canvas进阶之怎样画出光滑的曲线图

2021-02-23 03:43 jianzhan

情况概述

坚信大伙儿平常在学习培训canvas 或 新项目开发设计中应用canvas的情况下应当都遇到过这样的要求:完成1个能够撰写的画板小专用工具。

嗯,坚信这对canvas应用较熟的童鞋来讲仅仅只是几10行编码便可以搞掂的事儿,下列demo便是1个再也简易但是的事例了:

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <title>Sketchpad demo</title>
    <style type="text/css">
        canvas {
            border: 1px blue solid; 
        }
    </style>
</head>
<body>
    <canvas id="canvas" width="800" height="500"></canvas>
    <script type="text/javascript">
        let isDown = false;
        let beginPoint = null;
        const canvas = document.querySelector('#canvas');
        const ctx = canvas.getContext('2d');

        // 设定线条色调
        ctx.strokeStyle = 'red';
        ctx.lineWidth = 1;
        ctx.lineJoin = 'round';
        ctx.lineCap = 'round';

        canvas.addEventListener('mousedown', down, false);
        canvas.addEventListener('mousemove', move, false);
        canvas.addEventListener('mouseup', up, false);
        canvas.addEventListener('mouseout', up, false);

        function down(evt) {
            isDown = true;
            beginPoint = getPos(evt);
        }

        function move(evt) {
            if (!isDown) return;
            const endPoint = getPos(evt);
            drawLine(beginPoint, endPoint);
            beginPoint = endPoint;
        }

        function up(evt) {
            if (!isDown) return;
            
            const endPoint = getPos(evt);
            drawLine(beginPoint, endPoint);

            beginPoint = null;
            isDown = false;
        }

        function getPos(evt) {
            return {
                x: evt.clientX,
                y: evt.clientY
            }
        }

        function drawLine(beginPoint, endPoint) {
            ctx.beginPath();
            ctx.moveTo(beginPoint.x, beginPoint.y);
            ctx.lineTo(endPoint.x, endPoint.y);
            ctx.stroke();
            ctx.closePath();
        }
    </script>
</body>
</html>

它的完成逻辑性也很简易:

  • 大家在canvas画布上关键监视了3个恶性事件:mousedownmouseupmousemove,另外大家也建立了1个isDown自变量;
  • 当客户按下电脑鼠标(mousedown,即起笔)时将isDown置为true,而放下电脑鼠标(mouseup)的情况下将它置为false,这样做的益处便是能够分辨客户当今是不是处在美术绘画情况;
  • 根据mousemove恶性事件持续收集电脑鼠标历经的座标点,当且仅当isDowntrue(即处在撰写情况)时将当今的点根据canvas的lineTo方式与前面的点开展联接、绘图;

根据以上几个流程大家便可以完成基础的画板作用了,但是事儿并没那末简易,细心的童鞋或许会发现1个很比较严重的难题——根据这类方法画出来的线条存在锯齿,不足光滑,并且你画得越快,折线感越强。主要表现以下图所示:

为何会这样呢?

难题剖析

出現该状况的缘故关键是:

大家是以canvas的lineTo方式联接点的,联接邻近两点的是条平行线,非曲线图,因而根据这类方法绘图出来的是条折线;

受到限制于访问器对mousemove恶性事件的收集频率,大伙儿都了解在mousemove时,访问器是每隔1小段時间去收集当今电脑鼠标的座标的,因而电脑鼠标挪动的越快,收集的两个邻近点的间距就越远,故“折线感越显著“;

怎样才可以画出光滑的曲线图?

要画出光滑的曲线图,实际上也是有方式的,lineTo靠不住那大家能够选用canvas的另外一个制图API——quadraticCurveTo ,它用于绘图2次贝塞尔曲线图。

2次贝塞尔曲线图

quadraticCurveTo(cp1x, cp1y, x, y)

启用quadraticCurveTo方式必须4个主要参数,cp1xcp1y叙述的是操纵点,而xy则是曲线图的终点站:

更多详尽的信息内容可移步MDN

既然要应用贝塞尔曲线图,很明显大家的数据信息是不足用的,要详细叙述1个2次贝塞尔曲线图,大家必须:起止点、操纵点和终点站,这些数据信息如何来呢?

有1个凑巧妙的优化算法能够协助大家获得这些信息内容

获得2次贝塞尔重要点的优化算法

这个优化算法其实不难了解,这里我立即举事例吧:

假定大家在1次美术绘画中共收集到6个电脑鼠标座标,各自是A, B, C, D, E, F;取前面的A, B, C3点,测算出BC的中点B1,以A为起始点,B为操纵点,B1为终点站,运用quadraticCurveTo绘图1条2次贝塞尔曲线图直线;

接下来,测算得出CD点的中点C1,以B1为起始点、C为操纵点、C1为终点站再次绘图曲线图;

先后类推持续绘图下去,当到最终1个点F时,则以DE的中点D1为起始点,以E为操纵点,F为终点站完毕贝塞尔曲线图。

OK,优化算法便是这样,那大家根据该优化算法再对现有编码开展1次升級更新改造:

let isDown = false;
let points = [];
let beginPoint = null;
const canvas = document.querySelector('#canvas');
const ctx = canvas.getContext('2d');

// 设定线条色调
ctx.strokeStyle = 'red';
ctx.lineWidth = 1;
ctx.lineJoin = 'round';
ctx.lineCap = 'round';

canvas.addEventListener('mousedown', down, false);
canvas.addEventListener('mousemove', move, false);
canvas.addEventListener('mouseup', up, false);
canvas.addEventListener('mouseout', up, false);

function down(evt) {
    isDown = true;
    const { x, y } = getPos(evt);
    points.push({x, y});
    beginPoint = {x, y};
}

function move(evt) {
    if (!isDown) return;

    const { x, y } = getPos(evt);
    points.push({x, y});

    if (points.length > 3) {
        const lastTwoPoints = points.slice(⑵);
        const controlPoint = lastTwoPoints[0];
        const endPoint = {
            x: (lastTwoPoints[0].x + lastTwoPoints[1].x) / 2,
            y: (lastTwoPoints[0].y + lastTwoPoints[1].y) / 2,
        }
        drawLine(beginPoint, controlPoint, endPoint);
        beginPoint = endPoint;
    }
}

function up(evt) {
    if (!isDown) return;
    const { x, y } = getPos(evt);
    points.push({x, y});

    if (points.length > 3) {
        const lastTwoPoints = points.slice(⑵);
        const controlPoint = lastTwoPoints[0];
        const endPoint = lastTwoPoints[1];
        drawLine(beginPoint, controlPoint, endPoint);
    }
    beginPoint = null;
    isDown = false;
    points = [];
}

function getPos(evt) {
    return {
        x: evt.clientX,
        y: evt.clientY
    }
}

function drawLine(beginPoint, controlPoint, endPoint) {
    ctx.beginPath();
    ctx.moveTo(beginPoint.x, beginPoint.y);
    ctx.quadraticCurveTo(controlPoint.x, controlPoint.y, endPoint.x, endPoint.y);
    ctx.stroke();
    ctx.closePath();
}

在原来的基本上,大家建立了1个自变量points用于储存以前mousemove恶性事件中电脑鼠标历经的点,依据该优化算法可知要绘图2次贝塞尔曲线图至少必须3个点以上,因而大家仅有在points中的点数超过3时才刚开始绘图。接下来的解决就跟该优化算法1毛1样了,这里已不赘述。

编码升级后大家的曲线图也变得光滑了很多,以下图所示:

本文到这里就完毕了,期待大伙儿在canvas画板中“画”得愉快~大家下一次再见了:)

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以上便是本文的所有內容,期待对大伙儿的学习培训有一定的协助,也期待大伙儿多多适用脚本制作之家。