HTML5新標簽之Canvas


1、概述

Canvas 用於在網頁展示圖像,並且可以定制內容,基本上它是一個可以用JavaScript操作的位圖(bitmap)。

Canvas API用於網頁實時生成圖像,JavaScript通過API來操作圖像內容。這樣做的優點是:減少HTTP請求數,減少下載的數據,加快網頁載入時間,可以對圖像進行實時處理。

使用前,首先需要建一個Canvas網頁元素。

<canvas id="myCanvas" width="400" height="200">
    您的瀏覽器不支持canvas!
</canvas>

如果瀏覽器不支持canvas,則就會顯示canvas標簽中間的文字——“您的瀏覽器不支持canvas!”。

然后,使用JavaScript獲取canvas的DOM對象。

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

接着,檢查瀏覽器是否支持Canvas API,方法是看有沒有部署getContext方法。

if (canvas.getContext) {
    //some code here
}

使用getContext('2d')方法,初始化平面圖像的上下文環境。

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

現在就在canvas中間生成平面圖像了。

2、繪圖方法

(1)填充顏色

設置填充顏色。

ctx.fillStyle = "#000000";//設置填充色為黑色

ctx.strokeStyle = "#FF6600"; //設置筆觸顏色

(2)繪制矩形

繪制實心矩形。

ctx.fillStyle = "#000000";//填充顏色,即矩形顏色

ctx.fillRect(x, y, width, height);

繪制空心矩形。

ctx.strokeStyle = "#FF6600"; //筆觸顏色,即矩形邊框顏色

ctx.strokeRect(x, y, width, height);

清除某個矩形區域的內容。

ctx.clearRect(x, y, width, height);

(3)繪制路徑

ctx.beginPath(); //開始路徑繪制

ctx.moveTo(20, 20); //設置路徑起點

ctx.lineTo(200, 20); //繪制一條到200, 20的直線

ctx.lineWidth = 1.0; //設置線寬

ctx.strokeStyle = "#CC0000"; //設置線的顏色

ctx.stroke(); //進行線的着色,這時整條線才變得可見

(4)繪制圓形和扇形

繪制扇形的方法。

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

arc方法的x和y參數是圓心坐標,radius是半徑,startAngle和endAngle則是扇形的起始角度和終止角度(以狐度表示),anticlockwise表示作圖是應該逆時針畫(true)還是順時針畫(false)。

繪制實心的圓形。

ctx.beginPath();

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

ctx.fillStyle = "#000000";

ctx.fill();

繪制空心圓形。

ctx.beginPath();

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

ctx.lineWidth = 1.0;

ctx.strokeStyle = "#000";

ctx.stroke();

(5)繪制文本

fillText方法用於添加文本,strokeText方法用於添加空心字。使用之前,需設定字體、對文方向、顏色等屬性。

ctx.font = "Bold 20px Arial"; //設置字體

ctx.textAlign = "left"; //設置對齊方式

ctx.fillStyle = "#008600"; //設置填充顏色

ctx.fillText("Hello!", 10, 50); //設置字體內容,以及在畫布上的位置

ctx.strokeText("Hello!", 10, 100); //繪制空心字

fillText方法不支持文本斷行,即所有文本出現在一行內。所以如果要生成多行文本,只有調用多次fillText方法。

2.1 漸變

設置漸變顏色。

var myGradient = ctx.createLinearGradient(0, 0, 0, 160);

myGradient.addColorStop(0, "#BABABA");

myGradient.addColorStop(1, "#636363");

createLinearGradient方法的參考是(x1, y1, x2, y2),其中x1和y1是起點坐標,x2和y2是終點坐標。通過不同的坐標值,可以生成從上至下、從左至右的漸變等等。 

addColorStop方法的參數是(offset, color),其中offset是一個范圍在0.0到1.0之間的浮點值,表示漸變的開始點和結束點之間的一部分,offset為0對應開始點,offset為1對應結束點,color為CSS顏色值的字符串表示。

使用方法如下:

ctx.fillStyle = myGradient;

ctx.fillRect(10, 10, 200, 100);

2.2 陰影 

ctx.shadowOffsetX = 10; //設置水平位移

ctx.shadowOffsetY = 10; //設置垂直位移

ctx.shadowBlur = 5; //設置模糊度

ctx.shadowColor = "rgba(0, 0, 0, 0.5)"; //設置陰影顏色

ctx.fillStyle = "#CC0000";

ctx.fillRect(10, 10, 200, 100);

3、圖像處理方法

3.1 插入圖像

canvas允許將圖像文件插入畫布,做法是讀取圖片后,使用drawImage方法在畫布內進行重繪。

var img = new Image();

img.src = "image.png";

ctx.drawImage(img, 0, 0); //設置對應的圖像對象,以及它在畫布上的位置

由於圖像的載入需要時間,drawImage方法只能在圖像完全載入后才能調用,因此上面的代碼需要改寫。

var image = new Image();

image.onload = function() {

    if (image.width != canvas.width) {
        canvas.width = image.width;
    }

    if (image.height != canvas.height) {
        canvas.height = image.height;
    }

    ctx.clearRect(0, 0, canvas.width, canvas.height);

    ctx.drawImage(image, 0, 0);

}

image.src = "image.png";

drawImage()方法接受三個參數,第一個參數是圖像文件的DOM元素(即img標簽),第二個和第三個參數是圖像左上角在canvas元素中的坐標,上例中的(0, 0)就表示將圖像左上角放置在canvas元素左上角。

3.2 讀取Canvas的內容

getImageData 方法可以用來讀取Canvas的內容,返回一個對象,包含了每個像素的信息。

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

imageData對象有一個data屬性,它的值是一個一維數組。該數組的值,依次是每個像素的紅、綠、藍、alpha通道值,因此該數組的長度等於圖像的像素寬度 * 圖像的像素高度 * 4,每個值的范圍是 0~255。這個數組不僅可讀,而且可寫,因此通過操作這個數組的值,就可以達到操作圖像的目地。修改這個數組后,使用putImageData方法將數組內容重新寫回Canvas。

context.putImageData(imageData, 0, 0);

 

3.3 像素處理

假定filter是一個處理像素的函數,那么整個對Canvas的處理流程,可以用下面的代碼表示。

if (canvas.width > 0 && canvas.height > 0) {

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

    filter(imageData);

    context.putImageData(imageData, 0, 0);

}

以下是幾種常見的處理方法。

(1)灰度效果

灰度圖(grayscale)就是取紅、綠、藍三個像素值的算術平均值,這實際上將圖像轉成了黑白形式。假定d[i]是像素數組中一個像素的紅色值,則d[i+1]為綠色值,d[i+2]為藍色值,d[i+3]就是alpha通道值。轉成灰度的算法,就是將紅、綠、藍三個值相加后除以3,再將結果寫回數組。

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;

}

(2)復古效果

復古效果(sepia)則是將紅、綠、藍三個像素,分別取這三個值的某種加權平均值,使得圖像有一種古舊的效果。

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)紅色蒙版效果

紅色蒙版指的是,讓圖像呈現一種偏紅的效果。算法是將紅色通道設為紅、綠、藍三個值的平均值,而將綠色通道和藍色通道都設為0。

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; //紅色通道取平均值
        d[i + 1] = d[i + 2] = 0;
    }

    return pixels;

}

(4)亮度效果

亮度效果(brightness)是指讓圖像變得更亮或更暗。算法將紅色通道、綠色通道、藍色通道,同時加上一個正值或負值。

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)反轉效果

反轉效果(invert)是指圖片呈現一種色彩顛倒的效果。算法為紅、綠、藍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;

}

3.4 將Canvas轉化為圖像文件

對圖像數據作出修改以后,可以使用toDataURL方法,將Canvas數據重新轉化成一般的圖像文件形式。

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

 

4、保存和恢復上下文

save方法用於保存上下文環境,restore方法用於恢復到上一次保存的上下文環境。

ctx.save();

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

ctx.fillStyle = "#CC0000";
ctx.fillRect(10, 10, 150, 150);

ctx.restore();

ctx.fillStyle = "#000000";
ctx.fillRect(180, 10, 150, 100);

 上面的代碼一共繪制了兩個矩形,前一個有陰影,后一個沒有。

5、參考鏈接

[1] David Walsh, JavaScript Canvas Image Conversion

[2] Matt West, Getting Started With The Canvas API

[3] John Robinson, How You Can Do Cool Image Effects Using HTML5 Canvas

 

注:本文轉自http://javascript.ruanyifeng.com/htmlapi/canvas.html


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