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简述
HTML 5 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。
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()（ 若浏览器支持，如Opera
10 和 Firefox 3)。
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);
此例子效果图见图1.
图 1: fillRect, strokeRect 和
clearRect效果图
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();
其效果图见图2.
图 2: 三角形
另一个较负责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);
其效果见图3.
图 3: drawImage 效果图。
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 ImageDataat the given (x,y) coordinates.
context.putImageData(imgd, x, y);
图 4 显示了使用此滤镜后的 Opera
图像 (图 3是原图)。
图 4: 颜色反转滤镜
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);
图 5 是其效果图。
图 5: 文字效果
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。
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);
其效果见图 6。
图 6: canvas 阴影效果——蓝色矩形，红色阴影
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.
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。其效果见图 7。
图 7: 使用线性颜色渐变的例子
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：
- 在线工程和演示
小节
Canvas 是 HTML 5最让人期待的特性之一，目前已获得大部分 Web 浏览器支持。Canvas 可以帮助创建游戏、增强图形用户界面。2D context
API 提供大量图形绘制功能——我希望通过本文你了解了 canvas 使用，并且你有兴趣了解更多！
ZT FROM HP：http://duanxin.me/#/articles/html5-canvas-the-basics/