使用Canvas和JavaScript做一個畫板

本文同步於個人博客：https://zhoushuo.me/blog/2018/03/11/drawing-borad/

前些天學習了HTML5的<canvas>元素，今天就來實踐一下，用canvas做一個畫板。

首先說一下要實現的功能：

• 切換畫筆顏色
• 調整筆刷粗細
• 清空畫布
• 橡皮擦擦除
• 撤銷操作
• 保存成圖片
• 兼容移動端（支持觸摸）

好了，廢話少說，先看最終效果：https://zhoushuozh.github.io/drawingborad

准備工作

首先，准備個容器,也就是畫板了。

<canvas id="drawing-board"></canvas>

然后初始化js：

let canvas = document.getElementById("drawing-board");
let ctx = canvas.getContext("2d");

我想把畫板做成全屏的，所以接下來設置一下canvas的寬高。

let pageWidth = document.documentElement.clientWidth;
let pageHeight = document.documentElement.clientHeight;

canvas.width = pageWidth;
canvas.height = pageHeight;

由於部分IE不支持canvas，如果要兼容IE，我們可以創建一個canvas，然后使用excanvas初始化，針對IE加上exCanvas.js，這里我們暫時先不考慮IE。

實現一個簡單的畫板

實現思路：監聽鼠標事件，用drawCircle()方法把記錄的數據畫出來。

1. 設置初始化當前畫布功能為畫筆狀態，painting = false，
2. 當鼠標按下時（mousedown），把painting設為true，表示正在畫，鼠標沒松開。把鼠標點記錄下來。
3. 當按下鼠標的時候，鼠標移動（mousemove）就把點記錄下來並畫出來。
4. 如果鼠標移動過快，瀏覽器跟不上繪畫速度，點與點之間會產品間隙，所以我們需要將畫出的點用線連起來（lineTo()）。
5. 鼠標松開的時候（mouseup），把painting設為false。

代碼：

let painting = false;
let lastPoint = {x: undefined, y: undefined};

//鼠標按下事件
canvas.onmousedown = function (e) {
    painting = true;
    let x = e.clientX;
    let y = e.clientY;
    lastPoint = {"x": x, "y": y};
    drawCircle(x, y, 5);
};

//鼠標移動事件
canvas.onmousemove = function (e) {
    if (painting) {
        let x = e.clientX;
        let y = e.clientY;
        let newPoint = {"x": x, "y": y};
        drawLine(lastPoint.x, lastPoint.y, newPoint.x, newPoint.y,clear);
        lastPoint = newPoint;
    }
};

//鼠標松開事件
canvas.onmouseup = function () {
    painting = false;
}

// 畫點函數
function drawCircle(x, y, radius) {
    ctx.save();
    ctx.beginPath();
    ctx.arc(x, y, radius, 0, Math.PI * 2);
    ctx.fill();
}

// 划線函數
function drawLine(x1, y1, x2, y2) {
    ctx.lineWidth = 3;
    ctx.lineCap = "round";
    ctx.lineJoin = "round";
    ctx.moveTo(x1, y1);
    ctx.lineTo(x2, y2);
    ctx.stroke();
    ctx.closePath();
}

橡皮擦功能

實現思路

1. 獲取橡皮擦元素
2. 設置橡皮擦初始狀態，clear = false。
3. 監聽橡皮擦click事件，點擊橡皮擦，改變橡皮擦狀態，clear = true。
4. clear為true時，移動鼠標使用canvas剪裁（clip()）擦除畫布。

let eraser = document.getElementById("eraser");
let clear = false;

eraser.onclick = function () {
    clear = true;
};

...
if (clear) {
    ctx.save();
    ctx.globalCompositeOperation = "destination-out";
    ctx.stroke();
    ctx.closePath();
    ctx.clip();
    ctx.clearRect(0,0,canvas.width,canvas.height);
    ctx.restore();
}
...

注意，在canvas中的裁剪和平時的裁剪功能不一樣在這里，裁剪是指在裁剪區域去顯示我們所畫的圖

兼容移動端

實現思路：

1. 判斷設備是否支持觸摸
2. true，則使用touch事件；false，則使用mouse事件

代碼：

...
if (document.body.ontouchstart !== undefined) {
    // 使用touch事件
    anvas.ontouchstart = function (e) {
        // 開始觸摸
    }
    canvas.ontouchmove = function (e) {
        // 開始滑動
    }
    canvas.ontouchend = function () {
        // 滑動結束
    }
}else{
    // 使用mouse事件
    ...
}
...

這里需要注意的一點是，在touch事件里，是通過.touches[0].clientX和.touches[0].clientY來獲取坐標的，這點要和mouse事件區別開。

切換畫筆顏色

實現思路：

1. 獲取顏色元素節點。
2. 點擊顏色返回其顏色值，並賦給畫布的ctx.strokeStyle。

代碼：

let aColorBtn = document.getElementsByClassName("color-item");

for (let i = 0; i < aColorBtn.length; i++) {
    aColorBtn[i].onclick = function () {
    for (let i = 0; i < aColorBtn.length; i++) {
        activeColor = this.style.backgroundColor;
        ctx.strokeStyle = activeColor;
    }
}

清空畫布

實現思路：

1. 獲取元素節點。
2. 點擊清空按鈕清空canvas畫布。

代碼：

let reSetCanvas = document.getElementById("clear");

reSetCanvas.onclick = function () {
    ctx.clearRect(0, 0, canvas.width, canvas.height);
};

調整筆刷粗細

實現思路：

1. 創建input[type=range]
2. 滑動range獲取其value值，並賦給ctx.lineWidth

代碼：

let range = document.getElementById("range");

range.onchange = function(){
    lWidth = this.value;
};

保存成圖片

實現思路：

1. 獲取canvas.toDateURL
2. 在頁面里創建並插入一個a標簽
3. a標簽href等於canvas.toDateURL，並添加download屬性
4. 點擊保存按鈕，a標簽觸發click事件

代碼：

let save = document.getElementById("save");

save.onclick = function () {
    let imgUrl = canvas.toDataURL("image/png");
    let saveA = document.createElement("a");
    document.body.appendChild(saveA);
    saveA.href = imgUrl;
    saveA.download = "zspic" + (new Date).getTime();
    saveA.target = "_blank";
    saveA.click();
};

撤銷

實現思路：

1. 准備一個數組記錄歷史操作
2. 每次使用畫筆前將當前繪圖表面儲存進數組
3. 點擊撤銷時，恢復到上一步的繪圖表面

代碼：

canvas.ontouchstart = function (e) {
     // 在這里儲存繪圖表面
    this.firstDot = ctx.getImageData(0, 0, canvas.width, canvas.height);
    saveData(this.firstDot);
    ...
}

let undo = document.getElementById("undo");
let historyDeta = [];

function saveData (data) {
    (historyDeta.length === 10) && (historyDeta.shift()); // 上限為儲存10步，太多了怕掛掉
    historyDeta.push(data);
}
undo.onclick = function(){
    if(historyDeta.length < 1) return false;
    ctx.putImageData(historyDeta[historyDeta.length - 1], 0, 0);
    historyDeta.pop()
};

因為每次儲存都是將一張圖片存入內存，對性能影響較大，所以在這里設置了儲存上限。

總結

這里用的知識點主要有：監聽mouse、touch事件，以及canvas的moveTo()、lineTo()、stroke()、clip()、clearRect()等方法。其實還有很多效果可以實現，比如說噴霧效果，蠟筆效果，藝術畫效果等等。日后有時間我會繼續對這個畫板進行優化，增加一些新的功能，同時歡迎大家留言提問或者提出批評建議。

最終代碼：https://github.com/zhoushuozh/drawingborad