第156天：canvas（三）

一、变形

1.1 translate

translate(x, y)

​ 用来移动 canvas 的原点到指定的位置

​ translate方法接受两个参数。x 是左右偏移量，y 是上下偏移量，如右图所示。

在做变形之前先保存状态是一个良好的习惯。大多数情况下，调用 restore 方法比手动恢复原先的状态要简单得多。又如果你是在一个循环中做位移但没有保存和恢复canvas 的状态，很可能到最后会发现怎么有些东西不见了，那是因为它很可能已经超出 canvas 范围以外了。

​ 注意：translate移动的是canvas的坐标原点。(坐标变换)

 var ctx;
 function draw(){
     var canvas = document.getElementById('tutorial1');
     if (!canvas.getContext) return;
     var ctx = canvas.getContext("2d");
     ctx.save(); //保存坐原点平移之前的状态
     ctx.translate(100, 100);
     ctx.strokeRect(0, 0, 100, 100)
     ctx.restore(); //恢复到最初状态
     ctx.translate(220, 220);
     ctx.fillRect(0, 0, 100, 100)
 }
 draw();

1.2 rotate

rotate(angle)

​ 旋转坐标轴。

​ 这个方法只接受一个参数：旋转的角度(angle)，它是顺时针方向的，以弧度为单位的值。

​ 旋转的中心是坐标原点。

 var ctx;
 function draw(){
   var canvas = document.getElementById('tutorial1');
   if (!canvas.getContext) return;
   var ctx = canvas.getContext("2d");
 
   ctx.fillStyle = "red";
   ctx.save();
 
   ctx.translate(100, 100);
   ctx.rotate(Math.PI / 180 * 45);
   ctx.fillStyle = "blue";
   ctx.fillRect(0, 0, 100, 100);
   ctx.restore();
 
   ctx.save();
   ctx.translate(0, 0);
   ctx.fillRect(0, 0, 50, 50)
   ctx.restore();
 }
 draw();

1.3 scale

scale(x, y)

​ 我们用它来增减图形在 canvas 中的像素数目，对形状，位图进行缩小或者放大。

​ scale方法接受两个参数。x,y分别是横轴和纵轴的缩放因子，它们都必须是正值。值比 1.0 小表示缩 小，比 1.0 大则表示放大，值为 1.0 时什么效果都没有。

​ 默认情况下，canvas 的 1 单位就是 1 个像素。举例说，如果我们设置缩放因子是 0.5，1 个单位就变成对应 0.5 个像素，这样绘制出来的形状就会是原先的一半。同理，设置为 2.0 时，1 个单位就对应变成了 2 像素，绘制的结果就是图形放大了 2 倍。

1.4 transform(变形矩阵)

transform(a, b, c, d, e, f)

a (m11)

​ Horizontal scaling.

b (m12)

​ Horizontal skewing.

c (m21)

​ Vertical skewing.

d (m22)

​ Vertical scaling.

e (dx)

​ Horizontal moving.

f (dy)

​ Vertical moving.

 var ctx;
 function draw(){
     var canvas = document.getElementById('tutorial1');
     if (!canvas.getContext) return;
     var ctx = canvas.getContext("2d");
     ctx.transform(1, 1, 0, 1, 0, 0);
     ctx.fillRect(0, 0, 100, 100);
 }
 draw();

　　

二、合成

​ 在前面的所有例子中、，我们总是将一个图形画在另一个之上，对于其他更多的情况，仅仅这样是远远不够的。比如，对合成的图形来说，绘制顺序会有限制。不过，我们可以利用 globalCompositeOperation 属性来改变这种状况。

globalCompositeOperation = type

   var ctx;
     function draw(){
         var canvas = document.getElementById('tutorial1');
         if (!canvas.getContext) return;
         var ctx = canvas.getContext("2d");
 
         ctx.fillStyle = "blue";
         ctx.fillRect(0, 0, 200, 200);
 
         ctx.globalCompositeOperation = "source-over"; //全局合成操作
         ctx.fillStyle = "red";
         ctx.fillRect(100, 100, 200, 200);
     }
     draw();
 
 </script>

注：下面的展示中，蓝色是原有的，红色是新的。

type `是下面 13 种字符串值之一：

1. source-over(default)

这是默认设置，新图像会覆盖在原有图像。

2. source-in

仅仅会出现新图像与原来图像重叠的部分，其他区域都变成透明的。(包括其他的老图像区域也会透明)

3. source-out

仅仅显示新图像与老图像没有重叠的部分，其余部分全部透明。(老图像也不显示)

4. source-atop

新图像仅仅显示与老图像重叠区域。老图像仍然可以显示。

5. destination-over

新图像会在老图像的下面。

6. destination-in

仅仅新老图像重叠部分的老图像被显示，其他区域全部透明。

7. destination-out

仅仅老图像与新图像没有重叠的部分。 注意显示的是老图像的部分区域。

8. destination-atop

老图像仅仅仅仅显示重叠部分，新图像会显示在老图像的下面。

9. lighter

新老图像都显示，但是重叠区域的颜色做加处理

10. darken

保留重叠部分最黑的像素。(每个颜色位进行比较，得到最小的)

blue: #0000ff

red: #ff0000

所以重叠部分的颜色：#000000

11. lighten

保证重叠部分最量的像素。(每个颜色位进行比较，得到最大的)

blue: #0000ff

red: #ff0000

所以重叠部分的颜色：#ff00ff

12. xor

重叠部分会变成透明

13. copy

只有新图像会被保留，其余的全部被清除(边透明)

三、裁剪路径

clip()

​ 把已经创建的路径转换成裁剪路径。

​ 裁剪路径的作用是遮罩。只显示裁剪路径内的区域，裁剪路径外的区域会被隐藏。

​ 注意：clip()只能遮罩在这个方法调用之后绘制的图像，如果是clip()方法调用之前绘制的图像，则无法实现遮罩。

 var ctx;
 function draw(){
     var canvas = document.getElementById('tutorial1');
     if (!canvas.getContext) return;
     var ctx = canvas.getContext("2d");
 
     ctx.beginPath();
     ctx.arc(20,20, 100, 0, Math.PI * 2);
     ctx.clip();
 
     ctx.fillStyle = "pink";
     ctx.fillRect(20, 20, 100,100);
 }
 draw();

四、动画

动画的基本步骤

1. 清空canvas

   再绘制每一帧动画之前，需要清空所有。清空所有最简单的做法就是clearRect()方法

2. 保存canvas状态

   如果在绘制的过程中会更改canvas的状态(颜色、移动了坐标原点等),又在绘制每一帧时都是原始状态的话，则最好保存下canvas的状态

3. 绘制动画图形

   这一步才是真正的绘制动画帧

4. 恢复canvas状态

   如果你前面保存了canvas状态，则应该在绘制完成一帧之后恢复canvas状态。

控制动画

我们可用通过canvas的方法或者自定义的方法把图像会知道到canvas上。正常情况，我们能看到绘制的结果是在脚本执行结束之后。例如，我们不可能在一个 for 循环内部完成动画。

也就是，为了执行动画，我们需要一些可以定时执行重绘的方法。

一般用到下面三个方法：

1. setInterval()
2. setTimeout()
3. requestAnimationFrame()

案例1：太阳系

 let sun;
 let earth;
 let moon;
 let ctx;
 function init(){
     sun = new Image();
     earth = new Image();
     moon = new Image();
     sun.src = "sun.png";
     earth.src = "earth.png";
     moon.src = "moon.png";
 
     let canvas = document.querySelector("#solar");
     ctx = canvas.getContext("2d");
 
     sun.onload = function (){
         draw()
     }
 
 }
 init();
 function draw(){
     ctx.clearRect(0, 0, 300, 300); //清空所有的内容
     /*绘制 太阳*/
     ctx.drawImage(sun, 0, 0, 300, 300);
 
     ctx.save();
     ctx.translate(150, 150);
 
     //绘制earth轨道
     ctx.beginPath();
     ctx.strokeStyle = "rgba(255,255,0,0.5)";
     ctx.arc(0, 0, 100, 0, 2 * Math.PI)
     ctx.stroke()
 
     let time = new Date();
     //绘制地球
     ctx.rotate(2 * Math.PI / 60 * time.getSeconds() + 2 * Math.PI / 60000 * time.getMilliseconds())
     ctx.translate(100, 0);
     ctx.drawImage(earth, -12, -12)
 
     //绘制月球轨道
     ctx.beginPath();
     ctx.strokeStyle = "rgba(255,255,255,.3)";
     ctx.arc(0, 0, 40, 0, 2 * Math.PI);
     ctx.stroke();
 
     //绘制月球
     ctx.rotate(2 * Math.PI / 6 * time.getSeconds() + 2 * Math.PI / 6000 * time.getMilliseconds());
     ctx.translate(40, 0);
     ctx.drawImage(moon, -3.5, -3.5);
     ctx.restore();
 
     requestAnimationFrame(draw);
 }

案例2：模拟时钟

 <!DOCTYPE html>
 <html lang="en">
 <head>
     <meta charset="UTF-8">
     <title>Title</title>
     <style>
         body {
             padding: 0;
             margin: 0;
             background-color: rgba(0, 0, 0, 0.1)
         }
 
         canvas {
             display: block;
             margin: 200px auto;
         }
     </style>
 </head>
 <body>
 <canvas id="solar" width="300" height="300"></canvas>
 <script>
     init();
 
     function init(){
         let canvas = document.querySelector("#solar");
         let ctx = canvas.getContext("2d");
         draw(ctx);
     }
 
     function draw(ctx){
         requestAnimationFrame(function step(){
             drawDial(ctx); //绘制表盘
             drawAllHands(ctx); //绘制时分秒针
             requestAnimationFrame(step);
         });
     }
     /*绘制时分秒针*/
     function drawAllHands(ctx){
         let time = new Date();
 
         let s = time.getSeconds();
         let m = time.getMinutes();
         let h = time.getHours();
 
         let pi = Math.PI;
         let secondAngle = pi / 180 * 6 * s;  //计算出来s针的弧度
         let minuteAngle = pi / 180 * 6 * m + secondAngle / 60;  //计算出来分针的弧度
         let hourAngle = pi / 180 * 30 * h + minuteAngle / 12;  //计算出来时针的弧度
 
         drawHand(hourAngle, 60, 6, "red", ctx);  //绘制时针
         drawHand(minuteAngle, 106, 4, "green", ctx);  //绘制分针
         drawHand(secondAngle, 129, 2, "blue", ctx);  //绘制秒针
     }
     /*绘制时针、或分针、或秒针
      * 参数1：要绘制的针的角度
      * 参数2：要绘制的针的长度
      * 参数3：要绘制的针的宽度
      * 参数4：要绘制的针的颜色
      * 参数4：ctx
      * */
     function drawHand(angle, len, width, color, ctx){
         ctx.save();
         ctx.translate(150, 150); //把坐标轴的远点平移到原来的中心
         ctx.rotate(-Math.PI / 2 + angle);  //旋转坐标轴。 x轴就是针的角度
         ctx.beginPath();
         ctx.moveTo(-4, 0);
         ctx.lineTo(len, 0);  // 沿着x轴绘制针
         ctx.lineWidth = width;
         ctx.strokeStyle = color;
         ctx.lineCap = "round";
         ctx.stroke();
         ctx.closePath();
         ctx.restore();
     }
 
     /*绘制表盘*/
     function drawDial(ctx){
         let pi = Math.PI;
 
         ctx.clearRect(0, 0, 300, 300); //清除所有内容
         ctx.save();
 
         ctx.translate(150, 150); //一定坐标原点到原来的中心
         ctx.beginPath();
         ctx.arc(0, 0, 148, 0, 2 * pi); //绘制圆周
         ctx.stroke();
         ctx.closePath();
 
         for (let i = 0; i < 60; i++){//绘制刻度。
             ctx.save();
             ctx.rotate(-pi / 2 + i * pi / 30);  //旋转坐标轴。坐标轴x的正方形从 向上开始算起
             ctx.beginPath();
             ctx.moveTo(110, 0);
             ctx.lineTo(140, 0);
             ctx.lineWidth = i % 5 ? 2 : 4;
             ctx.strokeStyle = i % 5 ? "blue" : "red";
             ctx.stroke();
             ctx.closePath();
             ctx.restore();
         }
         ctx.restore();
     }
 </script>
 </body>
 </html>