相信不同學(xué)在數(shù)學(xué)課中有被老師要求畫一個(gè)折線圖、線性圖和曲線圖等等之類的圖，那么今天我們就來(lái)和大家聊聊：“html5怎么使用canvas標(biāo)簽畫出平滑的曲線？”這個(gè)問(wèn)題。下面是相關(guān)的內(nèi)容大家可以做為參考資料！
背景概要
相信大家平時(shí)在學(xué)習(xí)canvas 或 項(xiàng)目開(kāi)發(fā)中使用canvas的時(shí)候應(yīng)該都遇到過(guò)這樣的需求：實(shí)現(xiàn)一個(gè)可以書(shū)寫的畫板小工具。
嗯，相信這對(duì)canvas使用較熟的童鞋來(lái)說(shuō)僅僅只是幾十行代碼就可以搞掂的事情，以下demo就是一個(gè)再也簡(jiǎn)單不過(guò)的例子了：
<!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');
// 設(shè)置線條顏色
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>它的實(shí)現(xiàn)邏輯也很簡(jiǎn)單：
- 我們?cè)赾anvas畫布上主要監(jiān)聽(tīng)了三個(gè)事件：
mousedown、mouseup和mousemove，同時(shí)我們也創(chuàng)建了一個(gè)isDown變量； - 當(dāng)用戶按下鼠標(biāo)（
mousedown，即起筆）時(shí)將isDown置為true，而放下鼠標(biāo)（mouseup）的時(shí)候?qū)⑺脼?code>false，這樣做的好處就是可以判斷用戶當(dāng)前是否處于繪畫狀態(tài)； - 通過(guò)
mousemove事件不斷采集鼠標(biāo)經(jīng)過(guò)的坐標(biāo)點(diǎn)，當(dāng)且僅當(dāng)isDown為true（即處于書(shū)寫狀態(tài)）時(shí)將當(dāng)前的點(diǎn)通過(guò)canvas的lineTo方法與前面的點(diǎn)進(jìn)行連接、繪制；
通過(guò)以上幾個(gè)步驟我們就可以實(shí)現(xiàn)基本的畫板功能了，然而事情并沒(méi)那么簡(jiǎn)單，仔細(xì)的童鞋也許會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)很嚴(yán)重的問(wèn)題——通過(guò)這種方式畫出來(lái)的線條存在鋸齒，不夠平滑，而且你畫得越快，折線感越強(qiáng)。表現(xiàn)如下圖所示：
為什么會(huì)這樣呢？
問(wèn)題分析
出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因主要是：
我們是以canvas的lineTo方法連接點(diǎn)的，連接相鄰兩點(diǎn)的是條直線，非曲線，因此通過(guò)這種方式繪制出來(lái)的是條折線；
受限于瀏覽器對(duì)mousemove事件的采集頻率，大家都知道在mousemove時(shí)，瀏覽器是每隔一小段時(shí)間去采集當(dāng)前鼠標(biāo)的坐標(biāo)的，因此鼠標(biāo)移動(dòng)的越快，采集的兩個(gè)臨近點(diǎn)的距離就越遠(yuǎn)，故“折線感越明顯“；
如何才能畫出平滑的曲線?
要畫出平滑的曲線，其實(shí)也是有方法的，lineTo靠不住那我們可以采用canvas的另一個(gè)繪圖API——quadraticCurveTo ，它用于繪制二次貝塞爾曲線。
二次貝塞爾曲線
quadraticCurveTo(cp1x, cp1y, x, y)
調(diào)用quadraticCurveTo方法需要四個(gè)參數(shù)，cp1x、cp1y描述的是控制點(diǎn)，而x、y則是曲線的終點(diǎn)：
更多詳細(xì)的信息可移步MDN
既然要使用貝塞爾曲線，很顯然我們的數(shù)據(jù)是不夠用的，要完整描述一個(gè)二次貝塞爾曲線，我們需要：起始點(diǎn)、控制點(diǎn)和終點(diǎn)，這些數(shù)據(jù)怎么來(lái)呢？
有一個(gè)很巧妙的算法可以幫助我們獲取這些信息
獲取二次貝塞爾關(guān)鍵點(diǎn)的算法
這個(gè)算法并不難理解，這里我直接舉例子吧：
假設(shè)我們?cè)谝淮卫L畫中共采集到6個(gè)鼠標(biāo)坐標(biāo)，分別是A, B, C, D, E, F；取前面的A, B, C三點(diǎn)，計(jì)算出B和C的中點(diǎn)B1，以A為起點(diǎn)，B為控制點(diǎn)，B1為終點(diǎn)，利用quadraticCurveTo繪制一條二次貝塞爾曲線線段；
接下來(lái)，計(jì)算得出C與D點(diǎn)的中點(diǎn)C1，以B1為起點(diǎn)、C為控制點(diǎn)、C1為終點(diǎn)繼續(xù)繪制曲線；
依次類推不斷繪制下去，當(dāng)?shù)阶詈笠粋€(gè)點(diǎn)F時(shí)，則以D和E的中點(diǎn)D1為起點(diǎn)，以E為控制點(diǎn)，F為終點(diǎn)結(jié)束貝塞爾曲線。
OK，算法就是這樣，那我們基于該算法再對(duì)現(xiàn)有代碼進(jìn)行一次升級(jí)改造：
let isDown = false;
let points = [];
let beginPoint = null;
const canvas = document.querySelector('#canvas');
const ctx = canvas.getContext('2d');
// 設(shè)置線條顏色
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(-2);
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(-2);
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();
}在原有的基礎(chǔ)上，我們創(chuàng)建了一個(gè)變量points用于保存之前mousemove事件中鼠標(biāo)經(jīng)過(guò)的點(diǎn)，根據(jù)該算法可知要繪制二次貝塞爾曲線起碼需要3個(gè)點(diǎn)以上，因此我們只有在points中的點(diǎn)數(shù)大于3時(shí)才開(kāi)始繪制。接下來(lái)的處理就跟該算法一毛一樣了，這里不再贅述。
代碼更新后我們的曲線也變得平滑了許多，如下圖所示：
那么以上就是今天和大家分享的有關(guān)于：“html5怎么使用canvas標(biāo)簽畫出平滑的曲線？”這個(gè)問(wèn)題的相關(guān)內(nèi)容，當(dāng)然更多有關(guān)于html5這方面的內(nèi)容我們都可以在W3Cschool中進(jìn)行一個(gè)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)和了解。
