Canvas API

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概述 #

<canvas>元素用于生成图像。它本身就像一个画布,JavaScript 通过操作它的 API,在上面生成图像。它的底层是一个个像素,基本上<canvas>是一个可以用 JavaScript 操作的位图(bitmap)。

它与 SVG 图像的区别在于,<canvas>是脚本调用各种方法生成图像,SVG 则是一个 XML 文件,通过各种子元素生成图像。

使用 Canvas API 之前,需要在网页里面新建一个<canvas>元素。

<canvas id="myCanvas" width="400" height="250">
  您的浏览器不支持 Canvas
</canvas>

如果浏览器不支持这个 API,就会显示<canvas>标签中间的文字:“您的浏览器不支持 Canvas”。

每个<canvas>元素都有一个对应的CanvasRenderingContext2D对象(上下文对象)。Canvas API 就定义在这个对象上面。

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

上面代码中,<canvas>元素节点对象的getContext()方法,返回的就是CanvasRenderingContext2D对象。

注意,Canvas API 需要getContext方法指定参数2d,表示该<canvas>节点生成 2D 的平面图像。如果参数是webgl,就表示用于生成 3D 的立体图案,这部分属于 WebGL API。

按照用途,Canvas API 分成两大部分:绘制图形和图像处理。

Canvas API:绘制图形 #

Canvas 画布提供了一个作图的平面空间,该空间的每个点都有自己的坐标。原点(0, 0)位于图像左上角,x轴的正向是原点向右,y轴的正向是原点向下。

路径 #

以下方法和属性用来绘制路径。

  • CanvasRenderingContext2D.beginPath():开始绘制路径。
  • CanvasRenderingContext2D.closePath():结束路径,返回到当前路径的起始点,会从当前点到起始点绘制一条直线。如果图形已经封闭,或者只有一个点,那么此方法不会产生任何效果。
  • CanvasRenderingContext2D.moveTo():设置路径的起点,即将一个新路径的起始点移动到(x,y)坐标。
  • CanvasRenderingContext2D.lineTo():使用直线从当前点连接到(x, y)坐标。
  • CanvasRenderingContext2D.fill():在路径内部填充颜色(默认为黑色)。
  • CanvasRenderingContext2D.stroke():路径线条着色(默认为黑色)。
  • CanvasRenderingContext2D.fillStyle:指定路径填充的颜色和样式(默认为黑色)。
  • CanvasRenderingContext2D.strokeStyle:指定路径线条的颜色和样式(默认为黑色)。
var canvas = document.getElementById('myCanvas');
var ctx = canvas.getContext('2d');

ctx.beginPath();
ctx.moveTo(100, 100);
ctx.lineTo(200, 200);
ctx.lineTo(100, 200);

上面代码只是确定了路径的形状,画布上还看不出来,因为没有颜色。所以还需要着色。

ctx.fill()
// 或者
ctx.stroke()

上面代码中,这两个方法都可以使得路径可见。fill()在路径内部填充颜色,使之变成一个实心的图形;stroke()只对路径线条着色。

这两个方法默认都是使用黑色,可以使用fillStylestrokeStyle属性指定其他颜色。

ctx.fillStyle = 'red';
ctx.fill();
// 或者
ctx.strokeStyle = 'red';
ctx.stroke();

上面代码将填充和线条的颜色指定为红色。

线型 #

以下的方法和属性控制线条的视觉特征。

  • CanvasRenderingContext2D.lineWidth:指定线条的宽度,默认为1.0。
  • CanvasRenderingContext2D.lineCap:指定线条末端的样式,有三个可能的值:butt(默认值,末端为矩形)、round(末端为圆形)、square(末端为突出的矩形)。
  • CanvasRenderingContext2D.lineJoin:指定线段交点的样式,有三个可能的值:round(交点为扇形)、bevel(交点为三角形底边)、miter(默认值,交点为菱形)。
  • CanvasRenderingContext2D.miterLimit:指定交点菱形的长度,默认为10。该属性只在lineJoin属性的值等于miter时有效。
  • CanvasRenderingContext2D.getLineDash():返回一个数组,表示虚线里面线段和间距的长度。
  • CanvasRenderingContext2D.setLineDash():数组,用于指定虚线里面线段和间距的长度。
var canvas = document.getElementById('myCanvas');
var ctx = canvas.getContext('2d');

ctx.beginPath();
ctx.moveTo(100, 100);
ctx.lineTo(200, 200);
ctx.lineTo(100, 200);

ctx.lineWidth = 3;
ctx.lineCap = 'round';
ctx.lineJoin = 'round';
ctx.setLineDash([15, 5]);
ctx.stroke();

上面代码中,线条的宽度为3,线条的末端和交点都改成圆角,并且设置为虚线。

矩形 #

以下方法用来绘制矩形。

  • CanvasRenderingContext2D.rect():绘制矩形路径。
  • CanvasRenderingContext2D.fillRect():填充一个矩形。
  • CanvasRenderingContext2D.strokeRect():绘制矩形边框。
  • CanvasRenderingContext2D.clearRect():指定矩形区域的像素都变成透明。

上面四个方法的格式都一样,都接受四个参数,分别是矩形左上角的横坐标和纵坐标、矩形的宽和高。

CanvasRenderingContext2D.rect()方法用于绘制矩形路径。

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

ctx.rect(10, 10, 100, 100);
ctx.fill();

上面代码绘制一个正方形,左上角坐标为(10, 10),宽和高都为100。

CanvasRenderingContext2D.fillRect()用来向一个矩形区域填充颜色。

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

ctx.fillStyle = 'green';
ctx.fillRect(10, 10, 100, 100);

上面代码绘制一个绿色的正方形,左上角坐标为(10, 10),宽和高都为100。

CanvasRenderingContext2D.strokeRect()用来绘制一个矩形区域的边框。

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

ctx.strokeStyle = 'green';
ctx.strokeRect(10, 10, 100, 100);

上面代码绘制一个绿色的空心正方形,左上角坐标为(10, 10),宽和高都为100。

CanvasRenderingContext2D.clearRect()用于擦除指定矩形区域的像素颜色,等同于把早先的绘制效果都去除。

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

ctx.fillRect(10, 10, 100, 100);
ctx.clearRect(15, 15, 90, 90);

上面代码先绘制一个 100 x 100 的正方形,然后在它的内部擦除 90 x 90 的区域,等同于形成了一个5像素宽度的边框。

弧线 #

以下方法用于绘制弧形。

  • CanvasRenderingContext2D.arc():通过指定圆心和半径绘制弧形。
  • CanvasRenderingContext2D.arcTo():通过指定两根切线和半径绘制弧形。

CanvasRenderingContext2D.arc()主要用来绘制圆形或扇形。

// 格式
ctx.arc(x, y, radius, startAngle, endAngle, anticlockwise)

// 实例
ctx.arc(5, 5, 5, 0, 2 * Math.PI, true)

arc()方法的xy参数是圆心坐标,radius是半径,startAngleendAngle则是扇形的起始角度和终止角度(以弧度表示),anticlockwise表示做图时应该逆时针画(true)还是顺时针画(false),这个参数用来控制扇形的方向(比如上半圆还是下半圆)。

下面是绘制实心圆形的例子。

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

ctx.beginPath();
ctx.arc(60, 60, 50, 0, Math.PI * 2, true); 
ctx.fill();

上面代码绘制了一个半径50,起始角度为0,终止角度为 2 * PI 的完整的圆。

绘制空心半圆的例子。

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

ctx.beginPath();
ctx.moveTo(50, 20);
ctx.arc(100, 20, 50, 0, Math.PI, false);
ctx.stroke();

CanvasRenderingContext2D.arcTo()方法主要用来绘制圆弧,需要给出两个点的坐标,当前点与第一个点形成一条直线,第一个点与第二个点形成另一条直线,然后画出与这两根直线相切的弧线。

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

ctx.beginPath();
ctx.moveTo(0, 0);
ctx.arcTo(50, 50, 100, 0, 25);
ctx.lineTo(100, 0);
ctx.stroke();

上面代码中,arcTo()有5个参数,前两个参数是第一个点的坐标,第三个参数和第四个参数是第二个点的坐标,第五个参数是半径。然后,(0, 0)(50, 50)形成一条直线,然后(50, 50)(100, 0)形成第二条直线。弧线就是与这两根直线相切的部分。

文本 #

以下方法和属性用于绘制文本。

  • CanvasRenderingContext2D.fillText():在指定位置绘制实心字符。
  • CanvasRenderingContext2D.strokeText():在指定位置绘制空心字符。
  • CanvasRenderingContext2D.measureText():返回一个 TextMetrics 对象。
  • CanvasRenderingContext2D.font:指定字型大小和字体,默认值为10px sans-serif
  • CanvasRenderingContext2D.textAlign:文本的对齐方式,默认值为start
  • CanvasRenderingContext2D.direction:文本的方向,默认值为inherit
  • CanvasRenderingContext2D.textBaseline:文本的垂直位置,默认值为alphabetic

fillText()方法用来在指定位置绘制实心字符。

CanvasRenderingContext2D.fillText(text, x, y [, maxWidth])

该方法接受四个参数。

  • text:所要填充的字符串。
  • x:文字起点的横坐标,单位像素。
  • y:文字起点的纵坐标,单位像素。
  • maxWidth:文本的最大像素宽度。该参数可选,如果省略,则表示宽度没有限制。如果文本实际长度超过这个参数指定的值,那么浏览器将尝试用较小的字体填充。
var canvas = document.getElementById('myCanvas');
var ctx = canvas.getContext('2d');

ctx.fillText('Hello world', 50, 50);

上面代码在(50, 50)位置写入字符串Hello world

注意,fillText()方法不支持文本断行,所有文本一定出现在一行内。如果要生成多行文本,只有调用多次fillText()方法。

strokeText()方法用来添加空心字符,它的参数与fillText()一致。

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

ctx.strokeText('Hello world', 50, 50);

上面这两种方法绘制的文本,默认都是10px大小、sans-serif字体,font属性可以改变字体设置。该属性的值是一个字符串,使用 CSS 的font属性即可。

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

ctx.font = 'Bold 20px Arial';
ctx.fillText('Hello world', 50, 50);

textAlign属性用来指定文本的对齐方式。它可以取以下几个值。

  • left:左对齐
  • right:右对齐
  • center:居中
  • start:默认值,起点对齐(从左到右的文本为左对齐,从右到左的文本为右对齐)。
  • end:结尾对齐(从左到右的文本为右对齐,从右到左的文本为左对齐)。
var canvas = document.getElementById('myCanvas');
var ctx = canvas.getContext('2d');

ctx.font = 'Bold 20px Arial';
ctx.textAlign = 'center';
ctx.fillText('Hello world', 50, 50);

direction属性指定文本的方向,默认值为inherit,表示继承<canvas>document的设置。其他值包括ltr(从左到右)和rtl(从右到左)。

textBaseline属性指定文本的垂直位置,可以取以下值。

  • top:上部对齐(字母的基线是整体上移)。
  • hanging:悬挂对齐(字母的上沿在一根直线上),适用于印度文和藏文。
  • middle:中部对齐(字母的中线在一根直线上)。
  • alphabetic:默认值,表示字母位于字母表的正常位置(四线格的第三根线)。
  • ideographic:下沿对齐(字母的下沿在一根直线上),使用于东亚文字。
  • bottom:底部对齐(字母的基线下移)。对于英文字母,这个设置与ideographic没有差异。

measureText()方法接受一个字符串作为参数,返回一个 TextMetrics 对象,可以从这个对象上面获取参数字符串的信息,目前主要是文本渲染后的宽度(width)。

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

var text1 = ctx.measureText('Hello world');
text.width // 49.46

ctx.font = 'Bold 20px Arial';
text2.width // 107.78

上面代码中,10px大小的字符串Hello world,渲染后宽度为49.46。放大到20px以后,宽度为107.78

渐变色和图像填充 #

以下方法用于设置渐变效果和图像填充效果。

  • CanvasRenderingContext2D.createLinearGradient():定义线性渐变样式。
  • CanvasRenderingContext2D.createRadialGradient():定义辐射渐变样式。
  • CanvasRenderingContext2D.createPattern():定义图像填充样式。

createLinearGradient()方法按照给定直线,生成线性渐变的样式。

ctx.createLinearGradient(x0, y0, x1, y1)

ctx.createLinearGradient(x0, y0, x1, y1)方法接受四个参数:x0y0是起点的横坐标和纵坐标,x1y1是终点的横坐标和纵坐标。通过不同的坐标值,可以生成从上至下、从左到右的渐变等等。

该方法的返回值是一个CanvasGradient对象,该对象只有一个addColorStop()方向,用来指定渐变点的颜色。addColorStop()方法接受两个参数,第一个参数是0到1之间的一个位置量,0表示起点,1表示终点,第二个参数是一个字符串,表示 CSS 颜色。

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

var gradient = ctx.createLinearGradient(0, 0, 200, 0);
gradient.addColorStop(0, 'green');
gradient.addColorStop(1, 'white');
ctx.fillStyle = gradient;
ctx.fillRect(10, 10, 200, 100);

上面代码中,定义了渐变样式gradient以后,将这个样式指定给fillStyle属性,然后fillRect()就会生成以这个样式填充的矩形区域。

createRadialGradient()方法定义一个辐射渐变,需要指定两个圆。

ctx.createRadialGradient(x0, y0, r0, x1, y1, r1)

createRadialGradient()方法接受六个参数,x0y0是辐射起始的圆的圆心坐标,r0是起始圆的半径,x1y1是辐射终止的圆的圆心坐标,r1是终止圆的半径。

该方法的返回值也是一个CanvasGradient对象。

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

var gradient = ctx.createRadialGradient(100, 100, 50, 100, 100, 100);
gradient.addColorStop(0, 'white');
gradient.addColorStop(1, 'green');
ctx.fillStyle = gradient;
ctx.fillRect(0, 0, 200, 200);

上面代码中,生成辐射样式以后,用这个样式填充一个矩形。

createPattern()方法定义一个图像填充样式,在指定方向上不断重复该图像,填充指定的区域。

ctx.createPattern(image, repetition)

该方法接受两个参数,第一个参数是图像数据,它可以是<img>元素,也可以是另一个<canvas>元素,或者一个表示图像的 Blob 对象。第二个参数是一个字符串,有四个可能的值,分别是repeat(双向重复)、repeat-x(水平重复)、repeat-y(垂直重复)、no-repeat(不重复)。如果第二个参数是空字符串或null,则等同于null

该方法的返回值是一个CanvasPattern对象。

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

var img = new Image();
img.src = 'https://example.com/pattern.png';
img.onload = function( ) {
  var pattern = ctx.createPattern(img, 'repeat');
  ctx.fillStyle = pattern;
  ctx.fillRect(0, 0, 400, 400);
};

上面代码中,图像加载成功以后,使用createPattern()生成图像样式,然后使用这个样式填充指定区域。

阴影 #

以下属性用于设置阴影。

  • CanvasRenderingContext2D.shadowBlur:阴影的模糊效果,默认为0
  • CanvasRenderingContext2D.shadowColor:阴影的颜色,默认为black
  • CanvasRenderingContext2D.shadowOffsetX:阴影的水平位移,默认为0
  • CanvasRenderingContext2D.shadowOffsetY:阴影的垂直位移,默认为0

下面是一个例子。

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

ctx.shadowOffsetX = 10;
ctx.shadowOffsetY = 10;
ctx.shadowBlur = 5;
ctx.shadowColor = 'rgba(0,0,0,0.5)';

ctx.fillStyle = 'green';
ctx.fillRect(10, 10, 100, 100);

Canvas API:图像处理 #

CanvasRenderingContext2D.drawImage() #

Canvas API 允许将图像文件写入画布,做法是读取图片后,使用drawImage()方法将这张图片放上画布。

CanvasRenderingContext2D.drawImage()有三种使用格式。

ctx.drawImage(image, dx, dy);
ctx.drawImage(image, dx, dy, dWidth, dHeight);
ctx.drawImage(image, sx, sy, sWidth, sHeight, dx, dy, dWidth, dHeight);

各个参数的含义如下。

  • image:图像元素
  • sx:图像内部的横坐标,用于映射到画布的放置点上。
  • sy:图像内部的纵坐标,用于映射到画布的放置点上。
  • sWidth:图像在画布上的宽度,会产生缩放效果。如果未指定,则图像不会缩放,按照实际大小占据画布的宽度。
  • sHeight:图像在画布上的高度,会产生缩放效果。如果未指定,则图像不会缩放,按照实际大小占据画布的高度。
  • dx:画布内部的横坐标,用于放置图像的左上角
  • dy:画布内部的纵坐标,用于放置图像的右上角
  • dWidth:图像在画布内部的宽度,会产生缩放效果。
  • dHeight:图像在画布内部的高度,会产生缩放效果。

下面是最简单的使用场景,将图像放在画布上,两者左上角对齐。

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

var img = new Image();
img.src = 'image.png';
img.onload = function () {
  ctx.drawImage(img, 0, 0);
};

上面代码将一个 PNG 图像放入画布。这时,图像将是原始大小,如果画布小于图像,就会只显示出图像左上角,正好等于画布大小的那一块。

如果要显示完整的图片,可以用图像的宽和高,设置成画布的宽和高。

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

var image = new Image(60, 45);
image.onload = drawImageActualSize;
image.src = 'https://example.com/image.jpg';

function drawImageActualSize() {
  canvas.width = this.naturalWidth;
  canvas.height = this.naturalHeight;
  ctx.drawImage(this, 0, 0, this.naturalWidth, this.naturalHeight);
}

上面代码中,<canvas>元素的大小设置成图像的本来大小,就能保证完整展示图像。由于图像的本来大小,只有图像加载成功以后才能拿到,因此调整画布的大小,必须放在image.onload这个监听函数里面。

像素读写 #

以下三个方法与像素读写相关。

  • CanvasRenderingContext2D.getImageData():将画布读取成一个 ImageData 对象
  • CanvasRenderingContext2D.putImageData():将 ImageData 对象写入画布
  • CanvasRenderingContext2D.createImageData():生成 ImageData 对象

(1)getImageData()

CanvasRenderingContext2D.getImageData()方法用来读取<canvas>的内容,返回一个 ImageData 对象,包含了每个像素的信息。

ctx.getImageData(sx, sy, sw, sh)

getImageData()方法接受四个参数。sxsy是读取区域的左上角坐标,swsy是读取区域的宽度和高度。如果想要读取整个<canvas>区域,可以写成下面这样。

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

var imageData = ctx.getImageData(0, 0, canvas.width, canvas.height);

getImageData()方法返回的是一个ImageData对象。该对象有三个属性。

  • ImageData.data:一个一维数组。该数组的值,依次是每个像素的红、绿、蓝、alpha 通道值(每个值的范围是 0~255),因此该数组的长度等于图像的像素宽度 x 图像的像素高度 x 4。这个数组不仅可读,而且可写,因此通过操作这个数组,就可以达到操作图像的目的。
  • ImageData.width:浮点数,表示 ImageData 的像素宽度。
  • ImageData.height:浮点数,表示 ImageData 的像素高度。

(2)putImageData()

CanvasRenderingContext2D.putImageData()方法将ImageData对象的像素绘制在<canvas>画布上。该方法有两种使用格式。

ctx.putImageData(imagedata, dx, dy)
ctx.putImageData(imagedata, dx, dy, dirtyX, dirtyY, dirtyWidth, dirtyHeight)

该方法有如下参数。

  • imagedata:包含像素信息的 ImageData 对象。
  • dx:<canvas>元素内部的横坐标,用于放置 ImageData 图像的左上角。
  • dy:<canvas>元素内部的纵坐标,用于放置 ImageData 图像的左上角。
  • dirtyX:ImageData 图像内部的横坐标,用于作为放置到<canvas>的矩形区域的左上角的横坐标,默认为0。
  • dirtyY:ImageData 图像内部的纵坐标,用于作为放置到<canvas>的矩形区域的左上角的纵坐标,默认为0。
  • dirtyWidth:放置到<canvas>的矩形区域的宽度,默认为 ImageData 图像的宽度。
  • dirtyHeight:放置到<canvas>的矩形区域的高度,默认为 ImageData 图像的高度。

下面是将 ImageData 对象绘制到<canvas>的例子。

ctx.putImageData(imageData, 0, 0);

(3)createImageData()

CanvasRenderingContext2D.createImageData()方法用于生成一个空的ImageData对象,所有像素都是透明的黑色(即每个值都是0)。该方法有两种使用格式。

ctx.createImageData(width, height)
ctx.createImageData(imagedata)

createImageData()方法的参数如下。

  • width:ImageData 对象的宽度,单位为像素。
  • height:ImageData 对象的高度,单位为像素。
  • imagedata:一个现有的 ImageData 对象,返回值将是这个对象的拷贝。
var canvas = document.getElementById('myCanvas');
var ctx = canvas.getContext('2d');

var imageData = ctx.createImageData(100, 100);

上面代码中,imageData是一个 100 x 100 的像素区域,其中每个像素都是透明的黑色。

CanvasRenderingContext2D.save(),CanvasRenderingContext2D.restore() #

CanvasRenderingContext2D.save()方法用于将画布的当前样式保存到堆栈,相当于在内存之中产生一个样式快照。

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

ctx.save();

上面代码中,save()会为画布的默认样式产生一个快照。

CanvasRenderingContext2D.restore()方法将画布的样式恢复到上一个保存的快照,如果没有已保存的快照,则不产生任何效果。

上下文环境,restore方法用于恢复到上一次保存的上下文环境。

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

ctx.save();

ctx.fillStyle = 'green';
ctx.restore();

ctx.fillRect(10, 10, 100, 100);

上面代码画一个矩形。矩形的填充色本来设为绿色,但是restore()方法撤销了这个设置,将样式恢复上一次保存的状态(即默认样式),所以实际的填充色是黑色(默认颜色)。

CanvasRenderingContext2D.canvas #

CanvasRenderingContext2D.canvas属性指向当前CanvasRenderingContext2D对象所在的<canvas>元素。该属性只读。

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

ctx.canvas === canvas // true

图像变换 #

以下方法用于图像变换。

  • CanvasRenderingContext2D.rotate():图像旋转
  • CanvasRenderingContext2D.scale():图像缩放
  • CanvasRenderingContext2D.translate():图像平移
  • CanvasRenderingContext2D.transform():通过一个变换矩阵完成图像变换
  • CanvasRenderingContext2D.setTransform():取消前面的图像变换

(1)rotate()

CanvasRenderingContext2D.rotate()方法用于图像旋转。它接受一个弧度值作为参数,表示顺时针旋转的度数。

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

ctx.rotate(45 * Math.PI / 180);
ctx.fillRect(70, 0, 100, 30);

上面代码会显示一个顺时针倾斜45度的矩形。注意,rotate()方法必须在fillRect()方法之前调用,否则是不起作用的。

旋转中心点始终是画布左上角的原点。如果要更改中心点,需要使用translate()方法移动画布。

(2)scale()

CanvasRenderingContext2D.scale()方法用于缩放图像。它接受两个参数,分别是x轴方向的缩放因子和y轴方向的缩放因子。默认情况下,一个单位就是一个像素,缩放因子可以缩放单位,比如缩放因子0.5表示将大小缩小为原来的50%,缩放因子10表示放大十倍。

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

ctx.scale(10, 3);
ctx.fillRect(10, 10, 10, 10);

上面代码中,原来的矩形是 10 x 10,缩放后展示出来是 100 x 30。

如果缩放因子为1,就表示图像没有任何缩放。如果为-1,则表示方向翻转。ctx.scale(-1, 1)为水平翻转,ctx.scale(1, -1)表示垂直翻转。

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

ctx.scale(1, -2);
ctx.font = "16px serif";
ctx.fillText('Hello world!', 20, -20);

上面代码会显示一个水平倒转的、高度放大2倍的Hello World!

注意,负向缩放本质是坐标翻转,所针对的坐标轴就是画布左上角原点的坐标轴。

(3)translate()

CanvasRenderingContext2D.translate()方法用于平移图像。它接受两个参数,分别是 x 轴和 y 轴移动的距离(单位像素)。

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

ctx.translate(50, 50);
ctx.fillRect(0, 0, 100, 100);

(4)transform()

CanvasRenderingContext2D.transform()方法接受一个变换矩阵的六个元素作为参数,完成缩放、旋转、移动和倾斜等变形。

它的使用格式如下。

ctx.transform(a, b, c, d, e, f);
/*
a:水平缩放(默认值1,单位倍数)
b:水平倾斜(默认值0,单位弧度)
c:垂直倾斜(默认值0,单位弧度)
d:垂直缩放(默认值1,单位倍数)
e:水平位移(默认值0,单位像素)
f:垂直位移(默认值0,单位像素)
*/

下面是一个例子。

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

ctx.transform(2, 0, 0, 1, 50, 50);
ctx.fillRect(0, 0, 100, 100);

上面代码中,原始图形是 100 x 100 的矩形,结果缩放成 200 x 100 的矩形,并且左上角从(0, 0)移动到(50, 50)

注意,多个transform()方法具有叠加效果。

(5)setTransform()

CanvasRenderingContext2D.setTransform()方法取消前面的图形变换,将画布恢复到该方法指定的状态。该方法的参数与transform()方法完全一致。

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

ctx.translate(50, 50);
ctx.fillRect(0, 0, 100, 100);

ctx.setTransform(1, 0, 0, 1, 0, 0);
ctx.fillRect(0, 0, 100, 100);

上面代码中,第一个fillRect()方法绘制的矩形,左上角从(0, 0)平移到(50, 50)setTransform()方法取消了这个变换(已绘制的图形不受影响),将画布恢复到默认状态(变换矩形1, 0, 0, 1, 0, 0),所以第二个矩形的左上角回到(0, 0)

<canvas> 元素的方法 #

除了CanvasRenderingContext2D对象提供的方法,<canvas>元素本身也有自己的方法。

HTMLCanvasElement.toDataURL() #

<canvas>元素的toDataURL()方法,可以将 Canvas 数据转为 Data URI 格式的图像。

canvas.toDataURL(type, quality)

toDataURL()方法接受两个参数。

  • type:字符串,表示图像的格式。默认为image/png,另一个可用的值是image/jpeg,Chrome 浏览器还可以使用image/webp
  • quality:浮点数,0到1之间,表示 JPEG 和 WebP 图像的质量系数,默认值为0.92。

该方法的返回值是一个 Data URI 格式的字符串。

function convertCanvasToImage(canvas) {
  var image = new Image();
  image.src = canvas.toDataURL('image/png');
  return image;
}

上面的代码将<canvas>元素,转化成PNG Data URI。

var fullQuality = canvas.toDataURL('image/jpeg', 0.9);
var mediumQuality = canvas.toDataURL('image/jpeg', 0.6);
var lowQuality = canvas.toDataURL('image/jpeg', 0.3);

上面代码将<canvas>元素转成高画质、中画质、低画质三种 JPEG 图像。

HTMLCanvasElement.toBlob() #

HTMLCanvasElement.toBlob()方法用于将<canvas>图像转成一个 Blob 对象,默认类型是image/png。它的使用格式如下。

// 格式
canvas.toBlob(callback, mimeType, quality)

// 示例
canvas.toBlob(function (blob) {...}, 'image/jpeg', 0.95)

toBlob()方法可以接受三个参数。

  • callback:回调函数。它接受生成的 Blob 对象作为参数。
  • mimeType:字符串,图像的 MIMEType 类型,默认是image/png
  • quality:浮点数,0到1之间,表示图像的质量,只对image/jpegimage/webp类型的图像有效。

注意,该方法没有返回值。

下面的例子将<canvas>图像复制成<img>图像。

var canvas = document.getElementById('myCanvas');

function blobToImg(blob) {
  var newImg = document.createElement('img');
  var url = URL.createObjectURL(blob);

  newImg.onload = functio () {
    // 使用完毕,释放 URL 对象
    URL.revokeObjectURL(url);
  };

  newImg.src = url;
  document.body.appendChild(newImg);
}

canvas.toBlob(blobToImg);

Canvas 使用实例 #

动画效果 #

通过改变坐标,很容易在画布 Canvas 元素上产生动画效果。

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

var posX = 20;
var posY = 100;

setInterval(function () {
  ctx.fillStyle = 'black';
  ctx.fillRect(0, 0, canvas.width, canvas.height);

  posX += 1;
  posY += 0.25;

  ctx.beginPath();
  ctx.fillStyle = 'white';

  ctx.arc(posX, posY, 10, 0, Math.PI * 2, true);
  ctx.closePath();
  ctx.fill();
}, 30);

上面代码会产生一个小圆点,每隔30毫秒就向右下方移动的效果。setInterval()函数的一开始,之所以要将画布重新渲染黑色底色,是为了抹去上一步的小圆点。

在这个例子的基础上,通过设置圆心坐标,可以产生各种运动轨迹。下面是先上升后下降的例子。

var vx = 10;
var vy = -10;
var gravity = 1;

setInterval(function () {
  posX += vx;
  posY += vy;
  vy += gravity;
  // ...
});

上面代码中,x坐标始终增大,表示持续向右运动。y坐标先变小,然后在重力作用下,不断增大,表示先上升后下降。

像素处理 #

通过getImageData()方法和putImageData()方法,可以处理每个像素,进而操作图像内容,因此可以改写图像。

下面是图像处理的通用写法。

if (canvas.width > 0 && canvas.height > 0) {
  var imageData = context.getImageData(0, 0, canvas.width, canvas.height);
  filter(imageData);
  context.putImageData(imageData, 0, 0);
}

上面代码中,filter是一个处理像素的函数。以下是几种常见的filter

(1)灰度效果

灰度图(grayscale)就是取红、绿、蓝三个像素值的算术平均值,这实际上将图像转成了黑白形式。

grayscale = function (pixels) {
  var d = pixels.data;
  for (var i = 0; i < d.length; i += 4) {
    var r = d[i];
    var g = d[i + 1];
    var b = d[i + 2];
    d[i] = d[i + 1] = d[i + 2] = (r + g + b) / 3;
  }
  return pixels;
};

上面代码中,d[i]是红色值,d[i+1]是绿色值,d[i+2]是蓝色值,d[i+3]是 alpha 通道值。转成灰度的算法,就是将红、绿、蓝三个值相加后除以3,再将结果写回数组。

(2)复古效果

复古效果(sepia)是将红、绿、蓝三种值,分别取这三个值的某种加权平均值,使得图像有一种古旧的效果。

sepia = function (pixels) {
    var d = pixels.data;
    for (var i = 0; i < d.length; i += 4) {
      var r = d[i];
      var g = d[i + 1];
      var b = d[i + 2];
      d[i]     = (r * 0.393) + (g * 0.769) + (b * 0.189); // red
      d[i + 1] = (r * 0.349) + (g * 0.686) + (b * 0.168); // green
      d[i + 2] = (r * 0.272) + (g * 0.534) + (b * 0.131); // blue
    }
    return pixels;
};

(3)红色蒙版效果

红色蒙版指的是,让图像呈现一种偏红的效果。算法是将红色通道设为红、绿、蓝三个值的平均值,而将绿色通道和蓝色通道都设为0。

var red = function (pixels) {
  var d = pixels.data;
  for (var i = 0; i < d.length; i += 4) {
    var r = d[i];
    var g = d[i + 1];
    var b = d[i + 2];
    d[i] = (r + g + b)/3;        // 红色通道取平均值
    d[i + 1] = d[i + 2] = 0; // 绿色通道和蓝色通道都设为0
  }
  return pixels;
};

(4)亮度效果

亮度效果(brightness)是指让图像变得更亮或更暗。算法将红色通道、绿色通道、蓝色通道,同时加上一个正值或负值。

var brightness = function (pixels, delta) {
  var d = pixels.data;
  for (var i = 0; i < d.length; i += 4) {
    d[i] += delta;     // red
    d[i + 1] += delta; // green
    d[i + 2] += delta; // blue
  }
  return pixels;
};

(5)反转效果

反转效果(invert)是指图片呈现一种色彩颠倒的效果。算法为红、绿、蓝通道都取各自的相反值(255 - 原值)。

invert = function (pixels) {
  var d = pixels.data;
  for (var i = 0; i < d.length; i += 4) {
    d[i] = 255 - d[i];
    d[i + 1] = 255 - d[i + 1];
    d[i + 2] = 255 - d[i + 2];
  }
  return pixels;
};

参考链接 #

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最后生成于 2018-11-14 12:45:47

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