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  • canvas小画板——(1)平滑曲线

    功能需求

    项目需求:需要实现一个可以自由书写的小画板

    简单实现

    对于熟悉canvas的同学来说,这个需求很简单,大致逻辑如下:

    1)监听事件pointerdown,pointermove,pointerup

    2)标记是否拖拽画线模式变量 isDrawing,在down事件时置为true,up的时候置为false

    3)使用canvas的api,设置线条样式,调用绘制线条接口lineTo方法

    短短几十行代码就能实现:

     1 <!doctype html>
     2 <html>
     3 
     4 <head>
     5     <meta charset=utf-8>
     6     <style>
     7         canvas {
     8             border: 1px solid #ccc
     9         }
    10 
    11         body {
    12             margin: 0;
    13         }
    14     </style>
    15 </head>
    16 
    17 <body style="overflow: hidden;background-color: rgb(250, 250, 250);touch-action: none;">
    18     <canvas id="c" width="1920" height="1080"></canvas>
    19     <script>
    20         var el = document.getElementById('c');
    21         var ctx = el.getContext('2d');
    22         //设置绘制线条样式
    23         ctx.strokeStyle = 'red';
    24         ctx.lineWidth = 1;
    25         ctx.lineJoin = 'round';
    26         ctx.lineCap = 'round';
    27         var isDrawing;//标记是否要绘制
    28         //存储坐标点
    29         let lastX, lastY;
    30         document.body.onpointerdown = function (e) {
    31             console.log('pointerdown');
    32             isDrawing = true;
    33             lastX = e.clientX;
    34             lastY = e.clientY;
    35         };
    36         document.body.onpointermove = function (e) {
    37             console.log('pointermove');
    38             if (isDrawing) {
    39                 draw(e.clientX, e.clientY, lastX, lastY);
    40             }
    41             lastX = e.clientX, lastY = e.clientY;
    42         };
    43         document.body.onpointerup = function (e) {
    44             if (isDrawing) {
    45                 draw(e.clientX, e.clientY, lastX, lastY);
    46             }
    47             lastX = e.clientX, lastY = e.clientY;
    48             isDrawing = false;
    49         };
    50 
    51         function draw(x, y, lastX, lastY) {
    52             ctx.beginPath();
    53             ctx.moveTo(lastX, lastY);
    54             ctx.lineTo(x, y);
    55             ctx.stroke();
    56         }
    57     </script>
    58 </body>
    59 </html>

    实现效果如下图:

      以上就简单的实现了画板功能,如果要求不高的用户可以使用,但一旦遇到有点要求的用户就无法交付这种产品,仔细看是线条折线感太强。

    为什么会有折线感呢?

    主要原因:

    我们调用的api方法lineTo是两点连线也就是直线

    浏览器对鼠标事件mousemove的采集是有采集频率的,并不是每个鼠标移动经过的每一个像素点都会触发事件。

    当鼠标移动的越快,那么两点之间的间隔就越远,那么折线感就更明显。

    如何能绘制平滑的曲线?

    canvas提供的api中是有现成接口的,贝塞尔系列的接口就能满足我们的要求,接下来我们讲一下使用二次贝塞尔曲线绘制平滑曲线。

    quadraticCurveTo(cpx,cpy,x,y)

    二次贝塞尔曲线接口需要四个参数,cpx,cpy是曲线的控制点,x,y是曲线终点。

    有人问那曲线的起点在哪里?其实曲线的起点取决于上一操作状态,可以是moveTo的位置,或者是lineTo的位置,或者是贝塞尔的终点。

    那么怎么调用quadraticCurveTo,参数怎么传呢?

    我们需要找出关键位置,直接用例子告诉大家吧

    1)假如我们用鼠标采集到ABCDEF六个点

    2)取前面三个点ABC计算,BC的中点B1,以A为起点,B为控制点,B1为终点,那么利用quadraticCurveTo可以绘制出这样一条贝塞尔曲线

     3)接下来计算CD的中点C1,以B1为起点,C为控制点,C1为终点,那么利用quadraticCurveTo可以绘制出这样一条贝塞尔曲线

     4)以此类推,当到了最后一个点时以D1为起点,E为控制点,F为终点,结束贝塞尔绘制。

    根据算法进行代码改造

    OK我们介绍了具体算法的影响,那用该算法对我们前面的代码进行改造:

     1 <!doctype html>
     2 <html>
     3 
     4 <head>
     5     <meta charset=utf-8>
     6     <style>
     7         canvas {
     8             border: 1px solid #ccc
     9         }
    10 
    11         body {
    12             margin: 0;
    13         }
    14     </style>
    15 </head>
    16 
    17 <body style="overflow: hidden;background-color: rgb(250, 250, 250);touch-action: none;">
    18     <canvas id="c" width="1920" height="1080"></canvas>
    19     <script>
    20         var el = document.getElementById('c');
    21         var ctx = el.getContext('2d');
    22         //设置绘制线条样式
    23         ctx.strokeStyle = 'red';
    24         ctx.lineWidth = 1;
    25         ctx.lineJoin = 'round';
    26         ctx.lineCap = 'round';
    27         var isDrawing;//标记是否要绘制
    28         //存储坐标点
    29         let points = [];
    30         document.body.onpointerdown = function (e) {
    31             console.log('pointerdown');
    32             isDrawing = true;
    33             points.push({ x: e.clientX, y: e.clientY });
    34         };
    35         document.body.onpointermove = function (e) {
    36             console.log('pointermove');
    37             if (isDrawing) {
    38                 draw(e.clientX, e.clientY);
    39             }
    40 
    41         };
    42         document.body.onpointerup = function (e) {
    43             if (isDrawing) {
    44                 draw(e.clientX, e.clientY);
    45             }
    46             points = [];
    47             isDrawing = false;
    48         };
    49 
    50         function draw(mousex, mousey) {
    51             points.push({ x: mousex, y: mousey });
    52             ctx.beginPath();
    53             let x = (points[points.length - 2].x + points[points.length - 1].x) / 2,
    54                 y = (points[points.length - 2].y + points[points.length - 1].y) / 2;
    55             if (points.length == 2) {
    56                 ctx.moveTo(points[points.length - 2].x, points[points.length - 2].y);
    57                 ctx.lineTo(x, y);
    58             } else {
    59                 let lastX = (points[points.length - 3].x + points[points.length - 2].x) / 2,
    60                     lastY = (points[points.length - 3].y + points[points.length - 2].y) / 2;
    61                 ctx.moveTo(lastX, lastY);
    62                 ctx.quadraticCurveTo(points[points.length - 2].x, points[points.length - 2].y, x, y);
    63             }
    64             ctx.stroke();
    65             points.slice(0, 1);
    66 
    67         }
    68     </script>
    69 </body>
    70 
    71 </html>

    在原有基础上我们用了一个数组points保存鼠标经过的点,根据算法可知绘制贝塞尔曲线至少要用三个点,绘制过程中维护points数组。

    实现效果如下,可见平滑了很多!

     

     后续文章:

    实现蜡笔效果,实现笔锋效果,画笔性能优化

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