详解HTML5 canvas绘图基本使用方法

2024-08-26 00:20:23

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供稿：网友

<canvas></canvas>是HTML5中新增的标签，用于绘制图形，实际上，这个标签和其他的标签一样，其特殊之处在于该标签可以获取一个CanvasRenderingContext2D对象，我们可以通过JavaScript脚本来控制该对象进行绘图。

<canvas></canvas>只是一个绘制图形的容器，除了id、class、style等属性外，还有height和width属性。在<canvas>>元素上绘图主要有三步：

获取<canvas>元素对应的DOM对象，这是一个Canvas对象；
调用Canvas对象的getContext()方法，得到一个CanvasRenderingContext2D对象；
调用CanvasRenderingContext2D对象进行绘图。

绘制线段moveTo()和lineTo()

以下是一个简单的<canvas>绘图示例：

<!DOCTYPE html><html lang="en"><head>    <meta charset="UTF-8">    <title>canvas绘图演示</title>    <style type="text/css">        #canvas{            border: 1px solid #ADACB0;            display: block;            margin: 20px auto;        }    </style></head><body>    <canvas id="canvas" width="300" height="300">        你的浏览器还不支持canvas    </canvas></body><script type="text/javascript">    var canvas = document.getElementById("canvas");    var context = canvas.getContext("2d");    //设置对象起始点和终点    context.moveTo(10,10);    context.lineTo(200,200);    //设置样式    context.lineWidth = 2;    context.strokeStyle = "#F5270B";    //绘制    context.stroke();</script></html>

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如果没有通过moveTo()特别指定，lineTo()的起始点是以上一个点为准。因此，如果需要重新选择起始点，则需要通过moveTo()方法。如果需要对不同的线段设置样式，则需要通过context.beginPath()重新开启一条路径，下面是一个示例：

<script type="text/javascript">    var canvas = document.getElementById("canvas");    var context = canvas.getContext("2d");    //设置对象起始点和终点    context.beginPath();    context.moveTo(100,100);    context.lineTo(700,100);    context.lineTo(700,400);    context.lineWidth = 2;    context.strokeStyle = "#F5270B";    //绘制    context.stroke();    context.beginPath();    context.moveTo(100,200);//这里的moveTo换成lineTo效果是一样的    context.lineTo(600,200);    context.lineTo(600,400);    //strokeStyle的颜色有新的值，则覆盖上面设置的值    //lineWidth没有新的值，则按上面设置的值显示    context.strokeStyle = "#0D25F6";    //绘制    context.stroke();</script>

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绘制矩形rect()、fillRect()和strokeRect()

context.rect( x , y , width , height )：只定义矩形的路径；
context.fillRect( x , y , width , height )：直接绘制出填充的矩形；
context.strokeRect( x , y , width , height )：直接绘制出矩形边框；

<script type="text/javascript">    var canvas = document.getElementById("canvas");    var context = canvas.getContext("2d");    //使用rect方法    context.rect(10,10,190,190);    context.lineWidth = 2;    context.fillStyle = "#3EE4CB";    context.strokeStyle = "#F5270B";    context.fill();    context.stroke();    //使用fillRect方法    context.fillStyle = "#1424DE";    context.fillRect(210,10,190,190);    //使用strokeRect方法    context.strokeStyle = "#F5270B";    context.strokeRect(410,10,190,190);    //同时使用strokeRect方法和fillRect方法    context.fillStyle = "#1424DE";    context.strokeStyle = "#F5270B";    context.strokeRect(610,10,190,190);    context.fillRect(610,10,190,190);</script>

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这里需要说明两点：第一点就是stroke()和fill()绘制的前后顺序，如果fill()后面绘制，那么当stroke边框较大时，会明显的把stroke()绘制出的边框遮住一半；第二点：设置fillStyle或strokeStyle属性时，可以通过“rgba(255,0,0,0.2)”的设置方式来设置，这个设置的最后一个参数是透明度。

另外还有一个跟矩形绘制有关的：清除矩形区域：context.clearRect(x,y,width,height)。

接收参数分别为：清除矩形的起始位置以及矩形的宽和长。

在上面的代码中绘制图形的最后加上：

context.clearRect(100,60,600,100);

可以得到以下效果：

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绘制五角星

通过对五角星分析，我们可以确定各个顶点坐标的规律，这里需要注意的一点是：在canvas中，Y轴的方向是向下的。

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相应代码如下：

var canvas = document.getElementById("canvas");    var context = canvas.getContext("2d");    context.beginPath();    //设置是个顶点的坐标，根据顶点制定路径    for (var i = 0; i < 5; i++) {        context.lineTo(Math.cos((18+i*72)/180*Math.PI)*200+200,                        -Math.sin((18+i*72)/180*Math.PI)*200+200);        context.lineTo(Math.cos((54+i*72)/180*Math.PI)*80+200,                        -Math.sin((54+i*72)/180*Math.PI)*80+200);    }    context.closePath();    //设置边框样式以及填充颜色    context.lineWidth="3";    context.fillStyle = "#F6F152";    context.strokeStyle = "#F5270B";    context.fill();    context.stroke();

最后效果：

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线条属性

除了上面用到的lineWidth属性，线条还有以下几个属性：

lineCap 属性设置或返回线条末端线帽的样式，可以取以下几个值：

“butt” 向线条的每个末端添加平直的边缘（默认）；
“round” 向线条的每个末端添加圆形线帽；
“square” 向线条的每个末端添加正方形线帽。

lineJoin 属性当两条线交汇时设置或返回所创建边角的类型，可以取以下几个值：

“miter” 创建尖角(默认)；
“bevel” 创建斜角；
“round” 创建圆角。

miterLimit 属性设置或返回最大斜接长度（默认为10）。斜接长度指的是在两条线交汇处内角和外角之间的距离。只有当 lineJoin 属性为 “miter” 时，miterLimit 才有效。

var canvas = document.getElementById("canvas");    var context = canvas.getContext("2d");    //测试lineCap属性    //设置基准线便于观察    context.moveTo(10,10);    context.lineTo(10,200);    context.moveTo(200,10);    context.lineTo(200,200);    context.lineWidth="1";    context.stroke();    //butt    context.beginPath();    context.moveTo(10,50);    context.lineTo(200,50);    context.lineCap="butt";    context.lineWidth="10";    context.stroke();    //round    context.beginPath();    context.moveTo(10,100);    context.lineTo(200,100);    context.lineCap="round";    context.lineWidth="10";    context.stroke();    //square    context.beginPath();    context.moveTo(10,150);    context.lineTo(200,150);    context.lineCap="square";    context.lineWidth="10";    context.stroke();    //测试linJoin属性    //miter    context.beginPath();    context.moveTo(300,50);    context.lineTo(450,100);    context.lineTo(300,150);    context.lineJoin="miter";    context.lineWidth="10";    context.stroke();    //round    context.beginPath();    context.moveTo(400,50);    context.lineTo(550,100);    context.lineTo(400,150);    context.lineJoin="round";    context.lineWidth="10";    context.stroke();    //square    context.beginPath();    context.moveTo(500,50);    context.lineTo(650,100);    context.lineTo(500,150);    context.lineJoin="bevel";    context.lineWidth="10";    context.stroke();    //测试miterLimit属性    context.beginPath();    context.moveTo(700,50);    context.lineTo(850,100);    context.lineTo(700,150);    context.lineJoin="miter";    context.miterLimit="2";    context.lineWidth="10";    context.strokeStyle="#2913EC";    context.stroke();

各属性的不同取值的效果如下：

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填充样式

前面用到的fillStyle和strokeStyle除了设置颜色外，还能设置其他填充样式，这里以fillStyle为例：

线性渐变

使用步骤

（1）var grd = context.createLinearGradient( xstart , ystart, xend , yend )创建一个线性渐变，设置起始坐标和终点坐标；
（2）grd.addColorStop( stop , color )为线性渐变添加颜色，stop为0~1的值；
（3）context.fillStyle=grd将赋值给context。

径向渐变

该方法与线性渐变使用方法类似，只是第一步接收的参数不一样

var grd = context.createRadialGradient(x0 , y0, r0 , x1 , y1 , r1 );接收起始圆心的坐标和圆半径以及终点圆心的坐标和圆的半径。

位图填充

createPattern( img , repeat-style )使用图片填充，repeat-style可以取repeat、repeat-x、repeat-y、no-repeat。

var canvas = document.getElementById("canvas");    var context = canvas.getContext("2d");    //线性渐变    var grd = context.createLinearGradient( 10 , 10, 100 , 350 );    grd.addColorStop(0,"#1EF9F7");    grd.addColorStop(0.25,"#FC0F31");    grd.addColorStop(0.5,"#ECF811");    grd.addColorStop(0.75,"#2F0AF1");    grd.addColorStop(1,"#160303");    context.fillStyle = grd;    context.fillRect(10,10,100,350);    //径向渐变    var grd = context.createRadialGradient(325 , 200, 0 , 325 , 200 , 200 );    grd.addColorStop(0,"#1EF9F7");    grd.addColorStop(0.25,"#FC0F31");    grd.addColorStop(0.5,"#ECF811");    grd.addColorStop(0.75,"#2F0AF1");    grd.addColorStop(1,"#160303");    context.fillStyle = grd;    context.fillRect(150,10,350,350);    //位图填充    var bgimg = new Image();    bgimg.src = "background.jpg";    bgimg.onload=function(){        var pattern = context.createPattern(bgimg, "repeat");        context.fillStyle = pattern;        context.strokeStyle="#F20B0B";        context.fillRect(600, 100, 200,200);        context.strokeRect(600, 100, 200,200);    };

效果如下：

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图形变换

平移：context.translate(x,y)，接收参数分别为原点在x轴方向平移x，在y轴方向平移y。

缩放：context.scale(x,y)，接收参数分别为x坐标轴按x比例缩放，y坐标轴按y比例缩放。

旋转：context.rotate(angle)，接收参数是坐标轴旋转的角度。

需要说明的是，对图形进行变化后，接下来的一次绘图是紧接着上一次的状态的，所以如果需要回到初始状态，要用到context.save();和context.restore();来保存和恢复当前状态:

 var canvas = document.getElementById("canvas");    var context = canvas.getContext("2d");    //translate()    context.save();    context.fillStyle = "#1424DE";    context.translate(10,10);    context.fillRect(0,0,200,200);    context.restore();    //scale()    context.save();    context.fillStyle = "#F5270B";    context.scale(0.5,0.5);    context.fillRect(500,50,200,200);    context.restore();    //rotate()    context.save();    context.fillStyle = "#18EB0F";    context.rotate(Math.PI / 4);    context.fillRect(300,10,200,200);    context.restore();

效果如下：

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另外一个跟图形变换相关的是：矩阵变换：context.transform(a, b, c, d, e, f, g)。参数的含义如下：
a 水平缩放 ( 默认为1 )
b 水平倾斜 ( 默认为 0 )
c 垂直倾斜 ( 默认为 0 )
d 垂直缩放 ( 默认为1 )
e 水平位移 ( 默认为 0 )
f 垂直位移 ( 默认为 0 )
读者可以自行验证其各个参数的效果，这里就不一一介绍了。

绘制曲线

跟绘制曲线的有四个函数，分别是：

context.arc(x,y,r,sAngle,eAngle,counterclockwise);用于创建弧/曲线（用于创建圆或部分圆）。接收的参数含义：
| 参数 | 含义 |
| :————- |:————-|
| x | 圆的中心的 x 坐标 |
|y|圆的中心的 y 坐标|
|r|圆的半径|
|sAngle|起始角，以弧度计（弧的圆形的三点钟位置是 0 度）|
|eAngle|结束角，以弧度计|
|counterclockwise|可选。规定应该逆时针还是顺时针绘图。False = 顺时针，true = 逆时针|

下面是几个arc()函数的几个示例：

    var canvas = document.getElementById("canvas");    var context = canvas.getContext("2d");    context.strokeStyle = "#F22D0D";    context.lineWidth = "2";    //绘制圆    context.beginPath();    context.arc(100,100,40,0,2*Math.PI);    context.stroke();    //绘制半圆    context.beginPath();    context.arc(200,100,40,0,Math.PI);    context.stroke();    //绘制半圆,逆时针    context.beginPath();    context.arc(300,100,40,0,Math.PI,true);    context.stroke();    //绘制封闭半圆    context.beginPath();    context.arc(400,100,40,0,Math.PI);    context.closePath();    context.stroke();

效果如下：

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context.arcTo(x1,y1,x2,y2,r); 在画布上创建介于两个切线之间的弧/曲线。接收的参数含义：

参数	含义
x1	弧的控制点的 x 坐标
y1	弧的控制点的 y 坐标
x2	弧的终点的 x 坐标
y2	弧的终点的 y 坐标
r	弧的半径

这里需要注意的是arcTo函数绘制的曲线的起始点需要通过moveTo(）函数来设置，下面利用arcTo函数绘制一个圆角矩形：

function createRoundRect(context , x1 , y1 , width , height , radius)    {        // 移动到左上角        context.moveTo(x1 + radius , y1);        // 添加一条连接到右上角的线段        context.lineTo(x1 + width - radius, y1);        // 添加一段圆弧        context.arcTo(x1 + width , y1, x1 + width, y1 + radius, radius);        // 添加一条连接到右下角的线段        context.lineTo(x1 + width, y1 + height - radius);        // 添加一段圆弧        context.arcTo(x1 + width, y1 + height , x1 + width - radius, y1 + height , radius);        // 添加一条连接到左下角的线段        context.lineTo(x1 + radius, y1 + height);         // 添加一段圆弧        context.arcTo(x1, y1 + height , x1 , y1 + height - radius , radius);        // 添加一条连接到左上角的线段        context.lineTo(x1 , y1 + radius);        // 添加一段圆弧        context.arcTo(x1 , y1 , x1 + radius , y1 , radius);        context.closePath();    }    // 获取canvas元素对应的DOM对象    var canvas = document.getElementById('mc');    // 获取在canvas上绘图的CanvasRenderingContext2D对象    var context = canvas.getContext('2d');    context.lineWidth = 3;    context.strokeStyle = "#F9230B";    createRoundRect(context , 30 , 30 , 400 , 200 , 50);    context.stroke();

效果如下：

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context.quadraticCurveTo(cpx,cpy,x,y);绘制二次贝塞曲线，参数含义如下：

参数	含义
cpx	贝塞尔控制点的 x 坐标
cpy	贝塞尔控制点的 y 坐标
x	结束点的 x 坐标
y	结束点的 y 坐标

曲线的开始点是当前路径中最后一个点。如果路径不存在，那么请使用 beginPath() 和 moveTo() 方法来定义开始点。

context.bezierCurveTo(cp1x,cp1y,cp2x,cp2y,x,y); 绘制三次贝塞尔曲线，参数如下：

参数	含义
cp1x	第一个贝塞尔控制点的 x 坐标
cp1y	第一个贝塞尔控制点的 y 坐标
cp2x	第二个贝塞尔控制点的 x 坐标
cp2y	第二个贝塞尔控制点的 y 坐标
x	结束点的 x 坐标
y	结束点的 y 坐标

文字渲染

与文本渲染有关的主要有三个属性以及三个方法：

属性	描述
font	设置或返回文本内容的当前字体属性
textAlign	设置或返回文本内容的当前对齐方式
textBaseline	设置或返回在绘制文本时使用的当前文本基线

方法	描述
fillText()	在画布上绘制”被填充的”文本
strokeText()	在画布上绘制文本（无填充）
measureText()	返回包含指定文本宽度的对象

上述的属性和方法的基本用法如下：

var canvas = document.getElementById("canvas");    var context = canvas.getContext("2d");    context.font="bold 30px Arial"; //设置样式    context.strokeStyle = "#1712F4";    context.strokeText("欢迎来到我的博客！",30,100);    context.font="bold 50px Arial";     var grd = context.createLinearGradient( 30 , 200, 400 , 300 );//设置渐变填充样式    grd.addColorStop(0,"#1EF9F7");    grd.addColorStop(0.25,"#FC0F31");    grd.addColorStop(0.5,"#ECF811");    grd.addColorStop(0.75,"#2F0AF1");    grd.addColorStop(1,"#160303");    context.fillStyle = grd;    context.fillText("欢迎来到我的博客！",30,200);    context.save();    context.moveTo(200,280);    context.lineTo(200,420);    context.stroke();    context.font="bold 20px Arial";     context.fillStyle = "#F80707";    context.textAlign="left";    context.fillText("文本在指定的位置开始",200,300);    context.textAlign="center";    context.fillText("文本的中心被放置在指定的位置",200,350);    context.textAlign="right";    context.fillText("文本在指定的位置结束",200,400);    context.restore();    context.save();    context.moveTo(10,500);    context.lineTo(500,500);    context.stroke();    context.fillStyle="#F60D0D";    context.font="bold 20px Arial";     context.textBaseline="top";    context.fillText("指定位置在上面",10,500);    context.textBaseline="bottom";    context.fillText("指定位置在下面",150,500);    context.textBaseline="middle";    context.fillText("指定位置居中",300,500);    context.restore();    context.font="bold 40px Arial";     context.strokeStyle = "#16F643";    var text = "欢迎来到我的博客！";    context.strokeText("欢迎来到我的博客！",10,600);    context.strokeText("上面字符串的宽度为："+context.measureText(text).width,10,650);

效果如下：

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其他属性和方法

阴影绘制：

shadowColor 设置或返回用于阴影的颜色。
shadowBlur 设置或返回用于阴影的模糊级别（数值越大越模糊）。
shadowOffsetX 设置或返回阴影与形状的水平距离。
shadowOffsetY 设置或返回阴影与形状的垂直距离。

我们为之前绘制的五角星添加一下阴影

var canvas = document.getElementById("canvas");    var context = canvas.getContext("2d");    context.beginPath();    //设置是个顶点的坐标，根据顶点制定路径    for (var i = 0; i < 5; i++) {        context.lineTo(Math.cos((18+i*72)/180*Math.PI)*200+200,                        -Math.sin((18+i*72)/180*Math.PI)*200+200);        context.lineTo(Math.cos((54+i*72)/180*Math.PI)*80+200,                        -Math.sin((54+i*72)/180*Math.PI)*80+200);    }    context.closePath();    //设置边框样式以及填充颜色    context.lineWidth="3";    context.fillStyle = "#F6F152";    context.strokeStyle = "#F5270B";    context.shadowColor = "#F7F2B4";    context.shadowOffsetX = 30;    context.shadowOffsetY = 30;    context.shadowBlur = 2;    context.fill();    context.stroke();

效果如下：

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图形组合：

globalAlpha：设置或返回绘图的当前 alpha 或透明值

该方法主要是设置图形的透明度，这里就不具体介绍。

globalCompositeOperation：设置或返回新图像如何绘制到已有的图像上，该方法有以下属性值：

值	描述
source-over	在目标图像上显示源图像（默认）
source-atop	在目标图像顶部显示源图像。源图像位于目标图像之外的部分是不可见的
source-in	在目标图像中显示源图像。只有目标图像之内的源图像部分会显示，目标图像是透明的
source-out	在目标图像之外显示源图像。只有目标图像之外的源图像部分会显示，目标图像是透明的
destination-over	在源图像上显示目标图像
destination-atop	在源图像顶部显示目标图像。目标图像位于源图像之外的部分是不可见的
destination-in	在源图像中显示目标图像。只有源图像之内的目标图像部分会被显示，源图像是透明的
destination-out	在源图像之外显示目标图像。只有源图像之外的目标图像部分会被显示，源图像是透明的
lighter	显示源图像 + 目标图像
copy	显示源图像。忽略目标图像
xor	使用异或操作对源图像与目标图像进行组合

下面是一个小示例，可以通过点击改变组合效果：

<!DOCTYPE html><html lang="en"><head>    <meta charset="UTF-8">    <title>图形组合</title>    <style type="text/css">        #canvas{            border: 1px solid #1C0EFA;            display: block;            margin: 20px auto;        }        #buttons{            width: 1000px;            margin: 5px auto;            clear:both;        }        #buttons a{            font-size: 18px;            display: block;            float: left;            margin-left: 20px;        }    </style></head><body>    <canvas id="canvas" width="1000" height="800">            你的浏览器还不支持canvas    </canvas>    <div id="buttons">        <a href="#">source-over</a>        <a href="#">source-atop</a>        <a href="#">source-in</a>        <a href="#">source-out</a>        <a href="#">destination-over</a>        <a href="#">destination-atop</a>        <a href="#">destination-in</a>        <a href="#">destination-out</a>        <a href="#">lighter</a>        <a href="#">copy</a>        <a href="#">xor</a>    </div></body><script type="text/javascript">window.onload = function(){    draw("source-over");    var buttons = document.getElementById("buttons").getElementsByTagName("a");    for (var i = 0; i < buttons.length; i++) {        buttons[i].onclick = function(){            draw(this.text);            return false;        };    }};    function draw(compositeStyle){        var canvas = document.getElementById("canvas");        var context = canvas.getContext("2d");        context.clearRect(0, 0, canvas.width, canvas.height);        //draw title        context.font = "bold 40px Arial";        context.textAlign = "center";        context.textBasedline = "middle";        context.fillStyle = "#150E0E";        context.fillText("globalCompositeOperation = "+compositeStyle, canvas.width/2, 60);        //draw a rect        context.fillStyle = "#F6082A";        context.fillRect(300, 150, 500, 500);        //draw a triangle        context.globalCompositeOperation = compositeStyle;        context.fillStyle = "#1611F5";        context.beginPath();        context.moveTo(700, 250);        context.lineTo(1000,750);        context.lineTo(400, 750);        context.closePath();        context.fill();    }</script></html>

读者可以点击标签来观察不同的组合效果，效果如下：

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剪辑区域：

clip()方法从原始画布中剪切任意形状和尺寸。

提示：一旦剪切了某个区域，则所有之后的绘图都会被限制在被剪切的区域内（不能访问画布上的其他区域）。您也可以在使用 clip() 方法前通过使用 save() 方法对当前画布区域进行保存，并在以后的任意时间对其进行恢复（通过 restore() 方法）

以下是用一个圆去截取一个矩形的示例：

var canvas = document.getElementById("canvas");    var context = canvas.getContext("2d");    context.beginPath();    context.fillStyle = "#0C0101";    context.fillRect(0,0,canvas.width,canvas.height);    context.beginPath();    context.fillStyle = "#FFFDFD";    context.arc(400,400,100,0,2*Math.PI);    context.fill();    context.clip();    context.beginPath();    context.fillStyle = "#F60825";    context.fillRect(200, 350, 400,50);

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