HTML5之canvas，新手入門教程

HTML5 規範引進了很多新特性，其中最令人期待的之一就是canvas 元素。 HTML 5 canvas 提供了通過JavaScript 繪製圖形的方法，此方法使用簡單但功能強大。每一個canvas 元素都有一個上下文( context ) (想像成繪圖板上的一頁)，在其中可以繪製任意圖形。瀏覽器支持多個canvas 上下文，並通過不同的API 提供圖形繪製功能。大部分的瀏覽器都支持2D canvas 上下文-包括Opera, Firefox, Konqueror 和Safari。而且某些版本的Opera 還支持3D canvas ，Firefox 也可以通過插件形式支持3D canvas

本文介紹2D canvas基礎以及如何使用基本canvas 函數，如線條、形狀、圖像和文字等。為了理解此文章，你最好了解JavaScript 基礎知識。

可以點擊此處批量下載本文實例代碼

canvas 基礎：

創建canvas 的方法很簡單，只需要在HTML 頁面中添加<canvas>元素：

<canvas id=myCanvas width=300 height=150>

Fallback content, in case the browser does not support Canvas.

</canvas>

為了能在JavaScript 中引用元素，最好給元素設置ID ；也需要給canvas 設定高度和寬度。

創建好了畫布後，讓我們來準備畫筆。要在畫布中繪製圖形需要使用JavaScript 。首先通過getElementById函數找到canvas元素，然後初始化上下文。之後可以使用上下文API 繪製各種圖形。下面的腳本在canvas 中繪製一個矩形(點擊此處查看效果)：

// Get a reference to the element.

var elem = document.getElementById('myCanvas');

// Always check for properties 和methods, to make sure your code doesn't break

// in other browsers.

if (elem && elem.getContext) {

// Get the 2d context.

// Remember: you can only initialize one context per element.

var context = elem.getContext('2d');

if (context) {

// You are done! Now you can draw your first rectangle.

// You only need to provide the (x,y) coordinates, followed by the width and

// height dimensions.

context.fillRect(0, 0, 150, 100);

}

}

可以把上面代碼放置在文檔head部分中，或者放在外部文件中。

2D context API：

介紹瞭如何創建canvas 後，讓我們來看看2D canvas API，看看能用這些函數做些什麼。

基本線條：

上面的例子中展示了繪製矩形是多麼簡單。

通過fillStyle和strokeStyle 屬性可以輕鬆的設置矩形的填充和線條。顏色值使用方法和CSS 一樣：十六進制數、rgb()、rgba() 和hsla。通過fillRect可以繪製帶填充的矩形。使用strokeRect 可以繪製只有邊框沒有填充的矩形。如果想清除部分canvas 可以使用clearRect。上述三個方法的參數相同：x, y, width, height。前兩個參數設定(x,y) 坐標，後兩個參數設置矩形的高度和寬度。可以使用lineWidth屬性改變線條粗細。讓我們看看使用了fillRect,strokeRect clearRect 和其他的例子：

context.fillStyle = '#00f'; // blue

context.strokeStyle = '#f00'; // red

context.lineWidth = 4;

// Draw some rectangles.

context.fillRect (0, 0, 150, 50);

context.strokeRect(0, 60, 150, 50);

context.clearRect (30, 25, 90, 60);

context.strokeRect(30, 25, 90, 60);

此例子效果圖見下圖：

路徑：

通過canvas 路徑（path）可以繪製任意形狀。可以先繪製輪廓，然後繪製邊框和填充。創建自定義形狀很簡單，使用beginPath()開始繪製，然後使用直線、曲線和其他圖形繪製你的圖形。繪製完畢後調用fill 和stroke 即可添加填充或者設置邊框。調用closePath() 結束自定義圖形繪製。下面是一個繪製三角形的例子：

// Set the style properties.

context.fillStyle = '#00f';

context.strokeStyle = '#f00';

context.lineWidth = 4;

context.beginPath();

// Start from the top-left point.

context.moveTo(10, 10); // give the (x,y) coordinates

context.lineTo(100, 10);

context.lineTo(10, 100);

context.lineTo(10, 10);

// Done! Now fill the shape, 和draw the stroke.

// Note: your shape will not be visible until you call any of the two methods.

context.fill();

context.stroke();

context.closePath();

其效果圖見下圖：

另一個較複雜的例子中使用了直線、曲線和圓弧。

插入圖像：

drawImage 方法允許在canvas 中插入其他圖像( img 和canvas 元素) 。在Opera 中可以再canvas 中繪製SVG 圖形。此方法比較複雜，可以有3個、5個或9個參數

3個參數：最基本的drawImage使用方法。一個參數指定圖像位置，另兩個參數設置圖像在canvas中的位置。

5個參數：中級的drawImage 使用方法，包括上面所述3個參數，加兩個參數指明插入圖像寬度和高度(如果你想改變圖像大小)。

9個參數：最複雜drawImage 雜使用方法，包含上述5個參數外，另外4個參數設置源圖像中的位置和高度寬度。這些參數允許你在顯示圖像前動態裁剪源圖像。

下面是上述三個使用方法的例子：

// Three arguments: the element, destination (x,y) coordinates.

context.drawImage(img_elem, dx, dy);

// Five arguments: the element, destination (x,y) coordinates, and destination

// width and height (if you want to resize the source image).

context.drawImage(img_elem, dx, dy, dw, dh);

// Nine arguments: the element, source (x,y) coordinates, source width and

// height (for cropping), destination (x,y) coordinates, and destination width

// and height (resize).

context.drawImage(img_elem, sx, sy, sw, sh, dx, dy, dw, dh);

其效果見下圖：

像素級操作：

2D Context API 提供了三個方法用於像素級操作：createImageData, getImageData, 和putImageData。 ImageData對象保存了圖像像素值。每個對像有三個屬性: width, height 和data。 data 屬性類型為CanvasPixelArray，用於儲存width*height*4個像素值。每一個像素有RGB值和透明度alpha值(其值為0 至255，包括alpha在內!)。像素的順序從左至右，從上到下，按行存儲。為了更好的理解其原理，讓我們來看一個例子-繪製紅色矩形：

// Create an ImageData object.

var imgd = context.createImageData(50,50);

var pix = imgd.data;

// Loop over each pixel 和set a transparent red.

for (var i = 0; n = pix.length, i < n; i += 4) {

pix[i ] = 255; // red channel

pix[i+3] = 127; // alpha channel

}

// Draw the ImageData object at the given (x,y) coordinates.

context.putImageData(imgd, 0,0);

注意: 不是所有瀏覽器都實現了createImageData。在支持的瀏覽器中，需要通過getImageData 方法獲取ImageData 對象。請參考示例代碼。

通過ImageData可以完成很多功能。如可以實現圖像濾鏡，或可以實現數學可視化(如分形和其他特效)。下面特效實現了簡單的顏色反轉濾鏡：

// Get the CanvasPixelArray from the given coordinates and dimensions.

var imgd = context.getImageData(x, y, width, height);

var pix = imgd.data;

// Loop over each pixel and invert the color.

for (var i = 0, n = pix.length; i < n; i += 4) {

pix[i ] = 255 - pix[i ]; // red

pix[i+1] = 255 - pix[i+1]; // green

pix[i+2] = 255 - pix[i+2]; // blue

// i+3 is alpha (the fourth element)

}

// Draw the ImageData at the given (x,y) coordinates.

context.putImageData(imgd, x, y);

下圖顯示了使用此濾鏡後的效果：

文字：

雖然最近的WebKit 版本和Firefox 3.1 nightly build 才開始支持Text API ，為了保證文章完整性我決定仍在這裡介紹文字API 。

context對象可以設置以下text 屬性：

font：文字字體，同CSSfont-family 屬性

textAlign：文字水平對齊方式。可取屬性值: start, end, left,right, center。默認值:start.

textBaseline：文字豎直對齊方式。可取屬性值：top, hanging, middle,alphabetic, ideographic, bottom。默認值：alphabetic

有兩個方法可以繪製文字： fillText和strokeText。第一個繪製帶fillStyle 填充的文字，後者繪製只有strokeStyle 邊框的文字。兩者的參數相同：要繪製的文字和文字的位置(x,y) 坐標。還有一個可選選項-最大寬度。如果需要的話，瀏覽器會縮減文字以讓它適應指定寬度。文字對齊屬性影響文字與設置的(x,y) 坐標的相對位置。

下面是一個在canvas 中繪製hello world 文字的例子：

context.fillStyle = '#00f';

context.font = 'italic 30px sans-serif';

context.textBaseline = 'top';

context.fillText ('Hello world!', 0, 0);

context.font = 'bold 30px sans-serif';

context.strokeText('Hello world!', 0, 50);

下圖是其效果圖：

陰影：

目前只有Konqueror 和Firefox 3.1 nightly build 支持Shadows API 。 API 的屬性為：

shadowColor：陰影顏色。其值和CSS 顏色值一致。

shadowBlur：設置陰影模糊程度。此值越大，陰影越模糊。其效果和Photoshop 的高斯模糊濾鏡相同。

shadowOffsetX 和shadowOffsetY：陰影的x 和y 偏移量，單位是像素。

下面是canvas 陰影的例子：

context.shadowOffsetX = 5;

context.shadowOffsetY = 5;

context.shadowBlur = 4;

context.shadowColor = 'rgba(255, 0, 0, 0.5)';

context.fillStyle = '#00f';

context.fillRect(20, 20, 150, 100);

其效果見下圖：

顏色漸變：

除了CSS 顏色， fillStyle和strokeStyle 屬性可以設置為CanvasGradient 對象。 -通過CanvasGradient可以為線條和填充使用顏色漸變。欲創建CanvasGradient對象，可以使用兩個方法：createLinearGradient 和createRadialGradient。前者創建線性顏色漸變，後者創建圓形顏色漸變。創建顏色漸變對像後，可以使用對象的addColorStop方法添加顏色中間值。下面的代碼演示了顏色漸變使用方法：

// You need to provide the source 和destination (x,y) coordinates

// for the gradient (from where it starts 和where it ends).

var gradient1 = context.createLinearGradient(sx, sy, dx, dy);

// Now you can add colors in your gradient.

// The first argument tells the position for the color in your gradient. The

// accepted value range is from 0 (gradient start) to 1 (gradient end).

// The second argument tells the color you want, using the CSS color format.

gradient1.addColorStop(0, '#f00'); // red

gradient1.addColorStop(0.5, '#ff0'); // yellow

gradient1.addColorStop(1, '#00f'); // blue

// For the radial gradient you also need to provide source

// 和destination circle radius.

// The (x,y) coordinates define the circle center points (start 和

// destination).

var gradient2 = context.createRadialGradient(sx, sy, sr, dx, dy, dr);

// Adding colors to a radial gradient is the same as adding colors to linear

// gradients.

我也準備了一個更複雜的例子，使用了線性顏色漸變、陰影和文字。

其效果見下圖：

canvas 演示：

如果你想知道使用Canvas可以做些什麼，可以參看以下的工程：

Opera Widget：

SimAquarium

Artist's Sketchbook

Spirograph

在線工程和演示：

Newton polynomial

Canvascape - 3D Walker

Paint.Web - painting demo, open-source

Star-field flight

Interactive blob

小節：

Canvas 是HTML 5最讓人期待的特性之一，目前已獲得大部分Web 瀏覽器支持。 Canvas 可以幫助創建遊戲、增強圖形用戶界面。 2D context

API 提供大量圖形繪製功能-我希望通過本文你了解了canvas 使用，並且你有興趣了解更多！