canvas 如何绘制线段的实现方法


学习canvas,首先得知道如何去绘制线段,然后才能通过很多简单的线段去实现比较复杂的图形,比如常见的图表,柱状图,折线图等都是通过一段一段的线段实现的。

基础知识

canvas 的基础知识不算多,主要掌握如何绘制线段,图形,图片,文本等。canvas可以在浏览器中绘制,也可以借助 node-canvas在node服务端绘制简单的图片。本文只记录在浏览器中绘制,至于在node端如何绘制,自己可以去查看相关资料。

在浏览器中绘制,就先在html中定义canvas元素,默认宽高是300 * 150,可以通过width和height设置。注意canvas元素样式宽高和canvas绘图画布宽高不是一个东西,这块将在以后说的。

<canvas id="canvas">
  <p>当前浏览器不支持canvas,请升级浏览器</p>
</canvas>

在绘制之前,我们要先获取当前canvas的2d绘制上下文context,后续总是通过操作context来进行绘制。

let canvas = document.querySelector('#canvas');
if (!canvas) {
  throw new Error('can not find canvas element');
}
// 注意2d.参数必须是小写的;
// 通过设置参数为webgl,可以获取3d绘制上下文
let ctx = canvas.getContext('2d');

注:后续示例中会忽略上面的代码片段,直接使用 ctx 变量表示canvas的2d绘制上下文。

再来看看canvas 2d绘制中的坐标系统,当前canvas元素左上角为坐标原点(0,0),水平向右为X轴正方向,垂直向下为Y轴正方向,如下图。可以通过平移(translate),旋转(rotate),缩放(scale)来操作坐标系,实现一些动画,这部分将在动画知识部分详细讲解。

线段

在绘制一条简单的线段时,一般会先设置线段的样式,比如,颜色,线条宽度,线条端点样式等,我们通过设置strokeStyle来设置ctx的全局绘制样式,可以是rgba或合法的16进制颜色值,或者渐变对象等。如下代码简单的绘制了一条从(10,10)到(50,60)的,宽度为10的,红色的线段。

ctx.strokeStyle = 'red';
ctx.lineWidth = 10;
ctx.moveTo(10, 10);
ctx.lineTo(50, 60);
ctx.stroke();

先看看与绘制线段相关的方法以及属性,

相关属性:

相关方法:

试试用设置不同的lineCap 值来绘制同样的线段

ctx.lineWidth = 10;
ctx.textAlign = 'center';
let colors = ['red', 'green', 'blue'];
let lineCaps = ['butt', 'round', 'square'];
for (let [index, lc] of lineCaps.entries()) {
  ctx.strokeStyle = colors[index]; //设置线段的颜色
  ctx.lineCap = lc; // 设置lineCap
  ctx.beginPath(); // 清空当前路径
  ctx.moveTo(10, 20 + 20 * index);
  ctx.lineTo(50, 20 + 20 * index);
  ctx.stroke();
  ctx.fillText(lc, 80, 25 + 20 * index);
}

从上图结果可以看出,再将lineCap设置为round 和square时会在原线段的两端加上一定长度的端点,只不过round是圆弧样式,square是矩形样式。需要注意的一点是,在canvas绘制上下文中同一时刻只能存在一个当前路径,为了绘制不同的线段,必须在每次绘制之前调用beginPath()来清空当前路线,开始新的路径。

再来试试用不同的lineJoin值来绘制两个线段焦点处的样式

ctx.lineWidth = 20;
ctx.textAlign = 'center';
ctx.lineCap = 'butt';
let colors = ['red', 'green', 'blue'];
let lineJoins = ['bevel', 'round', 'miter'];
for (let [index, lj] of lineJoins.entries()) {
  ctx.strokeStyle = colors[index]; //设置线段的颜色
  ctx.lineJoin = lj; //设置lineJoin
  ctx.beginPath(); //清空当前路径
  ctx.moveTo(10 + 80 * index, 20);
  ctx.lineTo(50 + 80 * index, 20);
  ctx.lineTo(50 + 80 * index, 60);
  ctx.stroke();
  ctx.fillText(lj, 40 + 80 * index, 80);
}

可以看到,三种lineJoin在处理两条线段的焦点处的不同。其中,在设置lineJoin="miter"时,通过设置miterLimit属性可以设置斜接线的长度与二分之一线宽的最大比值,当超过这个比值时,则lineJoin会采用bevel方式。

canvas不仅可以绘制实线,还可以绘制虚线。绘制虚线,通过设置lineDashOffset属性和调用setLineDash()方式。

ctx.lineWidth = 10;
ctx.textAlign = 'center';
ctx.setLineDash([8, 8]); //表示实线部分8个像素,间隙部分8个像素
let colors = ['red', 'green', 'blue'];
let lineDashOffsets = [1, 2, 4];
for (let [index, ldOffset] of lineDashOffsets.entries()) {
  ctx.strokeStyle = colors[index]; //线段颜色
  ctx.lineDashOffset = ldOffset; //设置了偏移量
  ctx.beginPath();
  ctx.moveTo(10, 20 + 20 * index);
  ctx.lineTo(100, 20 + 20 * index);
  ctx.stroke();
  ctx.fillText(`lineDashOffset:${ldOffset}`, 160, 25 + 20 * index);
}

从图可以看到lineDashOffset就是设置的开始绘制虚线的偏移量。setLineDash()方法,接受一个数组参数,如果数组个数是奇数,则会默认把当前数组元素复制一份,使之变成偶数。从第0个元素,表示实线部分长度,第1个元素,表示间隙部分长度,第2个元素,表示实线部分长度,第3个元素,表示间隙部分长度,如果到数组最后一个元素了,又会从头开始,以此类推。

ctx.lineWidth = 10;
ctx.textAlign = 'center';
let colors = ['red', 'green', 'blue', 'gray'];
let lineDashes = [[20, 20], [40, 40], [20, 40], [20, 40, 20]];
for (let [index, ld] of lineDashes.entries()) {
  ctx.strokeStyle = colors[index]; //设置颜色
  ctx.setLineDash(ld); //设置lineDash
  ctx.beginPath();
  ctx.moveTo(10, 20 + 20 * index);
  ctx.lineTo(171, 20 + 20 * index);
  ctx.stroke();
  ctx.fillText(`lineDashes:[${ld}]`, 240, 25 + 20 * index);
}

let lineDashOffset = 0; //初始lineDashOffset
ctx.strokeStyle = 'green';
function animate() {
  if (lineDashOffset > 25) {
    lineDashOffset = 0;
  }
  ctx.clearRect(0, 0, width, height); //清空当前canvas
  ctx.lineDashOffset = -lineDashOffset; //设置lineDashOffset
  ctx.setLineDash([4, 4]); // 设置实线长度和间隙长度
  ctx.rect(20, 20, 100, 100); //绘制一个矩形
  ctx.stroke(); //对canvas当前路径描边
  lineDashOffset += 1; //lineDashOffset偏移加1
  window.requestAnimationFrame(animate); //用浏览器帧速率来反复执行animate函数
}
animate();

小结

绘制线段时,要理解canvas当前路径概念,某一时刻,canvas中当前路径只有一条,在开始新的路径时,必须调用beginPath()。可以通过设置lineWidth,lineCap,lineJoin设置线段的绘制样式。在描边线段时,可以通过strokeStyle来设置线段的颜色。

canvas中不仅可以绘制实线,还可以通过lineDashOffset和setLineDash()来绘制虚线。

以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持来客网。


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