Canvas快速入门

2013-01-05

HTML5 Canvas

1. Canvas元素
2. 基础API
3. 高级功能

本文是一个Canvas快速入门，亦是Rob Hawkes《HTML5 Canvas基础教程》人民邮电出版社一书的读书笔记。

1. Canvas元素

以下html代码定义了一个canvas元素。

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <title>Canvas快速入门</title>
    <meta charset="utf-8"/>
</head>
<body>
<div>
    <canvas id="mainCanvas" width="640" height="480"></canvas>
</div>
</body>
</html>

通过以下Javascript语句访问canvas元素：

//DOM写法
window.onload = function () {
    var canvas = document.getElementById("mainCanvas");
    var context = canvas.getContext("2d");
};
//jQuery写法
$(document).ready(function () {
    var canvas = $("#mainCanvas");
    var context = canvas.get(0).getContext("2d");
});
//接下来就可以调用context的方法来调用绘图API

2. 基础API

2.1 坐标系统

Canvas 2D渲染上下文采用平面笛卡尔坐标系统，左上角为原点(0,0)，坐标系统的1个单位相当于屏幕的1个像素。具体如下图：
HTML5 Canvas坐标系统

2.2 绘制基本图形

2.2.1 矩形

//绘制一个填充矩形
context.fillRect(x, y, width, height)
//绘制一个边框矩形
context.strokeRect(x, y, width, height)
//清除一个矩形区域
context.clearRect(x, y, width, height)

2.2.2 线条

绘制线条与绘制图形有一些区别，线条实际上称为路径。要绘制一条简单的路径，首先必须调用beginPath方法，接着调用moveTo设置路径的起点坐标，然后调用lineTo设置线段终点坐标（可多次设置），再调用closePath完成路径绘制。最后调用stroke绘制轮廓（或调用fill填充路径）。以下为例子：

//示例
context.beginPath();    //开始路径
context.moveTo(40, 40);    //移动到点(40,40)
context.lineTo(300, 40);    //画线到点(300,30)
context.lineTo(40, 300);    //画线到点(40,300)
context.closePath();    //结束路径
context.stroke();    //绘制轮廓
//或者填充用context.fill();

2.2.3 圆形

Canvas实际上并没有专门绘制圆形的方法，可以通过画圆弧来模拟圆形。由于圆弧是一种路径，所以画圆弧的API应该包含在beginPath和closePath之间。

/* 绘制一条圆弧
 * @param x,y 圆心的横纵坐标
 * @param radius 圆的半径
 * @param startAngle 起始角度，以弧度为单位，x轴方向为0
 * @param endAngle 结束角度，以弧度为单位
 * @param anticlockwise 布尔值，表示是否按逆时针方向绘制
 */
context.arc(x, y, radius, startAngle, endAngle, anticlockwise)

更多用法参见Drawing shapes(MDN)。

2.3 样式

2.3.1 修改线条颜色

var color;
//指定RGB值
color = "rgb(255, 0, 0)";
//指定RGBA值（最后一个参数为alpha值，取值0.0~1.0）
color = "rgba(255, 0, 0, 1)";
//指定16进制码
color = "#FF0000";
//用单词指定
color = "red";
//设置填充颜色
context.fillStyle = color;
//设置边框颜色
context.strokeStyle = color;

2.3.2 修改线宽

//指定线宽值
var value= 3;
//设置边框颜色
context.linewidth = value;

更多样式介绍参见Applying styles and colors(MDN)。

2.4 绘制文本

//指定字体样式
context.font = "italic 30px 黑体";
//在点(40,40)处画文字
context.fillText("Hello world!", 40, 40);

2.5 绘制图像

在绘制图像之前，需要先定义图像并加载。

var img = new Image();
img.src = "myImage.png";
img.onload = function () {
    //图像加载完毕执行
};

以下是drawImage API解释：

//在(x,y)出绘制图像image
context.drawImage(image, x, y)
//在(x,y)出绘制width*height的图像image
context.drawImage(image, x, y, width, height)
//在image的(sx,sy)处截取sWidth*sHeight的图像，在(dx,dy)处绘制dWidth*dHeight的图像
context.drawImage(image, sx, sy, sWidth, sHeight, dx, dy, dWidth, dHeight)

3. 高级功能

3.1 使Canvas填满浏览器窗口

最简单的方式是将canvas元素的宽度和高度精确设置为浏览器窗口的宽度和高度，用CSS消去白色空隙。

CSS代码：

* {
    margin: 0;
    padding: 0;
}

html, body {
    height: 100%;
    width: 100%;
}

canvas {
    display: block;
}

Javascript代码：

function resizeCanvas() {
    //canvas由jQuery获取
    canvas.attr("width", $(window).get(0).innerWidth);
    canvas.attr("height", $(window).get(0).innerHeight);
    context.fillRect(0, 0, canvas.width(), canvas.height());
}
$(window).resize(resizeCanvas);
resizeCanvas();

3.2 绘图状态

在canvas中，绘图状图指的是描述某一时刻2D渲染上下文外观的整套属性，包括：变换矩阵、裁剪区域、globalAlpha、globalCompositeOperation、strokeStyle、fillStyle、lineWidth、lineCap、lineJoin、miterLimit、shadowOffsetX、shadowOffsetY、shadowBlur、shadowColor、font、textAlign和textBaseline。

当需要改变画布全局状态时，一般先将当前状态保存起来——调用save方法将状态推入绘图状态栈），做完操作之后，再调用restore方法回复绘图状态。

//示例
context.save();
context.globalAlpha = 0.5;
context.fillRect(0, 0, 200, 100);
context.restore();

3.3 变形

3.3.1 平移

将2D渲染上下文的原点从一个位置移动到另一个位置。注意，这里移动的是坐标原点即全局绘图位置，API如下：

//将坐标原点移动到(x,y)
context.translate(x, y)

3.3.2 缩放

//将全局横纵尺寸缩放至x,y倍（即在原有数值乘上倍乘因子）
context.scale(x, y)

3.3.3 旋转

//将画布绕着原点旋转radius弧度
context.rotate(radius)

更多高级特性参见Transformations(MDN)。

参考文献：Rob Hawkes《HTML5 Canvas基础教程》人民邮电出版社

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