Canvas入门指南：从基础概念到实战应用
Canvas入门指南：从基础概念到实战应用
Canvas是HTML5中新增的重要绘图元素，它允许开发者使用JavaScript在网页上绘制各种图形、图表和动画。本文将从Canvas的基本概念、特点、应用场景到具体使用方法和性能优化等方面进行详细讲解，帮助读者快速掌握Canvas的使用技巧。
一、Canvas的介绍
1. 定义
<canvas>是HTML5新增的，一个可以使用脚本（通常为JavaScript）在其中绘制图像的HTML元素。
2. 特点
- 不支持事件处理器：虽然Canvas是HTML元素，但是在其中绘制的图像不是HTML元素，自然也不能对画布中具体内容进行监听。
- 基于像素的即时模式图形系统：绘制完成不会得到浏览器的关注，如果内容有变化需要重新绘制。
3. 与SVG的对比
虽然文章没有详细展开SVG的对比，但可以简单说明：SVG是基于XML的矢量图形格式，适合复杂的图形和可缩放的场景；而Canvas是基于像素的，适合处理大量像素的场景，如游戏和动画。
二、Canvas的应用
Canvas可以应用于多种场景，包括但不限于：
- 图表
- 特效
- 图片处理、绘画
- 背景图、视频处理、游戏
三、Canvas的基本使用
1. 基础知识
- 坐标：左上角为原点，横向为X轴，纵向为Y轴。
- 角度：一周即360° = 2 * Math.PI，1° = Math.PI / 180。
HTML结构
<canvas id="tutorial" width="300" height="300">浏览器不支持</canvas>
属性说明
Canvas有两个属性：width和height，它们设置的是画布的分辨率。如果使用CSS样式改变宽高，实际上并没有改变分辨率，只是改变了DOM元素的尺寸，导致图像被拉伸。
2. CanvasRenderingContext2D
Canvas本身并不具备绘制能力，需要通过getContext('2d')获取一个CanvasRenderingContext2D对象，这个对象提供了各种绘图方法和属性。
获取画笔代码
const canvas = document.getElementById('tutorial');
const ctx = canvas.getContext('2d');
属性和方法
这些属性和方法可以类比为画笔的规格和动作，主要包括：
- 线条样式（lineWidth、lineCap等）
- 填充样式（fillStyle）
- 文本样式（font、textAlign等）
- 路径绘制（beginPath、moveTo、lineTo等）
- 图形绘制（arc、rect等）
- 变换（translate、rotate、scale等）
四、Canvas动画
Canvas动画的实现原理类似于视频播放，通过连续绘制每一帧的图像来实现动画效果。由于Canvas绘制的图形不能撤回，所以动画通常是通过不断清除和重绘来实现的。
钟表例子
绘制一个动态钟表：
- 使用
rotate和translate方法简化线段绘制 - 使用
setInterval实现秒针和时针的动画
思考题
尝试实现一个小球自由落体、落地后弹跳直到静止的动画效果。
五、Canvas事件监听
虽然Canvas内部没有元素的概念，无法直接监听图形，但可以通过监听Canvas本身并计算点击位置来实现类似效果。
六、Canvas的优化点
- 减少使用绘制指令：避免重复绘制，一次性完成路径绘制。
- 坐标值尽量使用整数：避免使用浮点数坐标，减少抗锯齿处理的性能消耗。
- 分层Canvas：将重绘频率不同的内容绘制在不同的Canvas上，减少重绘次数。
- 局部渲染：当只需要改变画布中的一小块区域时，可以使用局部渲染技术。
例如在可视化地图中，底层的地图绘制内容较为复杂，重绘代价大，但是重绘频率又不高，那么我们可以将它单独绘制在一张画布上，上层的特效绘制在另一张画布上，避免特效改变时地图重绘。
文中部分图片选自网络，如有侵权请联系删除。