第二章 Canvas API

2.1 Canvas 概述

Canvas本质上是一个位图画布，其上绘制的图形是不可缩放的，不能像SVG图像那样可以被放大缩小。此外，用Canvas绘制出来的对象不属于页面DOM结构或者任何命名空间。

使用canvas编程，首先要获取其上下文（context）。接着在上下文中执行动作，最后将这些动作应用到上下文中。

canvas中的坐标是从左上角开始的，x轴沿着水平方向（按像素）向右延伸，y轴沿垂直方向向下延伸。左上角坐标为x=0,y-0的点称作原点。

同大多数HTML元素一样，canvas元素也可以通过应用CSS的方式来增加边框，设置内边距、外边距等，而且一些CSS属性还可以被canvas内的元素继承。

2.2 使用HTML5 Canvas API

修正——在绘制系统中的说法是变换——在应用的时候可以被顺序应用、组合或者随意修改。每个绘制操作的结果显示在canvas上之前都要经过修正层去做修正。虽然这么做增加了额外的复杂性，但却为绘制系统添加了更为强大的功能，可能像目前主流图像编辑工具那样支持实时图像处理，所以API中这部分内容的复杂性是必要的。

关于可重用代码有一条重要的建议：一般绘制都应从原点（坐标系的0,0点）开始，应用变换（缩放、平移、旋转等），然后不断修改代码直至达到希望的效果。

context路径函数

（1）moveTo(x,y)：不绘制，只是将当前位置移动到新的目的坐标(x,y);

（2）lineTo(x,y)：不仅将当前位置移动到新的目标坐标（x,y），而且在两个坐标之间画一条直线。

（3）closePath()：这个函数的行为同lineTo很像，唯一的差别在于closePaht会将路径的起始坐标自动作为目标坐标。closePath还会通知canvas当前绘制的图形已经闭合或者形成了完全封闭的区域，这对将来的填充和描边都非常有用。

（4）strokeRect()：基于给出的位置和坐标画出矩形的轮廓。

（5）clearRect()：清除矩形区域内所有内容并将它恢复到初始状态，即透明色。

（6）quadraticCurveTo()：函数绘制曲线的起点是当前坐标，带有两组(x,y)边。第二组是指曲线的终点。第一组代表控制点（control point）。所谓的控制点位于曲线的旁边（不是曲线之上），其作用相当于对曲线产生一个拉力。通过调整控制点的位置，就可以改变曲线的曲率。

图片增加了canvas操作的复杂度：必须等到图片完全加载后才能对其进行操作。浏览器通常会在页面脚本执行的同时异步加载图片。如果视图在图片未完全加载之前就将其呈现到canvas上，那么canvas将不会显示任何图片。

渐变是指在颜色集上使用逐步抽样算法，并将结果应用于描边样式和填充样式中。

使用渐变需要三个步骤：

（1）创建渐变对象；

（2）为渐变对象设置颜色，指明过渡方式；

（3）在context上为填充样式或者描边样式设置渐变。

要设置显示哪种颜色，在渐变对象上使用addColorStop函数即可。这个函数允许指定两个参数：颜色和偏移量。颜色参数是指开发人员希望在偏移位置描边或填充时所使用的颜色。偏移量是一个0.0到1.0之间的数值，代表沿着渐变线渐变的距离有多远。

除了线性渐变以外，HTML5 Canvas API 还支持放射性渐变，所谓放射性渐变就是颜色会介于两个指定圆间的锥形区域平滑变化。放射性渐变和线性渐变使用的颜色终止点是一样的。

createRadialGradient(x0,y0,r0,x1,y1,r1)

代码中，前三个参数代表以(x0,y0)为圆心，r0为半径的圆，后三个参数代表以(x1,y1)为圆心，r1为半径的另一个圆。渐变会在两个圆中间的区域出现。

scala函数带有两个参数来分别代表在x、y两个维度的值。每个参数在canvas显示图像的时候，向其床底在本方向轴上图像要放大（或者缩小）的量。

要在原点执行图形和路径的变换操作，执行完后再统一平移。理由就是缩放（scale）和旋转（rotate）等变换操作都是针对原点进行的。

如果对一个不在原点的图形进行旋转变换，那么rotate变换函数会将图形绕着原点旋转而不是在原地旋转。

注意，剪裁过的“阴影”树会先被显示出来，这样一来，真正的树就会按照Z轴顺序（canvas中对象的重叠顺序）显示在阴影的上面。此外，树影的填充用到了CSS的RGBA特性，通过特性我们将透明度值设置为正常情况下的20%。

操作canvas文本的方式与操作其他路径对象的方式相同：可以描绘文本轮廓和填充文本内部；同事，所有能够应用于其他图形的变换和样式都能用于文本。

context对象的文本绘制功能由两个函数组成：

（1）fillText(text,x,y,maxwidth)

（2）strokeText(text,x,y,maxwidth)

两个函数的参数完全相同，必选参数包括文本参数以及用于指定文本位置的坐标参数。maxwidth是可选参数，用于限制字体大小，它会将文本字体强制收缩到指定尺寸。此外，还有一个measureText函数可供使用，该函数会返回一个度量对象，其中包含了在当前context环境下指定文本的实际显示宽度。

文本呈现相关的context属性

属性	值	备  注
font	CSS 字体字符串	例如：italic Arial,scan-serif
textAlign	start、end、left、right、center	默认是start
textBaseline	top、hanging、middle、alphabetic、ideographic、bottom	默认是alphabetic

阴影属性

属性	值	备注
shadowColor	任何CSS中的颜色值	可以使用透明度（alpha）
shadowOffsetX	像素值	值为正数，向右移动阴影；值为负数，向左移动阴影
shadowOffsetY	像素值	值为正数，向下移动阴影；值为负数，向上移动阴影
shadowBlur	高斯模糊值	值越大，阴影边缘越模糊

Canvas API最有用的特性之一是允许开发人员直接访问canvas底层的像素数据。

（1）context.getImageData(sx,sy,sw,sh)。这个函数返回当前canvas状态并以数值数值的方式显示。具体来说，返回的对象包括三个属性。

width：每行有多少个像素。

height：每列有多少个像素。

data：一维数组，存有从canvans获取的每个像素的RGBA值。该数组为每个像素保存四个值——红、绿、蓝和alpha透明度。每个值都在0到255之间。因此，canvas上的每个像素在这个数组中就变成了四个整数值。数组的填充顺序是从左到右，从上到下。

getImageData函数有四个参数，该函数只返回这四个参数所限定的区域内的数据。只有被x、y、width、height四个参数框定的矩形区域内的canvas上的像素才会被取到。

在给定了width和height的canvas上，在坐标(x,y)上的像素的构成如下。

红色部分：((width*y)+x)*4

绿色部分：((width*y)+x)*4+1

蓝色部分：((width*y)+x)*4+2

透明度部分：((width*y)+x)*4+3

（2）context.putImageData(imagedata,dx,dy) 该函数允许开发人员传入一组图像数据，其格式与最初从canvas上获取来的是一样的。

（3）context.createImageData(sw,sh) 这个函数可以创建一组图像数据并绑定在canvas对象上。

如果canvas中的图片并发来自包含它的页面所在的域，页面脚本将不能取得其中的数据。