前端實現 SVG 轉 PNG

 

http://fex.baidu.com/blog/2015/11/convert-svg-to-png-at-frontend/

 

 

 

 

 

前言

svg 是一種矢量圖形，在 web 上應用很廣泛，但是很多時候由於應用的場景，常常需要將 svg 轉為 png 格式，下載到本地等。隨着瀏覽器對 HTML 5 的支持度越來越高，我們可以把 svg 轉為 png 的工作交給瀏覽器來完成。

一般方式

1. 創建 imageimage，src = xxx.svg;
2. 創建 canvas，dragImage 將圖片貼到 canvas 上；
3. 利用 toDataUrl 函數，將 canvas 的表示為 url；
4. new image, src = url, download = download.png；

但是，在轉換的時候有時有時會碰到如下的如下的兩個問題：

問題 1 ：瀏覽器對 canvas 限制

Canvas 的 W3C 的標准上沒有提及 canvas 的最大高/寬度和面積，但是每個廠商的瀏覽器出於瀏覽器性能的考慮，在不同的平台上設置了最大的高/寬度或者是渲染面積，超過了這個閾值渲染的結果會是空白。測試了幾種瀏覽器的 canvas 性能如下：

• chrome (版本 46.0.2490.80 (64-bit))

  • 最大面積：268, 435, 456 px^2 = 16, 384 px * 16, 384 px
  • 最大寬/高：32, 767 px

• firefox (版本 42.0)

  • 最大面積：32, 767 px * 16, 384 px
  • 最大寬/高：32, 767px

• safari (版本 9.0.1 (11601.2.7.2))

  • 最大面積： 268, 435, 456 px^2 = 16, 384 px * 16, 384 px

• ie 10(版本 10.0.9200.17414)

  • 最大寬/高： 8, 192px * 8, 192px

在一般的 web 應用中，可能很少會超過這些限制。但是，如果超過了這些限制，則會導致導出為空白或者由於內存泄露造成瀏覽器崩潰。

而且從另一方面來說，導出 png 也是一項很消耗內存的操作，粗略估算一下，導出 16, 384 px * 16, 384 px 的 svg 會消耗 16384 * 16384 * 4 / 1024 / 1024 = 1024 M 的內存。所以，在接近這些極限值的時候，瀏覽器也會反應變慢，能否導出成功也跟系統的可用內存大小等等都有關系。

對於這個問題，有如下兩種解決方法：

1. 將數據發送給后端，在后端完成轉換；
2. 前端將 svg 切分成多個圖片導出；

第一種方法可以使用 PhantomJS、inkscape、ImageMagick 等工具，相對來說比較簡單，這里我們主要探討第二種解決方法。

svg 切分成多個圖片導出

思路：瀏覽器雖然對 canvas 有尺寸和面積的限制，但是對於 image 元素並沒有明確的限制，也就是第一步生成的 image 其實顯示是正常的，我們要做的只是在第二步 dragImage 的時候分多次將 image 元素切分並貼到 canvas 上然后下載下來。 同時，應注意到 image 的載入是一個異步的過程。

關鍵代碼：

// 構造 svg Url，此處省略將 svg 經字符過濾后轉為 url 的過程。 var svgUrl = DomURL.createObjectURL(blob); var svgWidth = document.querySelector('#kity_svg').getAttribute('width'); var svgHeight = document.querySelector('#kity_svg').getAttribute('height'); // 分片的寬度和高度，可根據瀏覽器做適配 var w0 = 8192; var h0 = 8192; // 每行和每列能容納的分片數 var M = Math.ceil(svgWidth / w0); var N = Math.ceil(svgHeight / h0); var idx = 0; loadImage(svgUrl).then(function(img) { while(idx < M * N) { // 要分割的面片在 image 上的坐標和尺寸 var targetX = idx % M * w0, targetY = idx / M * h0, targetW = (idx + 1) % M ? w0 : (svgWidth - (M - 1) * w0), targetH = idx >= (N - 1) * M ? (svgHeight - (N - 1) * h0) : h0; var canvas = document.createElement('canvas'), ctx = canvas.getContext('2d'); canvas.width = targetW; canvas.height = targetH; ctx.drawImage(img, targetX, targetY, targetW, targetH, 0, 0, targetW, targetH); console.log('now it is ' + idx); // 准備在前端下載 var a = document.createElement('a'); a.download = 'naotu-' + idx + '.png'; a.href = canvas.toDataURL('image/png'); var clickEvent = new MouseEvent('click', { 'view': window, 'bubbles': true, 'cancelable': false }); a.dispatchEvent(clickEvent); idx++; } }, function(err) { console.log(err); }); // 加載 image function loadImage(url) { return new Promise(function(resolve, reject) { var image = new Image(); image.src = url; image.crossOrigin = 'Anonymous'; image.onload = function() { resolve(this); }; image.onerror = function(err) { reject(err); }; }); } 

說明：

1. 由於在前端下載有瀏覽器兼容性、用戶體驗等問題，在實際中，可能需要將生成后的數據發送到后端，並作為一個壓縮包下載。
2. 分片的尺寸這里使用的是 8192 * 9192，在實際中，為了增強兼容性和體驗，可以根據瀏覽器和平台做適配，例如在 iOS 下的 safari 的最大面積是 4096 *4096。

問題 2 ：導出包含圖片的 svg

在導出的時候，還會碰到另一個問題：如果 svg 里面包含圖片，你會發現通過以上方法導出的 png 里面，原來的圖片是不顯示的。一般認為是 svg 里面包含的圖片跨域了，但是如果你把這個圖片換成本域的圖片，還是會出現這種情況。

圖片中上部分是導出前的 svg，下圖是導出后的 png。svg 中的圖片是本域的，在導出后不顯示。

問題來源

我們按照文章最開始提出的步驟，逐步排查，會發現在第一步的時候，svg 中的圖片就不顯示了。也就是，當 image 元素的 src 為一個 svg，並且 svg 里面包含圖片，那么被包含的圖片是不會顯示的，即使這個圖片是本域的。

W3C 關於這個問題並沒有做說明，最后在 https://bugzilla.mozilla.org/show_bug.cgi?id=628747 找到了關於這個問題的說明。意思是：禁止這么做是出於安全考慮，svg 里面引用的所有 外部資源 包括 image, stylesheet, script 等都會被阻止。

里面還舉了一個例子：假設沒有這個限制，如果一個論壇允許用戶上傳這樣的 svg 作為頭像，就有可能出現這樣的場景，一位黑客上傳 svg 作為頭像，里面包含代碼：<image xlink:href="http://evilhacker.com/myimage.png">（假設這位黑客擁有對於 evilhacker.com 的控制權），那么這位黑客就完全能做到下面的事情：

• 只要有人查看他的資料，evilhacker.com 就會接收到一次 ping 的請求（進而可以拿到查看者的 ip）;
• 可以做到對於不同的 ip 地址的人展示不一樣的頭像；
• 可以隨時更換頭像的外觀（而不用通過論壇管理員的審核）。

看到這里，大概就明白了整個問題的來龍去脈了，當然還有一點原因可能是避免圖像遞歸。

解決辦法

思路：由於安全因素，其實第一步的時候，圖片已經顯示不出來了。那么我們現在考慮的方法是在第一步之后遍歷 svg 的結構，將所有的 image 元素的 url、位置和尺寸保存下來。在第三步之后，按順序貼到 canvas 上。這樣，最后導出的 png 圖片就會有 svg 里面的 image。關鍵代碼：

// 此處略去生成 svg url 的過程 var svgUrl = DomURL.createObjectURL(blob); var svgWidth = document.querySelector('#kity_svg').getAttribute('width'); var svgHeight = document.querySelector('#kity_svg').getAttribute('height'); var embededImages = document.querySelectorAll('#kity_svg image'); // 由 nodeList 轉為 array embededImages = Array.prototype.slice.call(embededImages); // 加載底層的圖 loadImage(svgUrl).then(function(img) { var canvas = document.createElement('canvas'), ctx = canvas.getContext("2d"); canvas.width = svgWidth; canvas.height = svgHeight; ctx.drawImage(img, 0, 0); // 遍歷 svg 里面所有的 image 元素 embededImages.reduce(function(sequence, svgImg){ return sequence.then(function() { var url = svgImg.getAttribute('xlink:href') + 'abc', dX = svgImg.getAttribute('x'), dY = svgImg.getAttribute('y'), dWidth = svgImg.getAttribute('width'), dHeight = svgImg.getAttribute('height'); return loadImage(url).then(function(sImg) { ctx.drawImage(sImg, 0, 0, sImg.width, sImg.height, dX, dY, dWidth, dHeight); }, function(err) { console.log(err); }); }, function(err) { console.log(err); }); }, Promise.resolve()).then(function() { // 准備在前端下載 var a = document.createElement("a"); a.download = 'download.png'; a.href = canvas.toDataURL("image/png"); var clickEvent = new MouseEvent("click", { "view": window, "bubbles": true, "cancelable": false }); a.dispatchEvent(clickEvent); }); }, function(err) { console.log(err); }) // 省略了 loadImage 函數 // 代碼和第一個例子相同 

說明：

1. 例子中 svg 里面的圖像是根節點下面的，因此用於表示位置的 x, y 直接取來即可使用，在實際中，這些位置可能需要跟其他屬性做一些運算之后得出。如果是基於 svg 庫構建的，那么可以直接使用庫里面用於定位的函數，比直接從底層運算更加方便和准確。
2. 我們這里討論的是本域的圖片的導出問題，跨域的圖片由於「污染了」畫布，在執行 toDataUrl 函數的時候會報錯。

結語

在這里和大家分享了在前端將 svg 轉為 png 的方法和過程中可能會遇到的兩個問題，一個是瀏覽器對 canvas 的尺寸限制，另一個是導出圖片的問題。當然，這兩個問題還有其他的解決方法，同時由於知識所限，本文內容難免有紕漏，歡迎大家批評指正。最后感謝@techird 和 @Naxior 關於這兩個問題的討論。

參考資料

1. StackOverflow 上關於 canvas 的尺寸限制：http://stackoverflow.com/questions/6081483/maximum-size-of-a-canvas-element
2. Chromium 關於 canvas 的 issue：https://code.google.com/p/chromium/issues/detail?id=339725
3. Chrome, Firefox 用到的圖形庫 skia : https://skia.org/
4. Safari 的關於 canvas 面積限制的源碼：http://trac.webkit.org/browser/trunk/Source/WebCore/html/HTMLCanvasElement.cpp#L67
5. IE 關於 canvas 的限制說明：https://msdn.microsoft.com/en-us/library/ff975062(v=vs.85).aspx
6. SVG 加載外部資源的討論：https://bugzilla.mozilla.org/show_bug.cgi?id=628747