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[HTML5] HTML5 Canvas API详解

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genie1003的头像 楼主
发表于 2015-7-14 19:40:00 | 显示全部楼层 |阅读模式
  HTML5 是一个新兴标准,它正在以越来越快的速度替代久经考验的 HTML4。HTML5 是一个 W3C “工作草案” — 意味着它仍然处于开发阶段 — 它包含丰富的元素和属性,它们都支持现行的 HTML 4.01 版本规范。它还引入了几个新元素和属性,它们适用许多使用 web 页面的领域 — 音频、视频、图形、数据存储、内容呈现,等等。本文主要关注图形方面的增强:canvas。

  新的 HTML5 canvas 是一个原生 HTML 绘图簿,用于 JavaScript 代码,不使用第三方工具。跨所有 web 浏览器的完整 HTML5 支持还没有完成,但在新兴的支持中,canvas 已经可以在几乎所有现代浏览器上良好运行了,但 Windows® Internet Explorer® 除外。幸运的是,一个解决方案已经出现,将 Internet Explorer 也包含进来。

  本质上,canvas 元素是一个白板,直到您在它上面 “绘制” 一些可视内容。与拥有各种画笔的艺术家不同,您使用不同的方法在 canvas 上作画。您甚至可以在 canvas 上创建并操作动画,这不是使用画笔和油彩所能够实现的。

  Canvas API(画布)用于在网页实时生成图像,并且可以操作图像内容,基本上它是一个可以用JavaScript操作的位图(bitmap)。

  使用前,首先需要新建一个canvas网页元素。
  1. <canvas id="myCanvas" width="400" height="200">
  2.     您的浏览器不支持canvas!
  3. </canvas>
  4. <!-- 如果浏览器不支持这个API,则就会显示canvas标签中间的文字——“您的浏览器不支持canvas!”。 -->
复制代码

  每个canvas元素都有一个对应的context对象(上下文对象),Canvas API定义在这个context对象上面,所以需要获取这个对象,方法是使用getContext方法。
  1. var canvas = document.getElementById('myCanvas');
  2. if (canvas.getContext) {
  3.     var ctx = canvas.getContext('2d');
  4. }
  5.   // getContext方法指定参数2d,表示该canvas对象用于生成2D图案(即平面图案)。如果参数是3d,就表示用于生成3D图像(即立体图案),这部分实际上单独叫做WebGL API(看博主其他文章)。
复制代码

  canvas画布提供了一个用来作图的平面空间,该空间的每个点都有自己的坐标,x表示横坐标,y表示竖坐标。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。

  绘制路径
  beginPath方法表示开始绘制路径,moveTo(x, y)方法设置线段的起点,lineTo(x, y)方法设置线段的终点,stroke方法用来给透明的线段着色。
  1. ctx.beginPath(); // 开始路径绘制
  2. ctx.moveTo(20, 20); // 设置路径起点,坐标为(20,20)
  3. ctx.lineTo(200, 20); // 绘制一条到(200,20)的直线
  4. ctx.lineWidth = 1.0; // 设置线宽
  5. ctx.strokeStyle = "#CC0000"; // 设置线的颜色
  6. ctx.stroke(); // 进行线的着色,这时整条线才变得可见
  7. //moveto和lineto方法可以多次使用。最后,还可以使用closePath方法,自动绘制一条当前点到起点的直线,形成一个封闭图形,省却使用一次lineto方法。
复制代码

  绘制矩形
  fillRect(x, y, width, height)方法用来绘制矩形,它的四个参数分别为矩形左上角顶点的x坐标、y坐标,以及矩形的宽和高。fillStyle属性用来设置矩形的填充色。
  1. ctx.fillStyle = 'yellow';
  2. ctx.fillRect(50, 50, 200, 100);
  3. //strokeRect方法与fillRect类似,用来绘制空心矩形。
  4. ctx.strokeRect(10,10,200,100);
  5. //clearRect方法用来清除某个矩形区域的内容。
  6. ctx.clearRect(100,50,50,50);
复制代码

  绘制文本
  fillText(string, x, y) 用来绘制文本,它的三个参数分别为文本内容、起点的x坐标、y坐标。使用之前,需用font设置字体、大小、样式(写法类似与CSS的font属性)。与此类似的还有strokeText方法,用来添加空心字。
  1. // 设置字体
  2. ctx.font = "Bold 20px Arial";
  3. // 设置对齐方式
  4. ctx.textAlign = "left";
  5. // 设置填充颜色
  6. ctx.fillStyle = "#008600";
  7. // 设置字体内容,以及在画布上的位置
  8. ctx.fillText("Hello!", 10, 50);
  9. // 绘制空心字
  10. ctx.strokeText("Hello!", 10, 100);
  11. //fillText方法不支持文本断行,即所有文本出现在一行内。所以,如果要生成多行文本,只有调用多次fillText方法。
复制代码

  绘制圆形和扇形
  arc方法用来绘制扇形
  1. ctx.arc(x, y, radius, startAngle, endAngle, anticlockwise);
  2. //arc方法的x和y参数是圆心坐标,radius是半径,startAngle和endAngle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)
  3. //绘制实心的圆形
  4. ctx.beginPath();
  5. ctx.arc(60, 60, 50, 0, Math.PI*2, true);
  6. ctx.fillStyle = "#000000";
  7. ctx.fill();
  8. //绘制空心圆形
  9. ctx.beginPath();
  10. ctx.arc(60, 60, 50, 0, Math.PI*2, true);
  11. ctx.lineWidth = 1.0;
  12. ctx.strokeStyle = "#000";
  13. ctx.stroke();
复制代码

  设置渐变色
  createLinearGradient方法用来设置渐变色。
  1. var myGradient = ctx.createLinearGradient(0, 0, 0, 160);
  2. myGradient.addColorStop(0, "#BABABA");
  3. myGradient.addColorStop(1, "#636363");
  4. //createLinearGradient方法的参数是(x1, y1, x2, y2),其中x1和y1是起点坐标,x2和y2是终点坐标。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
  5. ctx.fillStyle = myGradient;
  6. ctx.fillRect(10,10,200,100);
复制代码

  设置阴影
  一系列与阴影相关的方法,可以用来设置阴影。
  1. ctx.shadowOffsetX = 10; // 设置水平位移
  2. ctx.shadowOffsetY = 10; // 设置垂直位移
  3. ctx.shadowBlur = 5; // 设置模糊度
  4. ctx.shadowColor = "rgba(0,0,0,0.5)"; // 设置阴影颜色
  5. ctx.fillStyle = "#CC0000";
  6. ctx.fillRect(10,10,200,100);
复制代码
  1. //canvas允许将图像文件插入画布,做法是读取图片后,使用drawImage方法在画布内进行重绘。
  2. var img = new Image();
  3. img.src = "image.png";
  4. ctx.drawImage(img, 0, 0); // 设置对应的图像对象,以及它在画布上的位置
  5. //由于图像的载入需要时间,drawImage方法只能在图像完全载入后才能调用,因此上面的代码需要改写。
  6. var image = new Image();
  7. image.onload = function() {
  8.     if (image.width != canvas.width)
  9.         canvas.width = image.width;
  10.     if (image.height != canvas.height)
  11.         canvas.height = image.height;
  12.     ctx.clearRect(0, 0, canvas.width, canvas.height);
  13.     ctx.drawImage(image, 0, 0);
  14. }
  15. image.src = "image.png";
  16. //drawImage()方法接受三个参数,第一个参数是图像文件的DOM元素(即img标签),第二个和第三个参数是图像左上角在//Canvas元素中的坐标,上例中的(0, 0)就表示将图像左上角放置在Canvas元素的左上角。

  17. //getImageData方法可以用来读取Canvas的内容,返回一个对象,包含了每个像素的信息。
  18. var imageData = context.getImageData(0, 0, canvas.width, canvas.height);
  19. //imageData对象有一个data属性,它的值是一个一维数组。该数组的值,依次是每个像素的红、绿、蓝、alpha通道值,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,每个值的范围是0–255。这个数组不仅可读,而且可写,//因此通过操作这个数组的值,就可以达到操作图像的目的。修改这个数组以后,使用putImageData方法将数组内容重新绘//制在Canvas上。
  20. context.putImageData(imageData, 0, 0);

  21. //对图像数据做出修改以后,可以使用toDataURL方法,将Canvas数据重新转化成一般的图像文件形式。
  22. function convertCanvasToImage(canvas) {
  23.   var image = new Image();
  24.   image.src = canvas.toDataURL("image/png");
  25.   return image;
  26. }

  27. //save方法用于保存上下文环境,restore方法用于恢复到上一次保存的上下文环境。
  28. ctx.save();
  29. ctx.shadowOffsetX = 10;
  30. ctx.shadowOffsetY = 10;
  31. ctx.shadowBlur = 5;
  32. ctx.shadowColor = "rgba(0,0,0,0.5)";
  33. ctx.fillStyle = "#CC0000";
  34. ctx.fillRect(10,10,150,100);
  35. ctx.restore();
  36. ctx.fillStyle = "#000000";
  37. ctx.fillRect(180,10,150,100);
  38. //先用save方法,保存了当前设置,然后绘制了一个有阴影的矩形。接着,使用restore方法,恢复了保存前的设置,绘制//了一个没有阴影的矩形

  39. //利用JavaScript,可以在canvas元素上很容易地产生动画效果
  40. var posX = 20,
  41.     posY = 100;
  42. setInterval(function() {
  43.     context.fillStyle = "black";
  44.     context.fillRect(0,0,canvas.width, canvas.height);
  45.     posX += 1;
  46.     posY += 0.25;
  47.     context.beginPath();
  48.     context.fillStyle = "white";
  49.     context.arc(posX, posY, 10, 0, Math.PI*2, true);
  50.     context.closePath();
  51.     context.fill();
  52. }, 30);
  53. //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。
  54. //通过设置圆心坐标,可以产生各种运动轨迹。
  55. //先上升后下降。
  56. var vx = 10,
  57.     vy = -10,
  58.     gravity = 1;
  59. setInterval(function() {
  60.     posX += vx;
  61.     posY += vy;
  62.     vy += gravity;
  63.     // ...
  64. });
  65. //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。
  66. //小球不断反弹后,逐步趋于静止
  67. var vx = 10,
  68.     vy = -10,
  69.     gravity = 1;
  70. setInterval(function() {
  71.     posX += vx;
  72.     posY += vy;
  73.     if (posY > canvas.height * 0.75) {
  74.           vy *= -0.6;
  75.           vx *= 0.75;
  76.           posY = canvas.height * 0.75;
  77.     }
  78.     vy += gravity;
  79.     // ...
  80. });
  81. //一旦小球的y坐标处于屏幕下方75%的位置,向x轴移动的速度变为原来的75%,而向y轴反弹上一次反弹高度的40%。

  82. //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。
  83. //假定filter是一个处理像素的函数,那么整个对Canvas的处理流程,可以用下面的代码表示。
  84. if (canvas.width > 0 && canvas.height > 0) {
  85.     var imageData = context.getImageData(0, 0, canvas.width, canvas.height);
  86.     filter(imageData);
  87.     context.putImageData(imageData, 0, 0);
  88. }

  89. //以下是几种常见的处理方法。
  90. //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。假定d[i]是像素数组中一个象素的红色值,则d[i+1]为绿色值,d[i+2]为蓝色值,d[i+3]就//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。
  91. grayscale = function (pixels) {
  92.     var d = pixels.data;
  93.     for (var i = 0; i < d.length; i += 4) {
  94.       var r = d[i];
  95.       var g = d[i + 1];
  96.       var b = d[i + 2];
  97.       d[i] = d[i + 1] = d[i + 2] = (r+g+b)/3;
  98.     }
  99.     return pixels;
  100. };

  101. //复古效果(sepia)则是将红、绿、蓝三个像素,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。
  102. sepia = function (pixels) {
  103.     var d = pixels.data;
  104.     for (var i = 0; i < d.length; i += 4) {
  105.       var r = d[i];
  106.       var g = d[i + 1];
  107.       var b = d[i + 2];
  108.       d[i]     = (r * 0.393)+(g * 0.769)+(b * 0.189); // red
  109.       d[i + 1] = (r * 0.349)+(g * 0.686)+(b * 0.168); // green
  110.       d[i + 2] = (r * 0.272)+(g * 0.534)+(b * 0.131); // blue
  111.     }
  112.     return pixels;
  113. };

  114. //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。
  115. red = function (pixels) {
  116.     var d = pixels.data;
  117.     for (var i = 0; i < d.length; i += 4) {
  118.       var r = d[i];
  119.       var g = d[i + 1];
  120.       var b = d[i + 2];
  121.       d[i] = (r+g+b)/3;        // 红色通道取平均值
  122.       d[i + 1] = d[i + 2] = 0; // 绿色通道和蓝色通道都设为0
  123.     }
  124.     return pixels;
  125. };

  126. //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。
  127. brightness = function (pixels, delta) {
  128.     var d = pixels.data;
  129.     for (var i = 0; i < d.length; i += 4) {
  130.           d[i] += delta;     // red
  131.           d[i + 1] += delta; // green
  132.           d[i + 2] += delta; // blue   
  133.     }
  134.     return pixels;
  135. };

  136. //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)。
  137. invert = function (pixels) {
  138.     var d = pixels.data;
  139.     for (var i = 0; i < d.length; i += 4) {
  140.         d[i] = 255 - d[i];
  141.         d[i+1] = 255 - d[i + 1];
  142.         d[i+2] = 255 - d[i + 2];
  143.     }
  144.     return pixels;
  145. };
复制代码

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发表于 2015-8-10 19:12:33 | 显示全部楼层
LZ敢整点更有创意的不?兄弟们等着围观捏~
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发表于 2015-9-25 09:50:05 | 显示全部楼层
兼容性方面,HTML5确实有优势
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