HTML5 绘图技术「Canvas」和「SVG」

2020-08-10

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本文重点还是要介绍Canvas，但每次提起Canvas，脑海总会想起SVG，因此先做个简单的对比。

*Canvas 和 SVG 对比

Canvas 和 SVG 都是 html5 中推荐的也是主要的2D图形绘制技术

Canvas 提供画布标签和绘制API，技术比较新，注重栅格图像处理。
SVG是一套独立的矢量图形语言，成为W3C标准已经有十几年，发展缓慢。
Canvas 基于像素，提供 2D 绘制函数，是一种HTML元素类型，依赖于HTML，只能通过脚本绘制图案；
SVG为矢量图，提供一系列图形元素（Rect，Path，Circle，Line...）；还有完整的动画，时间机制，本身就能独立使用，也可以嵌入到HTML中。O

**适用场景

Canvas 提供功能更原始，动态渲染和大数据量绘制

依赖分辨率
不支持事件处理器
弱的文本渲染能力
能够以.png 或 .jpg 格式保存结果图像
最适合图像密集型游戏，其中的许多对象会被频繁的重绘。

SVG功能更完善，适合静态图片展示，高保证文档查看和打印的应用场景；

不依赖分辨率
支持事件处理器
最适合带有大型渲染区域的应用程序（比如谷歌地图）
复杂度高会减慢渲染速度（任何过度使用 DOM 的应用都不快）
不适合游戏应用

0. 什么是 Canvas

<canvas>是H5新增的组件，就像一块幕布，一个可以使用脚本（通常为JAVAscript）在其中绘制图形的HTML元素，他可以用来制作各种图、表，或者一些动画。在没有<canvas>的年代，绘图只能借助Flash插件实现，需要使用 JavaScript和flash交互，现在我们省去了flash，直接使用javascript完成绘制。

1. 创建一个 <canvas>

一个canvas定义了一个指定的矩形框，在这个范围内我们可以随意绘制html代码

<canvas id="mycanvas" width="200" height="100"></canvas>

一个使用技巧：在<canvas>内部添加一些说明性的<html>代码，什么作用呢？当浏览器支持<canvas>的时候，它将忽略<canvas>内部的内容，如果不支持，它将显示内部的HTML：html代码

<canvas id="mycanvas" width="200" height="100">
  <p>您的浏览器不支持Canvas</p>
</canvas>

通过canvas.getContext属性获取canvas内部内容。javascript代码

window.onload = function () {
  var canvas = document.getElementById("mycanvas");
  if (canvas.getContext) {
    document.write("支持")
  }else{
    document.write("不支持")
  }
}

结果展示

运行结果

2. 获取canvas

javascript通过id获取canvas：

var c = document.getElementById("mycanvas");

获得绘制环境：
一般页面上绘制的都是2d图像。所以我们使用的是'2d' 标准。拥有多种绘制路径，矩形，圆形，字符以及图像的方法。

var ctx = getContext('2d')

该方法能够获取canvasRenderingContext对象，我们所有的操作都需要通过这个对象来完成。注：如果想要绘制3d图像，请使用WebGL规范，即

var gl = getContext('webgl');

我们已经获取了canvasRenderingContext2D对象，接下来我们可以在该对象上开始绘制图形了

3. canvas坐标

我们可以再canvas上绘制各种形状，在此之前，我们先了解一下坐标系统。

canvas坐标以我们定义的canvas画布的左上角为起点，水平向右为x轴，竖直向下为Y轴，以像素为单位，所以每个点都是非负整数。

4. 绘制图形 - 矩形

我们必须明确知道，canvas元素本身没有绘图能力，所有的绘制工作必须在JavaScript内部完成公式方法

fillRect(x, y, width, height)

效果先看

canvas绘制一个红色矩形

html代码

<canvas id="cv" width="200" height="200"></canvas>

css代码

* {background-color: #4e4e4e;}
canvas { background-color: white; }

javascript代码

var c = docuent.getElementById("mycanvas");
var cts = document.getContext("2d");
ctx.fillStyle = "#ff0000";
ctx.fillRect(0,0,150,75);

案例分析 前两步已经解释过了，fillStyle属性可以是颜色，渐变，或图案；默认值是颜色中的黑色#000000。 fillRect(x, y, width, height)；注意每个值的意思，别理解成(x1, y1, x2, y2)

5. canvas 绘制路径 - 线条

canvas画线，我们使用以下方法：

moveTo(x, y) - 定义线条的开始位置；
lineTo(x, y) - 定义线条的结束位置；
绘制线条我们必须使用到 "ink" 的方法，就像stroke().

效果先看

html代码

<canvas id="cv" width="150" height="150">
  <p>您的浏览器不支持canvas</p>
</canvas>

javascript代码

var c=document.getElementById("cv");
var cxt=c.getContext("2d");
cxt.moveTo(20,10);
cxt.lineTo(200,100);
cxt.lineTo(20,100);
cxt.stroke();

css代码

canvas {
  border: solid 1px #000;
  padding-left: 100px;
  margin-left: 100px;
}

案例分析： 该案例中我故意埋了几个点：

设置canvas宽度高度不足画线设定的起始终或结束位置，所画的线并不会超出画布范围。
设置padding-left: 100px;，画线受内边距影响
设置margin-left: 100px;画布右偏移了100像素，画线相对画布的位置依旧不变。

所以我们得出结论，无论什么情况下，画线都只会在画布内部有效。

6. Canvas绘制路径 - 圆形

Canvas API 也使用了路径的表示法。但是，路径由一系列的方法调用来定义，而不是描述为字母和数字的字符串，比如调用 beginPath()和 arc() 方法。一旦定义了路径，其他的方法，如fill()，都是对此路径操作。绘图环境的各种属性，比如 fillStyle，说明了这些操作如何使用。绘制圆形，公式如下

arc(x, y, r, start, stop);   //画圆 start 和 stop 一般用Math.PI辅助得出

效果先看

在圆心为(70,60)处绘制一个半径为40的圆

思路
绘制路径调用beginPath() 和 closePath() 来描述开始和结束绘制，调用fill()使其生效。

javascript代码

var c = document.getElementById("cv");
var ctx = c.getContext("2d");
ctx.beginPath();
ctx.arc(70, 60, 40, 0, 2*Math.PI);
ctx.closePath();
ctx.fillStyle="pink";
ctx.fill();

7. Canvas绘制图形 - 综合案例

在继续往下说之前，我想让大家再看一个复杂/系统一点的案例，这对我们更深入理解和巩固canvas绘图会有很大的帮助效果先看

综合案例 - 绘制笑脸

html代码

<canvas id="cv" width="150" height="150"></canvas>

javascript代码

var c = document.getElementById("cv");
var ctx = c.getContext("2d");

ctx.clearRect(0, 0, 150, 150); // 擦除(0, 0)位置大小为150的矩形，擦除的意思就是把该区域变得透明
ctx.fillStyle="pink";  // 规定要填充区域的颜色（也可以是渐变或图案）
ctx.fillRect(20, 20, 110, 110); //指定填充的区域

// 定义路径，利用Path绘制复杂的路径
var path = new Path2D();
path.arc(75, 75, 50, 0, 2*Math.PI, true);  // true或false来指定是正向绘制还是反向绘制
path.moveTo(105, 78);   // 将绘制笔头移动到指定坐标
path.arc(75, 78, 30, 0, Math.PI, false);   // 此处绘制一个 半圆
path.moveTo(65, 60);
path.arc(60, 60, 5, 0, 2*Math.PI, true);
path.moveTo(95, 60);
path.arc(90, 60, 5, 0, 2*Math.PI, true);
path.moveTo(75, 70);
path.lineTo(75, 78);
  
ctx.strokeStyle="white";  // 设置绘制笔头的颜色
ctx.stroke(path);     // 将所设定的路径 画 出来

8. 绘制文本阴影

canvas利用fillText()来规定文本，我们可以设置文本的字体，颜色，阴影等，与CSS完全一致。语法

c.fillText(text, padding-left, padding-top);

效果先看

给文字绘上阴影

javascript代码

var c = document.getElementById("cv");
var ctx = c.getContext("2d");
ctx.shadowOffsetX = 4;
ctx.shadowOffsetY = 4;
ctx.shadowBlur = 4;
ctx.shadowColor = '#FF0000';
ctx.font = '18px Arial';
ctx.fillStyle = '#333333';
ctx.fillText('带阴影的文字', 20, 40);

9. 绘制空心文本

绘制语法

c.strokeText(text, padding-left, padding-top);

效果先看

空心文字

很简单，在上例的基础上我做了一下两个地方的修改，就得到了以上的效果。javascript代码

ctx.font = '24px Arial';
ctx.strokeText('果汁凉茶', 25, 70);

10. 绘制渐变色

渐变色可以填充在矩形，圆形，线条，文本等等各种形状中，填充我们指定的颜色绘制语法

// 创建 线性渐变
createLinearGradient( start_x, start_y, end_x, end_y);

// 创建一个径向/圆/放射性渐变
createRadialGradient(start_origin_x, start_origin_y, start_r, end_origin_x, end_origin_y, end_r)

当我们使用渐变对象时，必须使用至少两种颜色作为停止颜色。
addColorStop()方法指定颜色停止，参数使用坐标来描述，可以是0-1；
使用渐变，设置fillStyle或strokeStyle()的值为渐变，然后绘制形状，如矩形，文本，线条。

createLinearGradient() 实例：

效果先看

线性渐变颜色填充

javascript代码

var c = document.getElementById("cv");
var ctx = c.getContext("2d");

// 创建渐变规则
var grd = ctx.createLinearGradient(0, 0, 200, 0);
grd.addColorStop(0, "#ff0000");
grd.addColorStop(0.25, "#ffffff");
grd.addColorStop(0.5, "#00ff00");
grd.addColorStop(0.75, "#00ffff");
grd.addColorStop(1, "#ffff00");

// 将渐变颜色填充到画布上
ctx.fillStyle = grd;
ctx.fillRect(10, 10, 180, 80);

createRadialGradient() 实例

效果先看

放射性渐变颜色填充

html代码

<canvas id="cv" width="200" height="200">
  您的浏览器不支持canvas
</canvas>

javascript代码

var c = document.getElementById("cv");
var ctx = c.getContext("2d");

// 创建渐变规则
var grd = ctx.createRadialGradient(100, 100, 3, 100, 100, 100);
grd.addColorStop(0, "#ff0000");
grd.addColorStop(0.25, "#ffffff");
grd.addColorStop(0.5, "#00ff00");
grd.addColorStop(0.75, "#00ffff");
grd.addColorStop(1, "#ffff00");

// 将渐变颜色填充到画布上
ctx.fillStyle = grd;
ctx.fillRect(10, 10, 180, 180);

11. 使用图像

把一幅图放置到画布上，使用以下方法

使用语法

drawImage(image, start_x, start_y)

效果先看

图片背景

javascript代码

var c = document.getElementById("cv");
var ctx = c.getContext("2d");

var img=new Image()
img.src="flower.png"
cxt.drawImage(img,0,0);

结束语

除了能绘制基本的形状和文本，还可以实现动画、缩放、各种过滤和像素转换等高级操作。如果考虑实现非常浮渣的操作，考虑一下优化方案：

通过创建一个不可见的canvas来绘图，然后将最终绘制的结果复制到页面的可见的canvas中；
尽量使用整数坐标而不是浮点数；
可以创建多个重叠的Canvas绘制不同的层，而不是在一个Canvas中绘制非常复杂的图；
北京图片如果不变，可以直接使用<img>标签并放到最底层。

作者：果汁凉茶丶
链接：https://www.jianshu.com/p/7bb4896be61c
来源：简书
著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。

HTML5 绘图技术 「Canvas」和「SVG」

*Canvas 和 SVG 对比

0. 什么是 Canvas

1. 创建一个 <canvas>

2. 获取canvas

3. canvas坐标

4. 绘制图形 - 矩形

5. canvas 绘制路径 - 线条

6. Canvas绘制路径 - 圆形

7. Canvas绘制图形 - 综合案例

8. 绘制文本阴影

9. 绘制空心文本

10. 绘制渐变色

createLinearGradient() 实例：

createRadialGradient() 实例

11. 使用图像

结束语

HTML5 绘图技术「Canvas」和「SVG」