HTML5 canvas 新手入门教程
简述
HTML5 规范引进了很多新特性，其中最令人期待的之一就是 canvas 元素。HTML 5 canvas 提供了通过 JavaScript 绘制图形的方法，此方法使用简单但功能强大。每一个 canvas 元素都有一个"上下文( context )" (想象成绘图板上的一页)，在其中可以绘制任意图形。浏览器支持多个 canvas 上下文，并通过不同的 API 提供图形绘制功能。大部分的浏览器都支持 2D canvas 上下文――包括 Opera, Firefox, Konqueror 和 Safari。而且某些版本的 Opera 还支持 3D canvas ，Firefox 也可以通过插件形式支持 3D canvas
本文介绍 2D canvas基础以及如何使用基本 canvas 函数，如线条、形状、图像和文字等。为了理解此文章，你最好了解 JavaScript 基础知识。
可以点击此处批量下载本文实例代码
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| ?本文中的例子的超链接连接到网址全是HTML5网页，目前支持HTML5的浏览器有 Chrom,FireFox 3.6等，IE目前不支持HTML5，也就是说你用IE看本页面的一些例子的超链接是看不到的。 |
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canvas 基础
创建 canvas 的方法很简单，只需要在 HTML 页面中添加 <canvas>元素：
- <canvas?id="myCanvas"?width="300"?height="150">? ??
- Fallback?content,?in?case?the?browser?does?not?support?Canvas.? ??
- </canvas>??
?
为了能在 JavaScript 中引用元素，最好给元素设置 ID ；也需要给 canvas 设定高度和宽度。
创建好了画布后，让我们来准备画笔。要在画布中绘制图形需要使用 JavaScript 。首先通过 getElementById函数找到 canvas元素，然后初始化上下文。之后可以使用上下文 API 绘制各种图形。下面的脚本在 canvas 中绘制一个矩形 (点击此处查看效果)：
?
- //?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);? ??
- ??}? ??
- }??
可以把上面代码放置在文档 head部分中，或者放在外部文件中。
2D context API
介绍了如何创建 canvas 后，让我们来看看 2D canvas API，看看能用这些函数做些什么。
基本线条
上面的例子中展示了绘制矩形是多么简单。
通过 fillStyle和 strokeStyle 属性可以轻松的设置矩形的填充和线条。颜色值使用方法和 CSS 一样：十六进制数、rgb()、rgba() 和 hsla。通过 fillRect可以绘制带填充的矩形。使用 strokeRect 可以绘制只有边框没有填充的矩形。如果想清除部分 canvas 可以使用 clearRect。上述三个方法的参数相同：x, y, width, height。前两个参数设定 (x,y) 坐标，后两个参数设置矩形的高度和宽度。可以使用 lineWidth属性改变线条粗细。让我们看看使用了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);??
?
此例子效果图见下图
路径
通过 canvas 路径（path）可以绘制任意形状。可以先绘制轮廓，然后绘制边框和填充。创建自定义形状很简单，使用 beginPath()开始绘制，然后使用直线、曲线和其他图形绘制你的图形。绘制完毕后调用 fill 和 stroke 即可添加填充或者设置边框。调用 closePath() 结束自定义图形绘制。下面是一个绘制三角形的例子:
- //?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();??
其效果图见下图
另一个较复杂的例子中使用了直线、曲线和圆弧。
插入图像
drawImage 方法允许在 canvas 中插入其他图像
( img 和 canvas 元素) 。在 Opera 中可以再 canvas 中绘制 SVG 图形。此方法比较复杂，可以有3个、5个或9个参数
3个参数：最基本的 drawImage使用方法。一个参数指定图像位置，另两个参数设置图像在 canvas中的位置。
5个参数：中级的 drawImage 使用方法，包括上面所述3个参数，加两个参数指明插入图像宽度和高度 (如果你想改变图像大小)。
9个参数：最复杂 drawImage 杂使用方法，包含上述5个参数外，另外4个参数设置源图像中的位置和高度宽度。这些参数允许你在显示图像前动态裁剪源图像。
下面是上述三个使用方法的例子：
- //?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);??
其效果见下图
像素级操作
2D Context API 提供了三个方法用于像素级操作：createImageData, getImageData, 和putImageData。ImageData对象保存了图像像素值。每个对象有三个属性: width, height 和data。data 属性类型为CanvasPixelArray，用于储存width*height*4个像素值。每一个像素有RGB值和透明度alpha值(其值为 0 至255，包括alpha在内!)。像素的顺序从左至右，从上到下，按行存储。为了更好的理解其原理，让我们来看一个例子――绘制红色矩形
?
- //?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: 不是所有浏览器都实现了 createImageData。在支持的浏览器中，需要通过 getImageData 方法获取 ImageData 对象。请参考示例代码。
通过 ImageData可以完成很多功能。如可以实现图像滤镜，或可以实现数学可视化 (如分形和其他特效)。下面特效实现了简单的颜色反转滤镜：
?
- //?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);??
下图显示了使用此滤镜后的效果
文字
虽然最近的 WebKit 版本和 Firefox 3.1 nightly build 才开始支持 Text API ，为了保证文章完整性我决定仍在这里介绍文字 API 。
context对象可以设置以下 text 属性：
font：文字字体，同 CSSfont-family 属性
textAlign：文字水平对齐方式。可取属性值: start, end, left,right, center。默认值:start.
textBaseline：文字竖直对齐方式。可取属性值：top, hanging, middle,alphabetic, ideographic, bottom。默认值：alphabetic
有两个方法可以绘制文字： fillText和 strokeText。第一个绘制带 fillStyle 填充的文字，后者绘制只有 strokeStyle 边框的文字。两者的参数相同：要绘制的文字和文字的位置(x,y) 坐标。还有一个可选选项――最大宽度。如果需要的话，浏览器会缩减文字以让它适应指定宽度。文字对齐属性影响文字与设置的(x,y) 坐标的相对位置。
下面是一个在 canvas 中绘制"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);???
?
下图是其效果图
阴影
目前只有 Konqueror 和 Firefox 3.1 nightly build 支持 Shadows API 。API 的属性为
shadowColor：阴影颜色。其值和 CSS 颜色值一致。
shadowBlur：设置阴影模糊程度。此值越大，阴影越模糊。其效果和 Photoshop 的高斯模糊滤镜相同。
shadowOffsetX 和 shadowOffsetY：阴影的 x 和 y 偏移量，单位是像素。
[url=http://www.robodesign.ro/coding/canvas-primer/20081208/example-shadows.html]下面是
canvas 阴影的例子[/url]：
- 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);??
其效果见下图
颜色渐变
除了 CSS 颜色， fillStyle和 strokeStyle 属性可以设置为 CanvasGradient 对象。――通过 CanvasGradient可以为线条和填充使用颜色渐变。欲创建 CanvasGradient对象，可以使用两个方法：createLinearGradient 和 createRadialGradient。前者创建线性颜色渐变，后者创建圆形颜色渐变。创建颜色渐变对象后，可以使用对象的 addColorStop方法添加颜色中间值。下面的代码演示了颜色渐变使用方法：
?
- //?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. ??
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我也准备了一个更复杂的例子，使用了线性颜色渐变、阴影和文字。其效果见下图
canvas 演示
如果你想知道使用 Canvas可以做些什么，可以参看以下的工程：
Opera Widget：
SimAquarium
Artist's Sketchbook
Spirograph
在线工程和演示
Newton polynomial
Canvascape - "3D Walker"
Paint.Web - painting demo, open-source
Star-field flight
Interactive blob
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