canvas小画板--（1）平滑曲线

功能需求

项目需求：需要实现一个可以自由书写的小画板

简单实现

对于熟悉canvas的同学来说，这个需求很简单，短短几十行代码就能实现：

 <!doctype html>

 <html>

 <head>

     <meta charset=utf-8>

     <style>

         canvas {

             border: 1px solid #ccc

         }

         body {

             margin: 0;

         }

     </style>

 </head>

 <body style="overflow: hidden;background-color: rgb(250, 250, 250);touch-action: none;">

     <canvas id="c" width="1920" height="1080"></canvas>

     <script>

         var el = document.getElementById('c');

         var ctx = el.getContext('2d');

         //设置绘制线条样式

         ctx.strokeStyle = 'red';

         ctx.lineWidth = 1;

         ctx.lineJoin = 'round';

         ctx.lineCap = 'round';

         var isDrawing;//标记是否要绘制

         //存储坐标点

         let lastX, lastY;

         document.body.onpointerdown = function (e) {

             console.log('pointerdown');

             isDrawing = true;

             lastX = e.clientX;

             lastY = e.clientY;

         };

         document.body.onpointermove = function (e) {

             console.log('pointermove');

             if (isDrawing) {

                 draw(e.clientX, e.clientY, lastX, lastY);

             }

             lastX = e.clientX, lastY = e.clientY;

         };

         document.body.onpointerup = function (e) {

             if (isDrawing) {

                 draw(e.clientX, e.clientY, lastX, lastY);

             }

             lastX = e.clientX, lastY = e.clientY;

             isDrawing = false;

         };

         function draw(x, y, lastX, lastY) {

             ctx.beginPath();

             ctx.moveTo(lastX, lastY);

             ctx.lineTo(x, y);

             ctx.stroke();

         }

     </script>

 </body>

 </html>

实现效果如下图：

实现的逻辑很简单：

1）监听事件pointerdown，pointermove，pointerup

2）标记是否拖拽画线模式变量 isDrawing，在down事件时置为true，up的时候置为false

3）使用canvas的api，设置线条样式，调用绘制线条接口lineTo方法

以上就简单的实现了画板功能，如果要求不高的用户可以使用，但一旦遇到有点要求的用户就无法交付这种产品，仔细看是线条折线感太强。

为什么会有折线感呢？

主要原因：

我们调用的api方法lineTo是两点连线也就是直线

浏览器对鼠标事件mousemove的采集是有采集频率的，并不是每个鼠标移动经过的每一个像素点都会触发事件。

当鼠标移动的越快，那么两点之间的间隔就越远，那么折线感就更明显。

如何能绘制平滑的曲线？

canvas提供的api中是有现成接口的，贝塞尔系列的接口就能满足我们的要求，接下来我们讲一下使用二次贝塞尔曲线绘制平滑曲线。

quadraticCurveTo(cpx,cpy,x,y)

二次贝塞尔曲线接口需要四个参数，cpx，cpy是曲线的控制点，x，y是曲线终点。

有人问那曲线的起点在哪里？其实曲线的起点取决于上一操作状态，可以是moveTo的位置，或者是lineTo的位置，或者是贝塞尔的终点。

那么怎么调用quadraticCurveTo，参数怎么传呢？

我们需要找出关键位置，直接用例子告诉大家吧

1）假如我们用鼠标采集到ABCDEF六个点

2）取前面三个点ABC计算，BC的中点B1，以A为起点，B为控制点，B1为终点，那么利用quadraticCurveTo可以绘制出这样一条贝塞尔曲线

3）接下来计算CD的中点C1，以B1为起点，C为控制点，C1为终点，那么利用quadraticCurveTo可以绘制出这样一条贝塞尔曲线

4）以此类推，当到了最后一个点时以D1为起点，E为控制点，F为终点，结束贝塞尔绘制。

根据算法进行代码改造

OK我们介绍了具体算法的影响，那用该算法对我们前面的代码进行改造：

 <!doctype html>

 <html>

 <head>

     <meta charset=utf-8>

     <style>

         canvas {

             border: 1px solid #ccc

         }

         body {

             margin: 0;

         }

     </style>

 </head>

 <body style="overflow: hidden;background-color: rgb(250, 250, 250);touch-action: none;">

     <canvas id="c" width="1920" height="1080"></canvas>

     <script>

         var el = document.getElementById('c');

         var ctx = el.getContext('2d');

         //设置绘制线条样式

         ctx.strokeStyle = 'red';

         ctx.lineWidth = 1;

         ctx.lineJoin = 'round';

         ctx.lineCap = 'round';

         var isDrawing;//标记是否要绘制

         //存储坐标点

         let points = [];

         document.body.onpointerdown = function (e) {

             console.log('pointerdown');

             isDrawing = true;

             points.push({ x: e.clientX, y: e.clientY });

         };

         document.body.onpointermove = function (e) {

             console.log('pointermove');

             if (isDrawing) {

                 draw(e.clientX, e.clientY);

             }

         };

         document.body.onpointerup = function (e) {

             if (isDrawing) {

                 draw(e.clientX, e.clientY);

             }

             points = [];

             isDrawing = false;

         };

         function draw(mousex, mousey) {

             points.push({ x: mousex, y: mousey });

             ctx.beginPath();

             let x = (points[points.length - 2].x + points[points.length - 1].x) / 2,

                 y = (points[points.length - 2].y + points[points.length - 1].y) / 2;

             if (points.length == 2) {

                 ctx.moveTo(points[points.length - 2].x, points[points.length - 2].y);

                 ctx.lineTo(x, y);

             } else {

                 let lastX = (points[points.length - 3].x + points[points.length - 2].x) / 2,

                     lastY = (points[points.length - 3].y + points[points.length - 2].y) / 2;

                 ctx.moveTo(lastX, lastY);

                 ctx.quadraticCurveTo(points[points.length - 2].x, points[points.length - 2].y, x, y);

             }

             ctx.stroke();

             points.slice(0, 1);

         }

     </script>

 </body>

 </html>

在原有基础上我们用了一个数组points保存鼠标经过的点，根据算法可知绘制贝塞尔曲线至少要用三个点，绘制过程中维护points数组。

实现效果如下，可见平滑了很多！