canvas 如何繪制線段的實(shí)現(xiàn)方法

學(xué)習(xí)canvas，首先得知道如何去繪制線段，然后才能通過很多簡(jiǎn)單的線段去實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜的圖形，比如常見的圖表，柱狀圖，折線圖等都是通過一段一段的線段實(shí)現(xiàn)的。

基礎(chǔ)知識(shí)

canvas 的基礎(chǔ)知識(shí)不算多，主要掌握如何繪制線段，圖形，圖片，文本等。canvas可以在瀏覽器中繪制，也可以借助 node-canvas在node服務(wù)端繪制簡(jiǎn)單的圖片。本文只記錄在瀏覽器中繪制，至于在node端如何繪制，自己可以去查看相關(guān)資料。

在瀏覽器中繪制，就先在html中定義canvas元素，默認(rèn)寬高是300 * 150，可以通過width和height設(shè)置。注意canvas元素樣式寬高和canvas繪圖畫布寬高不是一個(gè)東西，這塊將在以后說的。

<canvas id="canvas">
  <p>當(dāng)前瀏覽器不支持canvas，請(qǐng)升級(jí)瀏覽器</p>
</canvas>

在繪制之前，我們要先獲取當(dāng)前canvas的2d繪制上下文context，后續(xù)總是通過操作context來進(jìn)行繪制。

let canvas = document.querySelector('#canvas');
if (!canvas) {
  throw new Error('can not find canvas element');
}
// 注意2d.參數(shù)必須是小寫的；
// 通過設(shè)置參數(shù)為webgl，可以獲取3d繪制上下文
let ctx = canvas.getContext('2d');

注：后續(xù)示例中會(huì)忽略上面的代碼片段，直接使用 ctx 變量表示canvas的2d繪制上下文。

再來看看canvas 2d繪制中的坐標(biāo)系統(tǒng)，當(dāng)前canvas元素左上角為坐標(biāo)原點(diǎn)(0,0)，水平向右為X軸正方向，垂直向下為Y軸正方向，如下圖。可以通過平移(translate)，旋轉(zhuǎn)(rotate)，縮放(scale)來操作坐標(biāo)系，實(shí)現(xiàn)一些動(dòng)畫，這部分將在動(dòng)畫知識(shí)部分詳細(xì)講解。

線段

在繪制一條簡(jiǎn)單的線段時(shí)，一般會(huì)先設(shè)置線段的樣式，比如，顏色，線條寬度，線條端點(diǎn)樣式等，我們通過設(shè)置strokeStyle來設(shè)置ctx的全局繪制樣式，可以是rgba或合法的16進(jìn)制顏色值，或者漸變對(duì)象等。如下代碼簡(jiǎn)單的繪制了一條從(10,10)到(50,60)的，寬度為10的，紅色的線段。

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

先看看與繪制線段相關(guān)的方法以及屬性，

相關(guān)屬性：

• lineCap，該值告訴瀏覽器如何繪制線段的端點(diǎn)，可選值為以下三個(gè)之一：butt，round，square。默認(rèn)為butt。
• lineWidth，該值決定了線段的像素寬度。必須為非負(fù)，非無(wú)窮，默認(rèn)為1.0。
• lineJoin，決定了兩條線段相交時(shí)如何繪制焦點(diǎn)，只有當(dāng)兩條線段方向不同時(shí)，才會(huì)生效。可取值：bevel，round，miter。默認(rèn)值是miter。
• miterLimit，告訴瀏覽器如何繪制miter形式的線段焦點(diǎn)，只有當(dāng)lineJoin='miter'有效，默認(rèn)為10.0。
• lineDashOffset，設(shè)置虛線偏移量，默認(rèn)為0.0。

相關(guān)方法：

• beginPath，將當(dāng)前路徑之中的所有子路徑都要清除掉，以此來重置當(dāng)前路徑。一般在繪制閉合圖形時(shí)要先調(diào)用。
• closePath ,顯示的封閉某段路徑。該方法用于封閉圓弧路徑以及由曲線或線段所創(chuàng)建的開放路徑。
• moveTo，移動(dòng)當(dāng)前繪制點(diǎn)到指定的坐標(biāo)。
• lineTo，從上一個(gè)點(diǎn)繪制一條到指定坐標(biāo)點(diǎn)的線段。
• setLineDash，用來設(shè)置虛線的方法，參數(shù)是一個(gè)數(shù)組，表明繪制實(shí)線的長(zhǎng)度，以及實(shí)線之間的間隙的長(zhǎng)度。

試試用設(shè)置不同的lineCap 值來繪制同樣的線段

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]; //設(shè)置線段的顏色
  ctx.lineCap = lc; // 設(shè)置lineCap
  ctx.beginPath(); // 清空當(dāng)前路徑
  ctx.moveTo(10, 20 + 20 * index);
  ctx.lineTo(50, 20 + 20 * index);
  ctx.stroke();
  ctx.fillText(lc, 80, 25 + 20 * index);
}

從上圖結(jié)果可以看出，再將lineCap設(shè)置為round 和square時(shí)會(huì)在原線段的兩端加上一定長(zhǎng)度的端點(diǎn)，只不過round是圓弧樣式，square是矩形樣式。需要注意的一點(diǎn)是，在canvas繪制上下文中同一時(shí)刻只能存在一個(gè)當(dāng)前路徑，為了繪制不同的線段，必須在每次繪制之前調(diào)用beginPath()來清空當(dāng)前路線，開始新的路徑。

再來試試用不同的lineJoin值來繪制兩個(gè)線段焦點(diǎn)處的樣式

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]; //設(shè)置線段的顏色
  ctx.lineJoin = lj; //設(shè)置lineJoin
  ctx.beginPath(); //清空當(dāng)前路徑
  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，三種lineJoin在處理兩條線段的焦點(diǎn)處的不同。其中，在設(shè)置lineJoin="miter"時(shí)，通過設(shè)置miterLimit屬性可以設(shè)置斜接線的長(zhǎng)度與二分之一線寬的最大比值，當(dāng)超過這個(gè)比值時(shí)，則lineJoin會(huì)采用bevel方式。

canvas不僅可以繪制實(shí)線，還可以繪制虛線。繪制虛線，通過設(shè)置lineDashOffset屬性和調(diào)用setLineDash()方式。

ctx.lineWidth = 10;
ctx.textAlign = 'center';
ctx.setLineDash([8, 8]); //表示實(shí)線部分8個(gè)像素，間隙部分8個(gè)像素
let colors = ['red', 'green', 'blue'];
let lineDashOffsets = [1, 2, 4];
for (let [index, ldOffset] of lineDashOffsets.entries()) {
  ctx.strokeStyle = colors[index]; //線段顏色
  ctx.lineDashOffset = ldOffset; //設(shè)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);
}

從圖可以看到lineDashOffset就是設(shè)置的開始繪制虛線的偏移量。setLineDash()方法，接受一個(gè)數(shù)組參數(shù)，如果數(shù)組個(gè)數(shù)是奇數(shù)，則會(huì)默認(rèn)把當(dāng)前數(shù)組元素復(fù)制一份，使之變成偶數(shù)。從第0個(gè)元素，表示實(shí)線部分長(zhǎng)度，第1個(gè)元素，表示間隙部分長(zhǎng)度，第2個(gè)元素，表示實(shí)線部分長(zhǎng)度，第3個(gè)元素，表示間隙部分長(zhǎng)度，如果到數(shù)組最后一個(gè)元素了，又會(huì)從頭開始，以此類推。

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]; //設(shè)置顏色
  ctx.setLineDash(ld); //設(shè)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); //清空當(dāng)前canvas
  ctx.lineDashOffset = -lineDashOffset; //設(shè)置lineDashOffset
  ctx.setLineDash([4, 4]); // 設(shè)置實(shí)線長(zhǎng)度和間隙長(zhǎng)度
  ctx.rect(20, 20, 100, 100); //繪制一個(gè)矩形
  ctx.stroke(); //對(duì)canvas當(dāng)前路徑描邊
  lineDashOffset += 1; //lineDashOffset偏移加1
  window.requestAnimationFrame(animate); //用瀏覽器幀速率來反復(fù)執(zhí)行animate函數(shù)
}
animate();

小結(jié)

繪制線段時(shí)，要理解canvas當(dāng)前路徑概念，某一時(shí)刻，canvas中當(dāng)前路徑只有一條，在開始新的路徑時(shí)，必須調(diào)用beginPath()?？梢酝ㄟ^設(shè)置lineWidth，lineCap，lineJoin設(shè)置線段的繪制樣式。在描邊線段時(shí)，可以通過strokeStyle來設(shè)置線段的顏色。

canvas中不僅可以繪制實(shí)線，還可以通過lineDashOffset和setLineDash()來繪制虛線。

以上就是本文的全部?jī)?nèi)容，希望對(duì)大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。