContext){
    var context = drawing.getContext("2d");
    //更多代码
}

在使用元素之前,首先要检测getContext()方法是否存在,这一步非常重要。有些浏览器会为HTML 规范之外的元素创建默认的HTML 元素对象。在这种情况下,即使drawing 变量中保存着一个有效的元素引用,也检测不到getContext()方法。

使用toDataURL()方法,可以导出在元素上绘制的图像。这个方法接受一个参数,即图像的MIME 类型格式,而且适合用于创建图像的任何上下文。比如,要取得画布中的一幅PNG 格式的图像,可以使用以下代码。

var drawing = document.getElementById("drawing");
//确定浏览器支持元素
if (drawing.getContext){
	//取得图像的数据URI
	var imgURI = drawing.toDataURL("image/png");
	//显示图像
	var image = document.createElement("img");
	image.src = imgURI;
	document.body.appendChild(image);
}

默认情况下,浏览器会将图像编码为PNG 格式(除非另行指定)。Firefox 和Opera 也支持基于"image/jpeg"参数的JPEG 编码格式。由于这个方法是后来才追加的,所以支持的浏览器也是在较新的版本中才加入了对它的支持,比如IE9、Firefox 3.5 和Opera 10。

如果绘制到画布上的图像源自不同的域,toDataURL()方法会抛出错误。本章后面还将介绍更多相关内容。

2.2D 上下文:使用2D 绘图上下文提供的方法,可以绘制简单的2D 图形,比如矩形、弧线和路径。2D 上下文的坐标开始于元素的左上角,原点坐标是(0,0)。所有坐标值都基于这个原点计算,x 值越大表示越靠右,y 值越大表示越靠下。默认情况下,width 和height 表示水平和垂直两个方向上可用的像素数目。

  • 填充和描边:2D 上下文的两种基本绘图操作是填充和描边。填充,就是用指定的样式(颜色、渐变或图像)填充图形;描边,就是只在图形的边缘画线。大多数2D 上下文操作都会细分为填充和描边两个操作,而操作的结果取决于两个属性:fillStyle 和strokeStyle。

这两个属性的值可以是字符串、渐变对象或模式对象,而且它们的默认值都是"#000000"。如果为它们指定表示颜色的字符串值,可以使用CSS 中指定颜色值的任何格式,包括颜色名、十六进制码、rgb、rgba、hsl 或hsla。举个例子:

var drawing = document.getElementById("drawing");
//确定浏览器支持元素
if (drawing.getContext){
    var context = drawing.getContext("2d");
    context.strokeStyle = "red";
    context.fillStyle = "#0000ff";
}

以上代码将strokeStyle 设置为red(CSS 中的颜色名),将fillStyle 设置为#0000ff(蓝色)。然后,所有涉及描边和填充的操作都将使用这两个样式,直至重新设置这两个值。如前所述,这两个属性的值也可以是渐变对象或模式对象。

  • 绘制矩形:矩形是唯一一种可以直接在2D 上下文中绘制的形状。与矩形有关的方法包括fillRect()、strokeRect()和clearRect()。这三个方法都能接收4 个参数:矩形的x 坐标、矩形的y 坐标、矩形宽度和矩形高度。这些参数的单位都是像素。

首先,fillRect()方法在画布上绘制的矩形会填充指定的颜色。填充的颜色通过fillStyle 属性指定,比如:

var drawing = document.getElementById("drawing");
//确定浏览器支持元素
if (drawing.getContext){
	var context = drawing.getContext("2d");
	/*
	* 根据Mozilla 的文档
	* http://developer.mozilla.org/en/docs/Canvas_tutorial:Basic_usage
	*/
	//绘制红色矩形
	context.fillStyle = "#ff0000";
	context.fillRect(10, 10, 50, 50);
	//绘制半透明的蓝色矩形
	context.fillStyle = "rgba(0,0,255,0.5)";
	context.fillRect(30, 30, 50, 50);
}

以上代码首先将fillStyle 设置为红色,然后从(10,10)处开始绘制矩形,矩形的宽和高均为50 像素。然后,通过rgba()格式再将fillStyle 设置为半透明的蓝色,在第一个矩形上面绘制第二个矩形。结果就是可以透过蓝色的矩形看到红色的矩形。

strokeRect()方法在画布上绘制的矩形会使用指定的颜色描边。描边颜色通过strokeStyle 属性指定。比如:

var drawing = document.getElementById("drawing");
//确定浏览器支持元素
if (drawing.getContext){
	var context = drawing.getContext("2d");
	/*
	* 根据Mozilla 的文档
	* http://developer.mozilla.org/en/docs/Canvas_tutorial:Basic_usage
	*/
	//绘制红色描边矩形
	context.strokeStyle = "#ff0000";
	context.strokeRect(10, 10, 50, 50);
	//绘制半透明的蓝色描边矩形
	context.strokeStyle = "rgba(0,0,255,0.5)";
	context.strokeRect(30, 30, 50, 50);
}

以上代码绘制了两个重叠的矩形。不过,这两个矩形都只有框线,内部并没有填充颜色。

描边线条的宽度由lineWidth 属性控制,该属性的值可以是任意整数。另外,通过lineCap 属性可以控制线条末端的形状是平头、圆头还是方头("butt"、"round"或"square"),通过lineJoin 属性可以控制线条相交的方式是圆交、斜交还是斜接("round"、"bevel"或"miter")。

最后,clearRect()方法用于清除画布上的矩形区域。本质上,这个方法可以把绘制上下文中的某一矩形区域变透明。通过绘制形状然后再清除指定区域,就可以生成有意思的效果,例如把某个形状切掉一块。下面看一个例子。

var drawing = document.getElementById("drawing");
//确定浏览器支持元素
if (drawing.getContext){
    var context = drawing.getContext("2d");
    /*
    * 根据Mozilla 的文档
    * http://developer.mozilla.org/en/docs/Canvas_tutorial:Basic_usage
    */
    //绘制红色矩形
    context.fillStyle = "#ff0000";
    context.fillRect(10, 10, 50, 50);
    //绘制半透明的蓝色矩形
    context.fillStyle = "rgba(0,0,255,0.5)";
    context.fillRect(30, 30, 50, 50);
    //在两个矩形重叠的地方清除一个小矩形
    context.clearRect(40, 40, 10, 10);
}

两个填充矩形重叠在一起,而重叠的地方又被清除了一个小矩形区域。

  • 绘制路径:2D 绘制上下文支持很多在画布上绘制路径的方法。通过路径可以创造出复杂的形状和线条。要绘制路径,首先必须调用beginPath()方法,表示要开始绘制新路径。然后,再通过调用下列方法来实际地绘制路径。
  1. arc(x, y, radius, startAngle, endAngle, counterclockwise):以(x,y)为圆心绘制一条弧线,弧线半径为radius,起始和结束角度(用弧度表示)分别为startAngle 和endAngle。最后一个参数表示startAngle 和endAngle 是否按逆时针方向计算,值为false表示按顺时针方向计算。
  2. arcTo(x1, y1, x2, y2, radius):从上一点开始绘制一条弧线,到(x2,y2)为止,并且以给定的半径radius 穿过(x1,y1)。
  3. bezierCurveTo(c1x, c1y, c2x, c2y, x, y):从上一点开始绘制一条曲线,到(x,y)为止,并且以(c1x,c1y)和(c2x,c2y)为控制点。
  4. lineTo(x, y):从上一点开始绘制一条直线,到(x,y)为止。
  5. moveTo(x, y):将绘图游标移动到(x,y),不画线。
  6. quadraticCurveTo(cx, cy, x, y):从上一点开始绘制一条二次曲线,到(x,y)为止,并且以(cx,cy)作为控制点。
  7. rect(x, y, width, height):从点(x,y)开始绘制一个矩形,宽度和高度分别由width 和height 指定。这个方法绘制的是矩形路径,而不是strokeRect()和fillRect()所绘制的独立的形状。

创建了路径后,接下来有几种可能的选择。如果想绘制一条连接到路径起点的线条,可以调用closePath()。如果路径已经完成,你想用fillStyle 填充它,可以调用fill()方法。另外,还可以调用stroke()方法对路径描边,描边使用的是strokeStyle。最后还可以调用clip(),这个方法可以在路径上创建一个剪切区域。

下面看一个例子,即绘制一个不带数字的时钟表盘。

var drawing = document.getElementById("drawing");
//确定浏览器支持元素
if (drawing.getContext){
	var context = drawing.getContext("2d");
	//开始路径
	context.beginPath();
	//绘制外圆
	context.arc(100, 100, 99, 0, 2 * Math.PI, false);
	//绘制内圆
	context.moveTo(194, 100);
	context.arc(100, 100, 94, 0, 2 * Math.PI, false);
	//绘制分针
	context.moveTo(100, 100);
	context.lineTo(100, 15);
	//绘制时针
	context.moveTo(100, 100);
	context.lineTo(35, 100);
	//描边路径
	context.stroke();
}

这个例子使用arc()方法绘制了两个圆形:一个外圆和一个内圆,构成了表盘的边框。外圆的半径是99 像素,圆心位于点(100,100),也是画布的中心点。为了绘制一个完整的圆形,我们从0 弧度开始,绘制2π 弧度(通过Math.PI 来计算)。在绘制内圆之前,必须把路径移动到内圆上的某一点,以避免绘制出多余的线条。第二次调用arc()使用了小一点的半径,以便创造边框的效果。然后,组合使用moveTo()和lineTo()方法来绘制时针和分针。最后一步是调用stroke()方法,这样才能把图形绘制到画布上。

15.使用Canvas 绘图(1)_第1张图片

在2D 绘图上下文中,路径是一种主要的绘图方式,因为路径能为要绘制的图形提供更多控制。由于路径的使用很频繁,所以就有了一个名为isPointInPath()的方法。这个方法接收x 和y 坐标作为参数,用于在路径被关闭之前确定画布上的某一点是否位于路径上,例如:

if (context.isPointInPath(100, 100)){
    alert("Point (100, 100) is in the path.");
}

2D 上下文中的路径API 已经非常稳定,可以利用它们结合不同的填充和描边样式,绘制出非常复杂的图形来。

  • 绘制文本:文本与图形总是如影随形。为此,2D 绘图上下文也提供了绘制文本的方法。绘制文本主要有两个方法:fillText()和strokeText()。这两个方法都可以接收4 个参数:要绘制的文本字符串、x 坐标、y 坐标和可选的最大像素宽度。而且,这两个方法都以下列3 个属性为基础。
  1. font:表示文本样式、大小及字体,用CSS 中指定字体的格式来指定,例如"10px Arial"。
  2. textAlign:表示文本对齐方式。可能的值有"start"、"end"、"left"、"right"和"center"。建议使用"start"和"end",不要使用"left"和"right",因为前两者的意思更稳妥,能同时适合从左到右和从右到左显示(阅读)的语言。
  3. textBaseline:表示文本的基线。可能的值有"top"、"hanging"、"middle"、"alphabetic"、"ideographic"和"bottom"。

这几个属性都有默认值,因此没有必要每次使用它们都重新设置一遍值。fillText()方法使用fillStyle 属性绘制文本,而strokeText()方法使用strokeStyle 属性为文本描边。相对来说,还是使用fillText()的时候更多,因为该方法模仿了在网页中正常显示文本。例如,下面的代码在前一节创建的表盘上方绘制了数字12:

context.font = "bold 14px Arial";
context.textAlign = "center";
context.textBaseline = "middle";
context.fillText("12", 100, 20);

15.使用Canvas 绘图(1)_第2张图片

因为这里把textAlign 设置为"center",把textBaseline 设置为"middle",所以坐标(100,20)表示的是文本水平和垂直中点的坐标。如果将textAlign 设置为"start",则x 坐标表示的是文本左端的位置(从左到右阅读的语言);设置为"end",则x 坐标表示的是文本右端的位置(从左到右阅读的语言)。例如:

//正常
context.font = "bold 14px Arial";
context.textAlign = "center";
context.textBaseline = "middle";
context.fillText("12", 100, 20);
//起点对齐
context.textAlign = "start";
context.fillText("12", 100, 40);
//终点对齐
context.textAlign = "end";
context.fillText("12", 100, 60);

这一回绘制了三个字符串"12",每个字符串的x 坐标值相同,但textAlign 值不同。另外,后两个字符串的y 坐标依次增大,以避免相互重叠。

15.使用Canvas 绘图(1)_第3张图片

表盘中的分针恰好位于正中间,因此文本的水平对齐方式如何变化也能够一目了然。类似地,修改textBaseline 属性的值可以调整文本的垂直对齐方式:值为"top",y 坐标表示文本顶端;值为"bottom",y 坐标表示文本底端;值"hanging"、"alphabetic"和"ideographic",则y 坐标分别指向字体的特定基线坐标。

由于绘制文本比较复杂,特别是需要把文本控制在某一区域中的时候,2D 上下文提供了辅助确定文本大小的方法measureText()。这个方法接收一个参数,即要绘制的文本;返回一个TextMetrics对象。返回的对象目前只有一个width 属性,但将来还会增加更多度量属性。

measureText()方法利用font、textAlign 和textBaseline 的当前值计算指定文本的大小。比如,假设你想在一个140 像素宽的矩形区域中绘制文本Hello world!,下面的代码从100 像素的字体大小开始递减,最终会找到合适的字体大小。

var fontSize = 100;
context.font = fontSize + "px Arial";
while(context.measureText("Hello world!").width > 140){
	fontSize--;
	context.font = fontSize + "px Arial";
}
context.fillText("Hello world!", 10, 10);
context.fillText("Font size is " + fontSize + "px", 10, 50);

前面提到过,fillText 和strokeText()方法都可以接收第四个参数,也就是文本的最大像素宽度。不过,这个可选的参数尚未得到所有浏览器支持(最早支持它的是Firefox 4 )。提供这个参数后,调用fillText()或strokeText()时如果传入的字符串大于最大宽度,则绘制的文本字符的高度正确,但宽度会收缩以适应最大宽度。图15-7 展示了这个效果。

绘制文本还是相对比较复杂的操作,因此支持元素的浏览器也并未完全实现所有与绘制文本相关的API。

  • 变换:通过上下文的变换,可以把处理后的图像绘制到画布上。2D 绘制上下文支持各种基本的绘制变换。创建绘制上下文时,会以默认值初始化变换矩阵,在默认的变换矩阵下,所有处理都按描述直接绘制。为绘制上下文应用变换,会导致使用不同的变换矩阵应用处理,从而产生不同的结果。

可以通过如下方法来修改变换矩阵。

rotate(angle):围绕原点旋转图像angle 弧度。

scale(scaleX, scaleY):缩放图像,在x 方向乘以scaleX,在y 方向乘以scaleY。scaleX和scaleY 的默认值都是1.0。

translate(x, y):将坐标原点移动到(x,y)。执行这个变换之后,坐标(0,0)会变成之前由(x,y)表示的点。

transform(m1_1, m1_2, m2_1, m2_2, dx, dy):直接修改变换矩阵,方式是乘以如下矩阵。
m1_1    m1_2    dx
m2_1    m2_2    dy
0        0        1

setTransform(m1_1, m1_2, m2_1, m2_2, dx, dy):将变换矩阵重置为默认状态,然后再调用transform()。

变换有可能很简单,但也可能很复杂,这都要视情况而定。比如,就拿前面例子中绘制表针来说,如果把原点变换到表盘的中心,然后再绘制表针就容易多了。请看下面的例子。

var drawing = document.getElementById("drawing");
//确定浏览器支持元素
if (drawing.getContext){
	var context = drawing.getContext("2d");
	//开始路径
	context.beginPath();
	//绘制外圆
	context.arc(100, 100, 99, 0, 2 * Math.PI, false);
	//绘制内圆
	context.moveTo(194, 100);
	context.arc(100, 100, 94, 0, 2 * Math.PI, false);
	//变换原点
	context.translate(100, 100);
	//绘制分针
	context.moveTo(0,0);
	context.lineTo(0, -85);
	//绘制时针
	context.moveTo(0, 0);
	context.lineTo(-65, 0);
	//描边路径
	context.stroke();
}

把原点变换到时钟表盘的中心点(100,100)后,在同一方向上绘制线条就变成了简单的数学问题了。所有数学计算都基于(0,0),而不是(100,100)。还可以更进一步,像下面这样使用rotate()方法旋转时钟的表针。

var drawing = document.getElementById("drawing");
//确定浏览器支持元素
if (drawing.getContext){
	var context = drawing.getContext("2d");
	//开始路径
	context.beginPath();
	//绘制外圆
	context.arc(100, 100, 99, 0, 2 * Math.PI, false);
	//绘制内圆
	context.moveTo(194, 100);
	context.arc(100, 100, 94, 0, 2 * Math.PI, false);
	//变换原点
	context.translate(100, 100);
	//旋转表针
	context.rotate(1);
	//绘制分针
	context.moveTo(0,0);
	context.lineTo(0, -85);
	//绘制时针
	context.moveTo(0, 0);
	context.lineTo(-65, 0);
	//描边路径
	context.stroke();
}

因为原点已经变换到了时钟表盘的中心点,所以旋转也是以该点为圆心的。结果就像是表针真地被固定在表盘中心一样,然后向右旋转了一定角度。

15.使用Canvas 绘图(1)_第4张图片

无论是刚才执行的变换,还是fillStyle、strokeStyle 等属性,都会在当前上下文中一直有效,除非再对上下文进行什么修改。虽然没有什么办法把上下文中的一切都重置回默认值,但有两个方法可以跟踪上下文的状态变化。如果你知道将来还要返回某组属性与变换的组合,可以调用save()方法。调用这个方法后,当时的所有设置都会进入一个栈结构,得以妥善保管。然后可以对上下文进行其他修改。等想要回到之前保存的设置时,可以调用restore()方法,在保存设置的栈结构中向前返回一级,恢复之前的状态。连续调用save()可以把更多设置保存到栈结构中,之后再连续调用restore()则可以一级一级返回。

context.fillStyle = "#ff0000";
context.save();
context.fillStyle = "#00ff00";
context.translate(100, 100);
context.save();
context.fillStyle = "#0000ff";
context.fillRect(0, 0, 100, 200); //从点(100,100)开始绘制蓝色矩形
context.restore();
context.fillRect(10, 10, 100, 200); //从点(110,110)开始绘制绿色矩形
context.restore();
context.fillRect(0, 0, 100, 200); //从点(0,0)开始绘制红色矩形

首先,将fillStyle 设置为红色,并调用save()保存上下文状态。接下来,把fillStyle 修改为绿色,把坐标原点变换到(100,100),再调用save()保存上下文状态。然后,把fillStyle 修改为蓝色并绘制蓝色的矩形。因为此时的坐标原点已经变了,所以矩形的左上角坐标实际上是(100,100)。然后调用restore(),之后fillStyle 变回了绿色,因而第二个矩形就是绿色。之所以第二个矩形的起点坐标是(110,110),是因为坐标位置的变换仍然起作用。再调用一次restore(),变换就被取消了,而fillStyle 也返回了红色。所以最后一个矩形是红色的,而且绘制的起点是(0,0)。

需要注意的是,save()方法保存的只是对绘图上下文的设置和变换,不会保存绘图上下文的内容。

  • 绘制图像:2D 绘图上下文内置了对图像的支持。如果你想把一幅图像绘制到画布上,可以使用drawImage()方法。根据期望的最终结果不同,调用这个方法时,可以使用三种不同的参数。最简单的调用方式是传入一个HTML 元素,以及绘制该图像的起点的x 和y 坐标。例如:
var image = document.images[0];
context.drawImage(image, 10, 10);

这两行代码取得了文档中的第一幅图像,然后将它绘制到上下文中,起点为(10,10)。绘制到画布上的图像大小与原始大小一样。如果你想改变绘制后图像的大小,可以再多传入两个参数,分别表示目标宽度和目标高度。通过这种方式来缩放图像并不影响上下文的变换矩阵。例如:

context.drawImage(image, 50, 10, 20, 30);

执行代码后,绘制出来的图像大小会变成20×30 像素。

除了上述两种方式,还可以选择把图像中的某个区域绘制到上下文中。drawImage()方法的这种调用方式总共需要传入9 个参数:要绘制的图像、源图像的x 坐标、源图像的y 坐标、源图像的宽度、源图像的高度、目标图像的x 坐标、目标图像的y 坐标、目标图像的宽度、目标图像的高度。这样调用drawImage()方法可以获得最多的控制。例如:

context.drawImage(image, 0, 10, 50, 50, 0, 100, 40, 60);

这行代码只会把原始图像的一部分绘制到画布上。原始图像的这一部分的起点为(0,10),宽和高都是50 像素。最终绘制到上下文中的图像的起点是(0,100),而大小变成了40×60 像素。

15.使用Canvas 绘图(1)_第5张图片

除了给drawImage()方法传入HTML 元素外,还可以传入另一个元素作为其第一个参数。这样,就可以把另一个画布内容绘制到当前画布上。

结合使用drawImage()和其他方法,可以对图像进行各种基本操作。而操作的结果可以通过toDataURL()方法获得①。不过,有一个例外,即图像不能来自其他域。如果图像来自其他域,调用toDataURL()会抛出一个错误。打个比方,假如位于www.example.com 上的页面绘制的图像来自于www.wrox.com,那当前上下文就会被认为“不干净”,因而会抛出错误。

  • 阴影:2D 上下文会根据以下几个属性的值,自动为形状或路径绘制出阴影。
  1. shadowColor:用CSS 颜色格式表示的阴影颜色,默认为黑色。
  2. shadowOffsetX:形状或路径x 轴方向的阴影偏移量,默认为0。
  3. shadowOffsetY:形状或路径y 轴方向的阴影偏移量,默认为0。
  4. shadowBlur:模糊的像素数,默认0,即不模糊。

这些属性都可以通过context 对象来修改。只要在绘制前为它们设置适当的值,就能自动产生阴影。例如:

var context = drawing.getContext("2d");
//设置阴影
context.shadowOffsetX = 5;
context.shadowOffsetY = 5;
context.shadowBlur = 4;
context.shadowColor = "rgba(0, 0, 0, 0.5)";
//绘制红色矩形
context.fillStyle = "#ff0000";
context.fillRect(10, 10, 50, 50);
//绘制蓝色矩形
context.fillStyle = "rgba(0,0,255,1)";
context.fillRect(30, 30, 50, 50);

不同浏览器对阴影的支持有一些差异。IE9、Firefox 4 和Opera 11 的行为最为规范,其他浏览器多多少少会有一些奇怪的现象,甚至根本不支持阴影。Chrome(直至第10 版)不能正确地为描边的形状应用实心阴影。Chrome 和Safari(直至第5 版)在为带透明像素的图像应用阴影时也会有问题:不透明部分的下方本来是该有阴影的,但此时则一概不见了。Safari 也不能给渐变图形应用阴影,其他浏览器都可以。

  • 渐变:渐变由CanvasGradient 实例表示,很容易通过2D 上下文来创建和修改。要创建一个新的线性渐变,可以调用createLinearGradient()方法。这个方法接收4 个参数:起点的x 坐标、起点的y 坐标、终点的x 坐标、终点的y 坐标。调用这个方法后,它就会创建一个指定大小的渐变,并返回CanvasGradient 对象的实例。

创建了渐变对象后,下一步就是使用addColorStop()方法来指定色标。这个方法接收两个参数:色标位置和CSS 颜色值。色标位置是一个0(开始的颜色)到1(结束的颜色)之间的数字。例如:

var gradient = context.createLinearGradient(30, 30, 70, 70);
gradient.addColorStop(0, "white");
gradient.addColorStop(1, "black");

此时,gradient 对象表示的是一个从画布上点(30,30)到点(70,70)的渐变。起点的色标是白色,终点的色标是黑色。然后就可以把fillStyle 或strokeStyle 设置为这个对象,从而使用渐变来绘制形状或描边:

//绘制红色矩形
context.fillStyle = "#ff0000";
context.fillRect(10, 10, 50, 50);
//绘制渐变矩形
context.fillStyle = gradient;
context.fillRect(30, 30, 50, 50);

为了让渐变覆盖整个矩形,而不是仅应用到矩形的一部分,矩形和渐变对象的坐标必须匹配才行。

如果没有把矩形绘制到恰当的位置,那可能就只会显示部分渐变效果。

context.fillStyle = gradient;
context.fillRect(50, 50, 50, 50);

这两行代码执行后得到的矩形只有左上角稍微有一点白色。这主要是因为矩形的起点位于渐变的中间位置,而此时渐变差不多已经结束了。由于渐变不重复,所以矩形的大部分区域都是黑色。确保渐变与形状对齐非常重要,有时候可以考虑使用函数来确保坐标合适。例如:

function createRectLinearGradient(context, x, y, width, height){
    return context.createLinearGradient(x, y, x+width, y+height);
}

这个函数基于起点的x 和y 坐标以及宽度和高度值来创建渐变对象,从而让我们可以在fillRect()中使用相同的值。

var gradient = createRectLinearGradient(context, 30, 30, 50, 50);
gradient.addColorStop(0, "white");
gradient.addColorStop(1, "black");
//绘制渐变矩形
context.fi llStyle = gradient;
context.fillRect(30, 30, 50, 50);

使用画布的时候,确保坐标匹配很重要,也需要一些技巧。类似createRectLinearGradient()这样的辅助方法可以让控制坐标更容易一些。

要创建径向渐变(或放射渐变),可以使用createRadialGradient()方法。这个方法接收6 个参数,对应着两个圆的圆心和半径。前三个参数指定的是起点圆的原心(x 和y)及半径,后三个参数指定的是终点圆的原心(x 和y)及半径。可以把径向渐变想象成一个长圆桶,而这6 个参数定义的正是这个桶的两个圆形开口的位置。如果把一个圆形开口定义得比另一个小一些,那这个圆桶就变成了圆锥体,而通过移动每个圆形开口的位置,就可达到像旋转这个圆锥体一样的效果。

如果想从某个形状的中心点开始创建一个向外扩散的径向渐变效果,就要将两个圆定义为同心圆。比如,就拿前面创建的矩形来说,径向渐变的两个圆的圆心都应该在(55,55),因为矩形的区域是从(30,30)到(80,80)。请看代码:

var gradient = context.createRadialGradient(55, 55, 10, 55, 55, 30);
gradient.addColorStop(0, "white");
gradient.addColorStop(1, "black");
//绘制红色矩形
context.fillStyle = "#ff0000";
context.fillRect(10, 10, 50, 50);
//绘制渐变矩形
context.fillStyle = gradient;
context.fillRect(30, 30, 50, 50);

因为创建比较麻烦,所以径向渐变并不那么容易控制。不过,一般来说,让起点圆和终点圆保持为同心圆的情况比较多,这时候只要考虑给两个圆设置不同的半径就好了。

  • 模式:模式其实就是重复的图像, 可以用来填充或描边图形。要创建一个新模式, 可以调用createPattern()方法并传入两个参数:一个HTML 元素和一个表示如何重复图像的字符串。其中,第二个参数的值与CSS 的background-repeat 属性值相同,包括"repeat"、"repeat-x"、"repeat-y"和"no-repeat"。看一个例子。
var image = document.images[0],
pattern = context.createPattern(image, "repeat");
//绘制矩形
context.fillStyle = pattern;
context.fillRect(10, 10, 150, 150);

需要注意的是,模式与渐变一样,都是从画布的原点(0,0)开始的。将填充样式(fillStyle)设置为模式对象,只表示在某个特定的区域内显示重复的图像,而不是要从某个位置开始绘制重复的图像。

15.使用Canvas 绘图(1)_第6张图片

createPattern()方法的第一个参数也可以是一个

  • 使用图像数据:2D 上下文的一个明显的长处就是,可以通过getImageData()取得原始图像数据。这个方法接收4 个参数:要取得其数据的画面区域的x 和y 坐标以及该区域的像素宽度和高度。例如,要取得左上角坐标为(10,5)、大小为50×50 像素的区域的图像数据,可以使用以下代码:
var imageData = context.getImageData(10, 5, 50, 50);

这里返回的对象是ImageData 的实例。每个ImageData 对象都有三个属性:width、height 和data。其中data 属性是一个数组,保存着图像中每一个像素的数据。在data 数组中,每一个像素用4 个元素来保存,分别表示红、绿、蓝和透明度值。因此,第一个像素的数据就保存在数组的第0 到第3 个元素中,例如:

var data = imageData.data,
    red = data[0],
    green = data[1],
    blue = data[2],
    alpha = data[3];

数组中每个元素的值都介于0 到255 之间(包括0 和255)。能够直接访问到原始图像数据,就能够以各种方式来操作这些数据。例如,通过修改图像数据,可以像下面这样创建一个简单的灰阶过滤器。

var drawing = document.getElementById("drawing");
//确定浏览器支持元素
if (drawing.getContext){
	var context = drawing.getContext("2d"),
	image = document.images[0],
	imageData, data,
	i, len, average,
	red, green, blue, alpha;
	//绘制原始图像
	context.drawImage(image, 0, 0);
	//取得图像数据
	imageData = context.getImageData(0, 0, image.width, image.height);
	data = imageData.data;
	for (i=0, len=data.length; i < len; i+=4){
		red = data[i];
		green = data[i+1];
		blue = data[i+2];
		alpha = data[i+3];
		//求得rgb 平均值
		average = Math.floor((red + green + blue) / 3);
		//设置颜色值,透明度不变
		data[i] = average;
		data[i+1] = average;
		data[i+2] = average;
	}
	//回写图像数据并显示结果
	imageData.data = data;
	context.putImageData(imageData, 0, 0);
}

这个例子首先在画面上绘制了一幅图像,然后取得了原始图像数据。其中的for 循环遍历了图像数据中的每一个像素。这里要注意的是,每次循环控制变量i 都递增4。在取得每个像素的红、绿、蓝颜色值后,计算出它们的平均值。再把这个平均值设置为每个颜色的值,结果就是去掉了每个像素的颜色,只保留了亮度接近的灰度值(即彩色变黑白)。在把data 数组回写到imageData 对象后,调用putImageData()方法把图像数据绘制到画布上。最终得到了图像的黑白版。

只有在画布“干净”的情况下(即图像并非来自其他域),才可以取得图像数据。如果画布“不干净”,那么访问图像数据时会导致JavaScript 错误。

  • 合成:还有两个会应用到2D 上下文中所有绘制操作的属性:globalAlpha 和globalCompositionOperation。其中,globalAlpha 是一个介于0 和1 之间的值(包括0 和1),用于指定所有绘制的透明度。默认值为0。如果所有后续操作都要基于相同的透明度,就可以先把globalAlpha 设置为适当值,然后绘制,最后再把它设置回默认值0。下面来看一个例子。
//绘制红色矩形
context.fillStyle = "#ff0000";
context.fillRect(10, 10, 50, 50);
//修改全局透明度
context.globalAlpha = 0.5;
//绘制蓝色矩形
context.fillStyle = "rgba(0,0,255,1)";
context.fillRect(30, 30, 50, 50);
//重置全局透明度
context.globalAlpha = 0;

在这个例子中,我们把蓝色矩形绘制到了红色矩形上面。因为在绘制蓝色矩形前,globalAlpha已经被设置为0.5,所以蓝色矩形会呈现半透明效果,透过它可以看到下面的红色矩形。

第二个属性globalCompositionOperation 表示后绘制的图形怎样与先绘制的图形结合。这个属性的值是字符串,可能的值如下。

  1. source-over(默认值):后绘制的图形位于先绘制的图形上方。
  2. source-in:后绘制的图形与先绘制的图形重叠的部分可见,两者其他部分完全透明。
  3. source-out:后绘制的图形与先绘制的图形不重叠的部分可见,先绘制的图形完全透明。
  4. source-atop:后绘制的图形与先绘制的图形重叠的部分可见,先绘制图形不受影响。
  5. destination-over:后绘制的图形位于先绘制的图形下方,只有之前透明像素下的部分才可见。
  6. destination-in:后绘制的图形位于先绘制的图形下方,两者不重叠的部分完全透明。
  7. destination-out:后绘制的图形擦除与先绘制的图形重叠的部分。
  8. destination-atop:后绘制的图形位于先绘制的图形下方,在两者不重叠的地方,先绘制的图形会变透明。
  9. lighter:后绘制的图形与先绘制的图形重叠部分的值相加,使该部分变亮。
  10. copy:后绘制的图形完全替代与之重叠的先绘制图形。
  11. xor:后绘制的图形与先绘制的图形重叠的部分执行“异或”操作。

这个合成操作实际上用语言或者黑白图像是很难说清楚的。要了解每个操作的具体效果,请参见https://developer.mozilla.org/samples/canvas-tutorial/6_1_canvas_composite.html。推荐使用IE9+或Firefox4+访问前面的网页,因为这两款浏览器对Canvas 的实现最完善。下面来看一个例子。

//绘制红色矩形
context.fillStyle = "#ff0000";
context.fillRect(10, 10, 50, 50);
//设置合成操作
context.globalCompositeOperation = "destination-over";
//绘制蓝色矩形
context.fillStyle = "rgba(0,0,255,1)";
context.fillRect(30, 30, 50, 50);

如果不修改globalCompositionOperation,那么蓝色矩形应该位于红色矩形之上。但把globalCompositionOperation 设置为"destination-over"之后,红色矩形跑到了蓝色矩形上面。

在使用globalCompositionOperation 的情况下,一定要多测试一些浏览器。因为不同浏览器对这个属性的实现仍然存在较大的差别。Safari 和Chrome 在这方面还有问题,至于有什么问题,大家可以比较在打开上述页面的情况下,IE9+和Firefox 4+与它们有什么差异。

你可能感兴趣的:(javascript)