HTML5 绘图技术 「Canvas」和「SVG」

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果汁凉茶丶
2017.11.13 18:55* 字数 1902

本文重点还是要介绍Canvas,但每次提起Canvas,脑海总会想起SVG,因此先做个简单的对比。

*Canvas 和 SVG 对比

 Canvas 和 SVG 都是 HTML5 中推荐的也是主要的2D图形绘制技术

  • Canvas 提供画布标签和绘制API,技术比较新,注重栅格图像处理。

  • SVG是一套独立的矢量图形语言,成为W3C标准已经有十几年,发展缓慢。


  • Canvas 基于像素,提供 2D 绘制函数,是一种HTML元素类型,依赖于HTML,只能通过脚本绘制图案;

  • SVG为矢量图,提供一系列图形元素(Rect,Path,Circle,Line...);还有完整的动画,时间机制,本身就能独立使用,也可以嵌入到HTML中。

    O


**适用场景

  • Canvas 提供功能更原始,动态渲染和大数据量绘制
  1. 依赖分辨率
  2. 不支持事件处理器
  3. 弱的文本渲染能力
  4. 能够以.png 或 .jpg 格式保存结果图像
  5. 最适合图像密集型游戏,其中的许多对象会被频繁的重绘。
  • SVG功能更完善,适合静态图片展示,高保证文档查看和打印的应用场景;
  1. 不依赖分辨率
  2. 支持事件处理器
  3. 最适合带有大型渲染区域的应用程序(比如谷歌地图)
  4. 复杂度高会减慢渲染速度(任何过度使用 DOM 的应用都不快)
  5. 不适合游戏应用

0. 什么是 Canvas

<canvas>是H5新增的组件,就像一块幕布,一个可以使用脚本(通常为Javascript)在其中绘制图形的HTML元素,他可以用来制作各种图、表,或者一些动画。
 在没有<canvas>的年代,绘图只能借助Flash插件实现,需要使用javascriptflash交互,现在我们省去了flash,直接使用javascript完成绘制。

1. 创建一个 <canvas>

一个canvas定义了一个指定的矩形框,在这个范围内我们可以随意绘制
html代码

<canvas id="mycanvas" width="200" height="100"></canvas>

一个使用技巧:<canvas>内部添加一些说明性的<html>代码,什么作用呢?当浏览器支持<canvas>的时候,它将忽略<canvas>内部的内容,如果不支持,它将显示内部的HTML:
html代码

<canvas id="mycanvas" width="200" height="100">
  <p>您的浏览器不支持Canvas</p>
</canvas>

通过canvas.getContext属性获取canvas内部内容。
javascript代码

window.onload = function () {
  var canvas = document.getElementById("mycanvas");
  if (canvas.getContext) {
    document.write("支持")
  }else{
    document.write("不支持")
  }
}

结果展示

运行结果

2. 获取canvas

  1. javascript通过id获取canvas:
var c = document.getElementById("mycanvas");
  1. 获得绘制环境
    一般页面上绘制的都是2d图像。所以我们使用的是'2d' 标准。拥有多种绘制路径,矩形,圆形,字符以及图像的方法。
var ctx = getContext('2d')

该方法能够获取canvasRenderingContext对象,我们所有的操作都需要通过这个对象来完成。
注:如果想要绘制3d图像,请使用WebGL规范,即

var gl = getContext('webgl');

 我们已经获取了canvasRenderingContext2D对象,接下来我们可以在该对象上开始绘制图形了

3. canvas坐标

 我们可以再canvas上绘制各种形状,在此之前,我们先了解一下坐标系统。



 canvas坐标以我们定义的canvas画布的左上角为起点,水平向右为x轴,竖直向下为Y轴,以像素为单位,所以每个点都是非负整数。

4. 绘制图形 - 矩形

 我们必须明确知道,canvas元素本身没有绘图能力,所有的绘制工作必须在JavaScript内部完成
公式方法

fillRect(x, y, width, height)

效果先看

canvas绘制一个红色矩形

html代码

<canvas id="cv" width="200" height="200"></canvas>

css代码

* {background-color: #4e4e4e;}
canvas { background-color: white; }

javascript代码

var c = docuent.getElementById("mycanvas");
var cts = document.getContext("2d");
ctx.fillStyle = "#ff0000";
ctx.fillRect(0,0,150,75);

案例分析
  前两步已经解释过了,fillStyle属性可以是颜色,渐变,或图案;默认值是颜色中的黑色#000000
fillRect(x, y, width, height);注意每个值的意思,别理解成(x1, y1, x2, y2)

5. canvas 绘制路径 - 线条

 canvas画线,我们使用以下方法:

  • moveTo(x, y) - 定义线条的开始位置;
  • lineTo(x, y) - 定义线条的结束位置;
  • 绘制线条我们必须使用到 "ink" 的方法,就像stroke().

效果先看

html代码

<canvas id="cv" width="150" height="150">
  <p>您的浏览器不支持canvas</p>
</canvas>

javascript代码

var c=document.getElementById("cv");
var cxt=c.getContext("2d");
cxt.moveTo(20,10);
cxt.lineTo(200,100);
cxt.lineTo(20,100);
cxt.stroke();

css代码

canvas {
  border: solid 1px #000;
  padding-left: 100px;
  margin-left: 100px;
}

案例分析: 该案例中我故意埋了几个点:

  1. 设置canvas宽度高度不足画线设定的起始终或结束位置,所画的线并不会超出画布范围。
  2. 设置padding-left: 100px;, 画线受内边距影响
  3. 设置margin-left: 100px;画布右偏移了100像素,画线相对画布的位置依旧不变。

所以我们得出结论,无论什么情况下,画线都只会在画布内部有效。

6. Canvas绘制路径 - 圆形

  Canvas API 也使用了路径的表示法。但是,路径由一系列的方法调用来定义,而不是描述为字母和数字的字符串,比如调用 beginPath()arc() 方法
 一旦定义了路径,其他的方法,如fill(),都是对此路径操作。绘图环境的各种属性,比如 fillStyle,说明了这些操作如何使用。
 绘制圆形,公式如下

arc(x, y, r, start, stop);   //画圆 start 和 stop 一般用Math.PI辅助得出

效果先看

在圆心为(70,60)处绘制一个半径为40的圆

思路
  绘制路径调用beginPath()closePath() 来描述开始和结束绘制, 调用fill()使其生效。

javascript代码

var c = document.getElementById("cv");
var ctx = c.getContext("2d");
ctx.beginPath();
ctx.arc(70, 60, 40, 0, 2*Math.PI);
ctx.closePath();
ctx.fillStyle="pink";
ctx.fill();

7. Canvas绘制图形 - 综合案例

  在继续往下说之前,我想让大家再看一个复杂/系统一点的案例,这对我们更深入理解和巩固canvas绘图会有很大的帮助
效果先看

综合案例 - 绘制笑脸

html代码

<canvas id="cv" width="150" height="150"></canvas>

javascript代码

var c = document.getElementById("cv");
var ctx = c.getContext("2d");

ctx.clearRect(0, 0, 150, 150); // 擦除(0, 0)位置大小为150的矩形,擦除的意思就是把该区域变得透明
ctx.fillStyle="pink";  // 规定要填充区域的颜色(也可以是渐变或图案)
ctx.fillRect(20, 20, 110, 110); //指定填充的区域

// 定义路径,利用Path绘制复杂的路径
var path = new Path2D();
path.arc(75, 75, 50, 0, 2*Math.PI, true);  // true或false来指定是正向绘制还是反向绘制
path.moveTo(105, 78);   // 将绘制笔头移动到指定坐标
path.arc(75, 78, 30, 0, Math.PI, false);   // 此处绘制一个 半圆
path.moveTo(65, 60);
path.arc(60, 60, 5, 0, 2*Math.PI, true);
path.moveTo(95, 60);
path.arc(90, 60, 5, 0, 2*Math.PI, true);
path.moveTo(75, 70);
path.lineTo(75, 78);
  
ctx.strokeStyle="white";  // 设置绘制笔头的颜色
ctx.stroke(path);     // 将所设定的路径 画 出来

8. 绘制文本阴影

canvas利用fillText()来规定文本,我们可以设置文本的字体,颜色,阴影等,与CSS完全一致。
语法

c.fillText(text, padding-left, padding-top);

效果先看

给文字绘上阴影

javascript代码

var c = document.getElementById("cv");
var ctx = c.getContext("2d");
ctx.shadowOffsetX = 4;
ctx.shadowOffsetY = 4;
ctx.shadowBlur = 4;
ctx.shadowColor = '#FF0000';
ctx.font = '18px Arial';
ctx.fillStyle = '#333333';
ctx.fillText('带阴影的文字', 20, 40);

9. 绘制空心文本

绘制语法

c.strokeText(text, padding-left, padding-top);

效果先看

空心文字

很简单,在上例的基础上我做了一下两个地方的修改,就得到了以上的效果。
javascript代码

ctx.font = '24px Arial';
ctx.strokeText('果汁凉茶', 25, 70);

10. 绘制渐变色

  渐变色可以填充在矩形,圆形,线条,文本等等各种形状中,填充我们指定的颜色
绘制语法

// 创建 线性渐变
createLinearGradient( start_x, start_y, end_x, end_y);
// 创建一个径向/圆/放射性渐变
createRadialGradient(start_origin_x, start_origin_y, start_r, end_origin_x, end_origin_y, end_r) 
  1. 当我们使用渐变对象时,必须使用至少两种颜色作为停止颜色。
  2. addColorStop()方法指定颜色停止,参数使用坐标来描述,可以是0-1;
  3. 使用渐变,设置fillStylestrokeStyle()的值为渐变,然后绘制形状,如矩形,文本,线条 。
createLinearGradient() 实例:

效果先看

线性渐变颜色填充

javascript代码

var c = document.getElementById("cv");
var ctx = c.getContext("2d");

// 创建渐变规则
var grd = ctx.createLinearGradient(0, 0, 200, 0);
grd.addColorStop(0, "#ff0000");
grd.addColorStop(0.25, "#ffffff");
grd.addColorStop(0.5, "#00ff00");
grd.addColorStop(0.75, "#00ffff");
grd.addColorStop(1, "#ffff00");

// 将渐变颜色填充到画布上
ctx.fillStyle = grd;
ctx.fillRect(10, 10, 180, 80);
createRadialGradient() 实例

效果先看

放射性渐变颜色填充

html代码

<canvas id="cv" width="200" height="200">
  您的浏览器不支持canvas
</canvas>

javascript代码

var c = document.getElementById("cv");
var ctx = c.getContext("2d");

// 创建渐变规则
var grd = ctx.createRadialGradient(100, 100, 3, 100, 100, 100);
grd.addColorStop(0, "#ff0000");
grd.addColorStop(0.25, "#ffffff");
grd.addColorStop(0.5, "#00ff00");
grd.addColorStop(0.75, "#00ffff");
grd.addColorStop(1, "#ffff00");

// 将渐变颜色填充到画布上
ctx.fillStyle = grd;
ctx.fillRect(10, 10, 180, 180);

11. 使用图像

把一幅图放置到画布上,使用以下方法

使用语法

drawImage(image, start_x, start_y)

效果先看

图片背景

javascript代码

var c = document.getElementById("cv");
var ctx = c.getContext("2d");

var img=new Image()
img.src="flower.png"
cxt.drawImage(img,0,0);

结束语

 除了能绘制基本的形状和文本,还可以实现动画、缩放、各种过滤和像素 转换等高级操作。 如果考虑实现非常浮渣的操作,考虑一下优化方案:

  • 通过创建一个不可见的canvas来绘图,然后将最终绘制的结果复制到页面的可见的canvas中;
  • 尽量使用整数坐标而不是浮点数;
  • 可以创建多个重叠的Canvas绘制不同的层,而不是在一个Canvas中绘制非常复杂的图;
  • 北京图片如果不变,可以直接使用<img>标签并放到最底层。
日记本
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