图形编辑器开发：自定义光标管理
大家好，我是前端西瓜哥。
今天来讲讲如何在图形编辑器中使用自定义光标，并对光标其进行管理。
编辑器 github 地址：
https://github.com/F-star/suika
线上体验：
https://blog.fstars.wang/app/suika/
自定义光标的意义是什么？
光标（游标）在图形界面交互中是非常基础的一环。
它是一个指针，悬浮在屏幕的最上层。除了可以标记出指针的当前位置，同时也会通过它独特的样式，提示用户此时可以执行怎么的操作。
比如抓手（grab）光标，是一个展开的手掌，表示可以对目标进行拖拽操作。
缩放（xx-resize）光标，是一个有方向的单（双）箭头，表示可以往特定方向移动以改变目标大小。
长得像英文字母 I 的文字（text）光标，则提示可以进行文字的操作，细瘦的垂直线是为了更好地点中字符之间的空白区域。
点击（pointer）光标，一根手指（食指，不是中指）伸出来是要干嘛，是为了试探，看到按钮就尝试点一下，表示某个区域是可点击的。
操作系统有丰富的光标样式可以选择，在 Web 网页中可以通过 cursor 样式属性进行设置。
对于一般应用来说，通常是够用的。但对于一个成熟的图形编辑器来说，这还远远不够。
我们还需要一些 更具体的光标样式来向用户传递信息，比如：
- 旋转光标：表示图形可旋转。cursor 属性中没有旋转光标，勉强可用抓手工具做个平替；
- 支持任意度数的缩放光标。cursor 属性的缩放光标只有 45 度的正数倍数光标，这精度远远不够。
- 钢笔工具相关光标：钢笔光标、锚点光标、新增/删除点光标；
等等。
此外，自定义光标还有一个很重要的作用，就是 实现不同平台的视觉一致性。
不同操作系统的 UI 风格是不同的，它们的光标是相当不一致的，会给用户带来不同的体验。
（我希望在 Windows 系统看到 MacOS 的光标）
如何支持自定义光标
没有光标，我们自己造。
好在 cursor 是支持自定义光标的。
具体用法如下。
.suika-cursor-default {
cursor: url(./cursor-icons/suika-cursor-default.png) 5 5, pointer;
}
值依次为：
url(：自定义光标的图片资源 url，因为不大且不希望额外作为单独资源加载，通常会选择转换为 base64 格式内嵌；) x y：使用相对图片左上角的像素位置作为光标位置；
我们需要绘制好光标图片，然后导出为 png（背景为透明度），然后定义好 x 和 y，再通过 css 类包裹一下，然后根据需要在 Canvas 上设置对应的 css 样式即可。
多种旋转角度的旋转和缩放光标
有两种光标比较特殊，它们有特殊的旋转角度的参数。
它们就是旋转和缩放光标。
因为 cursor 这个 css 属性并不支持设置旋转角度，所以我们只能绘制 0 到 359 之间度数共 360 个不同的旋转光标图片。
缩放光标因为其样式中心对称的原因，倒是不需要这么多，只要绘制 0 到 179 共 180 个图片。
然后是 精细度的问题。
你这里可以整一些猫腻，比如偷懒，抽走一些度数，只给偶数的度数，比如 2、4，奇数的度数都丢掉，没有 1、3 这些度数。设置光标的时候舍入一下，找最接近的度数。
或者你精益求精，你说间隔 1 度未免太大，我们要更精确一点，我们不仅支持整数，我们还要支持 1.5、6.5 这种中间值，我们要用 720 个图片。
没问题，都可以上。
批量生成方案
但是呢，我们发现，这些光标其实都来自一个源图片，只是旋转了不同的角度，我们手工一个个操作未免太低效了。
这时候我们就可以自己写或找一些工具，批量对一张源图形生成旋转多种角度后的图片，然后再写个脚本去自动生成 css 代码，把这些图片引入进去。
这是一个方案，figma 是这么做的。
感觉还是有亿点麻烦。没事，我们有另一个方案。
上面做的是打包前生成大量图片，那我们可不可以在运行时动态生成光标呢？
可以的。图片有位图的，也有矢量的啊，我们可以用一种叫做 SVG 的特殊图片格式，它的内容是文本，一种的 xml 文本。
我们可以将光标 UI 导出为 SVG，然后在最顶层的元素加上 transform 的旋转变换。
可以写一个方法，传入角度和位置信息，动态生成对应的 SVG 字符串，然后转成 DataURL 给 cursor 应用上。
大概像这样：
const getRotationIconDataUrl = (degree, x = 0, y = 0) => {
return `url("data:image/svg+xml,
...
${x} ${y}, pointer`
}
canvas.style.cursor = getRotationIconDataUrl(114.544);
开源白板工具 tldraw 选择了这个方案。
你可以给一个精度很高的旋转度数。
模块设计
代码设计上，我们会设计一个 CursorManager 类进行光标的管理。
这个类最重要的作用就是设置光标值。
setCursor 方法接收一个光标值，除了支持传统的字符串，也支持 { type: 'rotation'; degree: 45 } 这种形式。
它主要做了如下操作：
- 标准化光标值，比如把度数取余到 0～360 内；
- 比较新旧光标值，相同就跳过；
- 清空原来设置的光标样式；
- 根据光标不同，执行各自的逻辑。
下面是核心代码实现。
// 支持的光标类型
export type ICursor =
| 'default'
| { type: 'resize'; degree: number }
| { type: 'rotation'; degree: number }
| 'grab'
| ...
}
class CursorManager {
private cursor: ICursor;
setCursor(cursor: ICursor) {
// 1. 标准化光标值，比如把度数取余到 0～360 内
cursor = this.normalizeCursor(cursor);
// 2. 比较新旧光标值，相同就跳过
if (isEqual(cursor, this.cursor)) {
return;
}
this.cursor = cursor;
const clsPrefix = 'suika-cursor-';
// 3. 清空原来设置的光标样式
canvasElement.classList.forEach((className) => {
if (className.startsWith(clsPrefix) {
canvasElement.classList.remove(className);
}
});
this.editor.canvasElement.style.cursor = '';
// 4. 根据光标不同，执行各自的逻辑
if (this.customClassCursor.has(cursor)) {
// 这个是注册了 class 的光标
const className = `${clsPrefix}${cursor}`;
this.editor.canvasElement.classList.add(className);
} else if (typeof cursor == 'string') {
// 用浏览器自带的
this.editor.canvasElement.style.cursor = cursor;
} else if (cursor.type === 'resize') {
// 后面都是使用动态 svg 字符串
this.setResizeCursorInCanvas(cursor.degree);
} else if (cursor.type === 'rotation') {
this.setRotationCursorInCanvas(cursor.degree);
}
}
}
绘制在画布上的光标
光标还有一种比较少用的方案，也说说吧。
就是有些光标是绘制在画布上的。
一个经典的例子就是 AutoCAD 的十字光标，这个十字的长度是可以设置的，可以相当长。
如果你修改操作系统的光标，那这个十字便会突破天际地显示到非绘制区域上。
此外，AutoCAD 的光标并不忠实跟随操作系统光标，比如有时候会吸附于某点不动，并基于它的位置显示下拉菜单，此时可以用真正的光标去点选。
考虑到性能，建议把光标放到另一个 canvas 上，和图形放一个 canvas 会让画布中没做任何操作的图形频繁重绘。
结尾
总结一下。
关于图形编辑器的光标，我们有以下方案：
- 使用浏览器本身就提供的一些光标值。优点是成本低，缺点是样式有限，且不同操作系统风格差异大；
- cursor 支持自定义光标，所以我们可以自己设置自己的一套光标去应用。但其中有一些比较特殊的有各种旋转方向的光标，需要做特别的处理。一种是用工具批量生产光标图片，一种是利用 svg 在运行时动态生成；
- 最后是在画布上渲染光标的方案，适合一些有特殊需求的图形编辑器。这类图形编辑器的光标往往可以自定义，且可以非常大，或是它们在某些场景下会脱离鼠标的控制，喜欢特立独行，比如突然吸附到某个吸附点上。缺点是实现比较复杂，你可能需要像管理图形一样去管理它。
我是前端西瓜哥，欢迎关注我，学习更多图形编辑器知识。