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Appearance

Canvas ​

概念 ​

Canvas 是 HTML5 提供的绘图 API, 它可以通过 JS 在 网页上绘制图形、图像、动画

它是基于像素的绘图技术, 可以通过一系列 API 方法来操作像素数据, 创建并操纵图形元素

应用场景包含:

  1. 创建交互式的数据可视化
  2. 绘制图表
  3. 图像编辑工具
  4. 游戏和动画效果

基础 ​

矩形 ​

  • fillRect

    绘制一个填充矩形

    Js
    fillRect(x, y, width, height)

  • strokeRect

    绘制一个矩形边框

    Js
    strokeRect(x, y, width, height)

  • clearRect

    清除指定矩形区域, 让清除部分完全透明

    Js
    clearRect(x, y, width, height)

路径 ​

  • beginPath

    新建一条路径, 生成之后, 图形绘制命令被指向到路径上生成路径

  • closePath

    闭合路径之后图形绘制命令又重新指向到上下文中

  • stroke

    通过线条来绘制图形轮廓

  • fill

    通过填充路径的内容区域生成实心图形

移动笔触 ​

将笔触移动到 x, y 坐标上

Js
moveTo(x, y)

线 ​

绘制一条从当前位置到 x, y 位置的直线

Js
lineTo(x, y)

圆弧 ​

  • arc

    画一个以 (x, y) 为圆心, 以 radius 为半径的圆弧, 从 startAngle 开始 导 endAngle 结束, 按照 anticlockwise 给定的方向(默认为顺时针)来生成

    Js
    /**
 * startAngle: number
* endAngle: number
* radius: number
* anticlockwise: boolean
*
*/
arc(x, y, radius, startAngle, endAngle, anticlockwise)

    角度单位是以弧度表示, 一个完整的圆等于 2π 弧度 (Math.PI * 2)

  • arcTo

    根据给定的控制点和半径画一段圆弧, 再以直线连接两个控制点

    Js
    arcTo(x1, y1, x2, y2, radius)

贝塞尔曲线 ​

示例:

  • quadraticCurveTo

    绘制二次贝塞尔曲线, cp1x, cp1y 为一个控制点, (x, y) 为结束点

    Js
    quadraticCurveTo(cp1x, cp1y, x, y)

  • bezierCurveTo

    绘制三次贝塞尔曲线, cp1x, cp1y 为控制点一, cp2x, cp2y 为控制点二, (x, y)为结束点

    Js
    bezierCurveTo(cp1x, cp1y, cp2x, cp2y, x, y)

样式 ​

色彩 ​

  • fillStyle

    设置图形的填充颜色

    Js
    ctx.fillStyle = 'red'

  • strokeStyle

    设置图形轮廓颜色

    Js
    ctx.strokeStyle = 'red'

透明度 ​

  • globalAlpha

    设置完这个属性, 将会影响 canvas 后续绘制的所有图形透明度, 在需要绘制大量相同透明度的图形时相当高效

    Js
    ctx.globalAlpha = 0.2

线型 ​

  • lineWidth

    设置线条宽度

    Js
    ctx.lineWidth = 10

  • lineCap

    设置线条末端样式

    Js
    /**
 * butt: 线段末端以方形结束
 * round: 线段末端以圆形结束
 * square: 线段末端以方形结束，但是增加了一个宽度和线段相同, 高度是线段厚度一半的矩形区域
 * 默认是 butt
 */
ctx.lineCap = "butt";

  • lineJoin

    设定线条与线条间 接合处的样式

    Js
    /**
 * bevel: 在相连部分的末端填充一个额外的以三角形为底的区域，每个部分都有各自独立的矩形拐角
 * round: 通过填充一个额外的，圆心在相连部分末端的扇形，绘制拐角的形状。圆角的半径是线段的宽度
 * miter: 通过延伸相连部分的外边缘，使其相交于一点，形成一个额外的菱形区域。这个设置可以通过 miterLimit 属性看到效果
 * 默认是 miter
 */
ctx.lineJoin = "miter";

  • miterLimit

    限制当两条线相交时交接处最大长度; 交接处长度是指线条交接处内角顶点到外角顶点的长度

  • getLineDash

    返回一个包含当前虚线样式, 长度为 非负偶数的数组

  • setLineDash

    设置当前虚线样式

    Js
    /**
 * w1: 线段长
 * w2: 间隙长
 *
 */
ctx.setLineDash([w1, w2])

  • lineDashOffset

    设置虚线样式的起始偏移量

    Js
    ctx.lineDashOffset = 10

渐变 ​

  • createLinearGradient

    Js
    /**
 * (x1, y1): 渐变起点
 * (x2, y2): 渐变终点
 */
ctx.createLinearGradient(x1, y1, x2, y2)

  • createRadialGradient

    createRadialGradient 方法接受 6 个参数, 前三个定义一个以 (x1, y1) 为原点, 半径为 r1 的圆, 后三个参数则定义另一个以 (x2, y2) 为原点, 半径为 r2 的圆

    Js
    ctx.createRadialGradient(x1, y1, r1, x2, y2, r2)

  • gradient.addColorStop

    添加 色标

    Js
    /**
 * position: 0 < position < 1 的数值, 代表渐变中颜色所在的相对位置
 * color: 颜色
 */
linearGradient.addColorStop(position, color);

// example
const linearGradient = ctx.createLinearGradient(0, 0, 150, 150);
linearGradient.addColorStop(1, "black");

阴影 ​

  • shadowOffsetX、shadowOffsetY

    阴影方向, 正数往下或右延伸, 负数往上或左延伸, 默认为 0

    Js
    ctx.shadowOffsetX = 2;
ctx.shadowOffsetY = 2;

  • shadowBlur

    阴影模糊程度, 默认为 0

  • shadowColor

    阴影颜色, 默认全透明黑色

Canvas 填充规则 ​

使用到 fill、clip、isPointinPath 时可以选择一个填充规则

  • nonzero

    非零缠绕规则

  • evenodd

    奇偶规则

绘制文本 ​

  • fillText

    在指定位置填充文本

    Js
    /**
 * text: 文本
 * (x, y): 坐标
 * maxWidth?: 最大宽度
 *
 */
ctx.fillText(text, x, y, [, maxWidth])

  • strokeText

    在指定位置绘制文本边框

    Js
    // 参数同上
ctx.strokeText(text, x, y, [, maxWidth])

样式 ​

  • font

    绘制文本样式, 跟 CSS font 属性一样

  • textAlign

    文本对齐选项

    Js
    // start end left right center 默认是 start
ctx.textAlign = 'start'

  • textBaseline

    基线对齐选项

    Js
    // top hanging middle alphabetic ideographic bottom 默认是 alphabetic
ctx.textBaseline = 'top'

  • direction

    文本方向

    Js
    // ltr rtl inherit 默认是 inherit
ctx.direction = 'inherit'

测量文本宽度 ​

  • measureText

    Js
    const text = ctx.measureText('foo')
text.width // 16

图像使用 ​

变形 ​

状态的保存和恢复 ​

  • save

    保存画布所有状态

  • restore

    恢复画布状态

每次调用 save, 当前状态保存在栈中, 一个绘画状态包含

  • 当前应用的变形(移动、旋转和缩放)
  • 这些属性: strokeStyle, fillStyle, globalAlpha, lineWidth, lineCap, lineJoin, miterLimit, lineDashOffset, shadowOffsetX, shadowOffsetY, shadowBlur, shadowColor, globalCompositeOperation, font, textAlign, textBaseline, direction, imageSmoothingEnabled
  • 裁切路径(clipping path)

移动 ​

  • translate

    移动 canvas 和原点到 (x, y)

    Js
    ctx.translate(x, y)

旋转 ​

以原点为中心旋转 rotate, 顺时针方向

Js
rotate(angle)

rotate(Math.PI / 180 * 30) // 旋转 30°

缩放 ​

  • scale

组合 ​

裁切路径 ​

  • clip

    将当前正在构建的路径转换为当前的裁剪路径

Canvas 与 SVG 的区别 ​

Canvas 是基于像素的即时绘制技术, 适合频繁更新和复杂动画

SVG 是基于矢量的图形格式, 适合需要无损缩放和高分辨率的静态图形

基于矢量是指通过数学工时(如线条、曲线、形状等)进行定义, 而不是通过像素, 图形是由点、线段和曲线构成, 可以用公式精确描述

优缺点对比:

Canvas 不具备内置的 DOM 交互, 需要额外的事件处理, SVG 每个图形元素都是 DOM 节点, 天然支持交互事件处理

Canvas 优点:

  • 高性能
  • 粒度控制更小
  • 适合实时渲染

Canvas 缺点:

  • 缩放可能失真
  • 无内置交互
  • 复杂性高

SVG 优点:

  • 可缩放性
  • 高可读性: XML 格式, 具有良好的可读性和可维护性
  • 内置交互事件

SVG 缺点:

  • 性能问题: 处理复杂动画和大量图形元素时, 性能可能不如 Canvas
  • 浏览器兼容性
  • 复杂性: 对于复杂图形, SVG 文件大小跟复杂度可能会增加

数学 ​

斜率 ​

欧几里得距离 ​

计算两点之间的直线距离

d=(x2−x1)2+(y2−y1)2

碰撞检测 ​

叉乘(叉积) ​

两个向量的叉乘, 又称向量积、外积、叉积. 叉乘的运算结果是法向量而不是标量

并且两个向量的叉积与这两个向量组成的坐标平面垂直

在 3D 图形学中, 通过两个向量的叉乘, 生成第三个垂直于a, b 的法向量, 从而构建 X、Y、Z坐标系

叉乘公式 ​

向量 A:

a=(x1,y1,z1)

向量 B:

a=(x2,y2,z2)

A与B的叉乘为:

a×b=[ijkx1y1z1x2y2z2]=(y1z2−y2z1)i−(x1z2−x2z1)j+(x1y2−x2y1)k

其中:

i=(1,0,0)j=(0,1,0)k=(0,0,1)

在二维空间中, 叉乘的另一个几何意义: a x b 等于由向量 a 和向量 b 构成的平行四边形的面积

可以用两个向量的叉乘来判断他们是否在同一直线上, 也就是三点共线

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