H5的canvas绘图技术

canvas元素是HTML5中新添加的一个元素，该元素是HTML5中的一个亮点。Canvas元素就像一块画布，通过该元素自带的API结合JavaScript代码可以绘制各种图形和图像以及动画效果。

1.1 浏览器不兼容问题

• ie9以上才支持canvas, 其他chrome、firefox、苹果浏览器等都支持
•  只要浏览器兼容canvas，那么就会支持绝大部分api(个别最新api除外)
•  移动端的兼容情况非常理想，基本上随便使用
•  2d的支持的都非常好，3d（webgl）ie11才支持，其他都支持
•  如果浏览器不兼容，最好进行友好提示，提示内容只有在浏览器不支持时才显示。

 //例如：
<canvas id="cavsElem">
        你的浏览器不支持canvas，请升级浏览器
    </canvas>

 浏览器不兼容，也可以使用flash等手段进行优雅降级

1.2 创建画布

在页面中创建canvas元素与创建其他元素一样，只需要添加一个<canvas>标记即可。该元素默认的宽高为300*15，可以通过元素的width属性和height属性改变默认的宽高。

注意：

•  不能使用CSS样式控制canvas元素的宽高，否则会导致绘制的图形拉伸。

• 重新设置canvas标签的宽高属性会导致画布擦除所有的内容。

• 可以给canvas画布设置背景色

1.3 canvas坐标系

在开始绘制任何图像之前，我们先讲一下canvas的坐标系。canvas坐标系是以左上角0,0处为坐标原点，水平方向为x轴，向右为正；垂直方向为y轴，向下为正。如下图所示：

1.4 绘制线径

1. 获取上下文对象(CanvasRenderingContext2D)

首先，获取canvas元素，然后调用元素的getContext(“2d”)方法，该方法返回一个CanvasRenderingContext2D对象，使用该对象就可以在画布上绘图了。

var mcanvas  = document.getElementById("mcanvas");
var mcontext = mcanvas.getContext("2d");

　　2.设置绘制起点(moveTo)

//语法：
ctx.moveTo(x, y); 

* 解释：设置上下文绘制路径的起点。相当于移动画笔到某个位置。

* 参数：x,y 都是相对于 canvas坐标系的原点（左上角）。

* 注意： 绘制线段前必须先设置起点，不然绘制无效。如果不进行设置，就会使用lineTo的坐标当作moveTo

3.绘制直线(lineTo)

//语法：
ctx.lineTo(x, y);

* 解释：从上一步设置的绘制起点绘制一条直线到(x, y)点。

* 参数：x,y 目标点坐标。

4.路径的开始和闭合

//开始路径：
ctx.beginPath();
//闭合路径：
ctx.closePath();

* 解释：如果绘制路径比较复杂，必须使用路径开始和结束。闭合路径会自动把最后的线头和开始的线头连在一起。

* beginPath: 核心的作用是将不同绘制的形状进行隔离，每次执行此方法，表示重新绘制一个路径，跟之前的绘制的墨迹可以进行分开样式设置和管理。

5.绘制图形(stroke)

//语法：
ctx.stroke();

* 解释：根据路径绘制线。路径只是草稿，真正绘制线必须执行stroke

在绘制之前，还可以对画笔的颜色和粗细进行设置进行设置，方法如下：

//语法：
ctx.strokeStyle = “#ff0000”;
ctx.lineWidth = 4;  //值为不带单位的数字，并且大于0

6.填充图形(fill)

//语法：
ctx.fill();

* 解释：对已经画好的图形进行填充颜色。

在填充之前，同样可以对所填充的颜色进行设置，方法如下：

//语法：
ctx.fileStyle = “#0000ff”;

7.canvas绘制的基本步骤：

第一步：获得上下文 =>canvasElem.getContext('2d');

第二步：开始路径规划 =>ctx.beginPath()

第三步：移动起始点 =>ctx.moveTo(x, y)

第四步：绘制线(线条、矩形、圆形、图片...) =>ctx.lineTo(x, y)

第五步：闭合路径 =>ctx.closePath();

第六步：绘制描边 =>ctx.stroke();

案例：通过上面所学的方法绘制一个三角形。

    <canvas id="mcanvas">你的浏览器不支持canvas，请升级浏览器</canvas>
    <script>
        
        var mcanvas  = document.getElementById("mcanvas");    //获得画布

        var mcontext = mcanvas.getContext("2d");    //获得上下文

        mcanvas.width = 900;     //重新设置标签的属性宽高
        mcanvas.height = 600;    //千万不要用 canvas.style.height

        mcanvas.style.border = "1px solid #000";    //设置canvas的边

        //绘制三角形
        mcontext.beginPath();        //开始路径
        mcontext.moveTo(100,100);    //三角形，左顶点
        mcontext.lineTo(300, 100);   //右顶点
        mcontext.lineTo(300, 300);   //底部的点
        mcontext.closePath();        //结束路径
        mcontext.stroke();           //描边路径

    </script>

案例：理解canvas基于状态的绘图

<canvas id="mcanvas">你的浏览器不支持canvas，请升级浏览器</canvas>
    <script>
        
        var mcanvas  = document.getElementById("mcanvas");    //获得画布

        var mcontext = mcanvas.getContext("2d");    //获得上下文

mcanvas.width = 900;     //重新设置标签的属性宽高
        mcanvas.height = 600;    //千万不要用 canvas.style.height

        mcanvas.style.border = "1px solid #000";    //设置canvas的边

        mcontext.strokeStyle = "#ff0000";    //设置画笔的颜色
        mcontext.lineWidth = 2;                //设置画笔的粗细
        mcontext.fillStyle = "#00ff00";        //设置填充图形的颜色

        //绘制三角形
        mcontext.beginPath();        //开始路径
        mcontext.moveTo(100,100);    //三角形，左顶点
        mcontext.lineTo(300, 100);   //右顶点
        mcontext.lineTo(300, 300);   //底部的点
        mcontext.closePath();        //结束路径
           mcontext.stroke();           //描边路径       
        //mcontext.fill();             //填充图形

        //绘制矩形
        mcontext.beginPath();    //开启了一个新状态（新线径），
                              //新状态可以继承之前状态的样式，
                              //但是当前状态设置的所有样式只能用于当前状态。
       
 //mcontext.strokeStyle = "#00ff00";//为当前状态设置的样式
        mcontext.moveTo(500,100);    //起始点
        mcontext.lineTo(800,100);    //上边
        mcontext.lineTo(800,300);    //右边
        mcontext.lineTo(500,300);    //下边
        mcontext.closePath();
        mcontext.stroke();

1.5 绘制矩形

1. 快速创建矩形rect()方法

语法：ctx.rect(x, y, width, height);

* 解释：x, y是矩形左上角坐标， width和height都是以像素计

* rect方法只是规划了矩形的路径，并没有填充和描边。

2.创建描边矩形

语法：ctx.strokeRect(x, y, width, height);

参数跟rect(x, y, width, height)相同，注意此方法绘制完路径后立即进行stroke绘制。

3.创建填充矩形

语法：ctx.fillRect(x, y, width, height);

参数跟rect(x, y, width, height)相同， 此方法执行完成后，立即对当前矩形进行fill填充。

4.清除矩形（clearReact）

语法：ctx.clearRect(x, y, width, hegiht);

* 解释：清除某个矩形内的绘制的内容，相当于橡皮擦。

<canvas id="mcanvas">你的浏览器不支持canvas，请升级浏览器</canvas>
    <script>
        
        var mcanvas  = document.getElementById("mcanvas");    //获得画布

        var mcontext = mcanvas.getContext("2d");    //获得上下文

        mcanvas.width = 900;     //重新设置标签的属性宽高
        mcanvas.height = 600;    //千万不要用 canvas.style.height

        //rect方法只是规划了矩形的路径，并没有填充和描边，需要单独描边或填充。
        mcontext.rect(20,20,300,200);
        mcontext.stroke();

        //快速创建一个描边的矩形
        mcontext.strokeRect(400,20,300,200);

        //快速创建一个填充的矩形
        mcontext.fillRect(20,300,300,200);

        //在画布上创建一个矩形区域，该矩形区域中的图形都会被清除
        mcontext.clearRect(120,350,100,100);

    </script>

1.6 绘制圆形

arc() 方法用于创建弧线（用于创建圆或部分圆）。

语法：ctx.arc(x, y, r, startAngle, endAngle, counterclockwise);

解释：
x,y：圆心坐标。
r：半径大小。
sAngle:绘制开始的角度。 圆心到最右边点是0度，顺时针方向弧度增大。
eAngel:结束的角度，注意是弧度。
counterclockwise：是否是逆时针，默认是false。true是逆时针，false：顺时针

注意：弧度和角度的转换公式： rad = deg*Math.PI/180;

绘制圆形和饼图

<canvas id="mcanvas">你的浏览器不支持canvas，请升级浏览器</canvas>
    <script>
        
        var mcanvas  = document.getElementById("mcanvas");    //获得画布
        var mcontext = mcanvas.getContext("2d");    //获得上下文
        mcanvas.width = 900;     
        mcanvas.height = 600;  

        //绘制圆形  
        mcontext.beginPath();
        mcontext.arc(200,200,100,0,360*Math.PI/180);
        mcontext.closePath();
        mcontext.stroke();

        // 通过数据进行绘制饼图
        var data = [{
            "value": .2,
            "color": "red",
            "title": "应届生"
        },{
            "value": .3,
            "color": "blue",
            "title": "社会招生"
        },{
            "value": .4,
            "color": "green",
            "title": "老学员推荐"
        },{
            "value": .1,
            "color": "#ccc",
            "title": "公开课"
        }];

        var tempAngle = -90;
        var x0 = 600, y0 = 300;
        var raduis = 200;

        for(var i = 0; i < data.length; i++) {
            mcontext.beginPath();
            mcontext.moveTo(x0, y0);
            var angle = data[i].value * 360;
            var startAngle = tempAngle*Math.PI/180;
            var endAngle  = (tempAngle+angle)*Math.PI/180;
            mcontext.fillStyle = data[i].color;
            mcontext.arc(x0, y0, raduis, startAngle, endAngle);
            mcontext.closePath();
            mcontext.fill();
            tempAngle += angle;
        }

    </script>

三角函数的补充：

Math.sin(弧度); //夹角对面的边 和 斜边的比值

Math.cos(弧度); //夹角侧边与斜边的比值

圆形上面的点的坐标的计算公式

x =x0 + Math.cos(rad) * R;//x0和y0是圆心点坐标

y =y0 + Math.sin(rad) * R;//注意都是弧度 

1.7 绘制文字

canvas 提供了两种方法来渲染文本:

fillText(text, x, y [, maxWidth])

在指定的(x,y)位置填充指定的文本，绘制的最大宽度是可选的.

strokeText(text, x, y [, maxWidth])

在指定的(x,y)位置绘制文本边框，绘制的最大宽度是可选的.

示例1

文本用当前的填充方式被填充：

var ctx = document.getElementById('canvas').getContext('2d');

 ctx.font = "48px serif";
 ctx.fillText("Hello world", 10, 50);

示例2

文本用当前的边框样式被绘制：

 var ctx = document.getElementById('canvas').getContext('2d');
  ctx.font = "48px serif";
  ctx.strokeText("Hello world", 10, 50);

文本样式

font = value: 当前我们用来绘制文本的样式. 这个字符串使用和 CSS font 属性相同的语法. 默认的字体是 10px sans-serif。

textAlign = value: 文本对齐选项. 可选的值包括：start, end, left, right or center. 默认值是 start。

textBaseline = value:  基线对齐选项. 可选的值包括：top, hanging, middle, alphabetic, ideographic, bottom。默认值是 alphabetic。

代码示例：

<canvas id="mcanvas">你的浏览器不支持canvas，请升级浏览器</canvas>
    <script>
        
        var mcanvas  = document.getElementById("mcanvas");    //获得画布
        var mcontext = mcanvas.getContext("2d");    //获得上下文
        mcanvas.width = 900;     
        mcanvas.height = 600;  

        mcontext.fillStyle = "#0000ff";
        mcontext.font = "italic 30px 微软雅黑";
        mcontext.textAlign = "start";
        mcontext.textBaseline = "top";
        mcontext.fillText("你好", 200, 0, 100);

        mcontext.font = "italic 30px 微软雅黑";
        mcontext.textAlign = "left";
        mcontext.textBaseline = "top";
        mcontext.fillText("你好", 200, 50, 100);

        mcontext.font = "bold 30px 黑体";
        mcontext.textAlign = "center";
        mcontext.textBaseline = "top";
        mcontext.strokeText("你好", 200, 100, 100);

        mcontext.font = "bold 30px 黑体";
        mcontext.textAlign = "right";
        mcontext.textBaseline = "top";
        mcontext.strokeText("你好", 200, 150, 100);

        mcontext.font = "bold 30px 黑体";
        mcontext.textAlign = "end";
        mcontext.textBaseline = "top";
        mcontext.strokeText("你好", 200, 200, 100);

    </script>

1.8绘制图像

1.基本绘制图片的方式

context.drawImage(img,x,y);

参数说明： x,y 绘制图片左上角的坐标， img是绘制图片的dom对象。

2.在画布上绘制图像，并规定图像的宽度和高度

context.drawImage(img,x,y,width,height);  

参数说明：width 绘制图片的宽度，  height：绘制图片的高度

如果指定宽高，最好成比例，不然图片会被拉伸

设置高 = 原高度 * 设置宽/ 原宽度;

3.图片裁剪，并在画布上定位被裁剪的部分

context.drawImage(img,sx,sy,swidth,sheight,x,y,width,height);

参数说明：

    sx,sy 裁剪的左上角坐标，

    swidth：裁剪图片的高度。 sheight:裁剪的高度

其他同上

4.用javascript创建img对象

上面提供的3个方法，都需要一个Image对象作为参数，下面介绍了几种创建Image对象的方式。需要注意的是，为Image的src属性赋值后，Image对象会去装载指定图片，但这种装载是异步的，如果图片太大或则图片来自网络，且网络传输速度慢，Image对象装载图片就会需要：一定的时间开销。为了保证图片装载完成后才去绘制图片，可以监听Image对象的onload回调事件，然后在事件处理函数中绘制图片，如下所示：

第一种方式：

  var img = document.getElementById("imgId");
　　　　img.onload = function(){  //图片加载完成后，执行此方法
  　　  mcontext.drawImage(img, 10, 10);
    }

第二种方式：

var img = document.createElement("img");
        img.src = "img/a.jpg";
        img.alt = "谁笑谁是小狗";
        img.onload = function(){  //图片加载完成后，执行此方法
            mcontext.drawImage(img, 10, 10);
        }

第三种方式：

var img = new Image();//这个就是 img标签的dom对象
    img.src = "imgs/arc.gif";
    img.alt = "谁笑谁是小狗";
    img.onload = function() {  //图片加载完成后，执行此方法
        
    }